氣壓與液壓傳動(dòng)

1、液壓泵與液壓馬達(dá)液壓泵與液壓馬達(dá) 一、液壓泵的作用一、液壓泵的作用 說(shuō)到底泵就是一能量轉(zhuǎn)換的裝置，泵的作 用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能（壓力能）。即向 液壓系統(tǒng)提供工作所需要的具有一定（能量） 壓力和流量的液壓油，從而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的各液 壓執(zhí)行裝置完成各種規(guī)定的動(dòng)作。泵有原動(dòng)機(jī)- -電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)來(lái)帶動(dòng)。 二、工作原理二、工作原理 液壓傳動(dòng)所用的液壓泵都是容積式泵,就是靠 密閉容積的變化來(lái)吸油和排油。吸油口和排油口在 泵內(nèi)被隔開(kāi)。所以,對(duì)這類(lèi)泵,我們只要能夠?qū)崿F(xiàn)容 積變化就能吸,排液體。 F2P2 W F1P1 l1l2 P 三、液壓泵分類(lèi)三、液壓泵分類(lèi) 外嚙合 齒輪泵 內(nèi)嚙合 雙聯(lián)齒輪泵 油泵 葉片

2、泵 單作用 雙作用 柱塞泵 軸向 直軸（斜盤(pán)） 斜軸 徑向 從流量（排量）變化分：定量泵，變量泵 四、各油泵代號(hào)及職能符號(hào)四、各油泵代號(hào)及職能符號(hào) 代號(hào)（銘牌）： 1).齒輪油泵 工程機(jī)械 CB CB -齒輪油泵 12345 1-系列 2-壓力分級(jí)(ABCDE可查液壓傳動(dòng)手冊(cè)) 3-理論排量ml/r 4-安裝形式 5-連接形式(B-板式,F-法蘭,L-管式) 2).葉片油泵 YB 3)軸向柱塞油泵 ZB 職能符號(hào)(各種都相同): 下面介紹一下油泵的職能符號(hào) 1 2 3 1-單向定量泵 2-單向變量泵 3-雙向變量泵 五五. .液壓泵的基本參數(shù)液壓泵的基本參數(shù) （1）工作壓力 液壓泵的工作壓力是

3、指泵工作時(shí)所輸出的油液的實(shí)際壓力 （指泵出口處的壓力pB）。壓力大小取決于外載的大小。 （2）額定壓力 在泵的銘牌上所標(biāo)的都是指泵的額定壓力，是指液壓泵能 夠正常工作的最大工作壓力，是在正常工作時(shí)不允許超過(guò)的壓 力值。 1.壓力 1）工作壓力 2）額定壓力 3）最高壓力 壓力分級(jí) A級(jí) 低壓 B級(jí) 中壓 C級(jí) 中高壓 D級(jí) 高壓 E級(jí) 超高壓 壓力范圍0-2525-8080-160160-320320 機(jī)械工業(yè)部,泵壓力分級(jí): （3）最高壓力 是指液壓泵密封能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度使它達(dá)到的最大工作壓力 1）理論流量 2）實(shí)際流量 3）額定流量： 2.流量 （1）排量：就是它的理論排量（用qB表示）：在

4、不泄漏情況下， 液壓泵一轉(zhuǎn)理論上所排出的液體體積。大小取決于泵的密封工 作腔的幾何尺寸，也就是它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)。是一固有值。與速 度等無(wú)關(guān)。單位:m3/r或l/r （2）理論流量:無(wú)泄漏情況下，單位時(shí)間內(nèi)所能輸出 （泵）或所能輸入（馬達(dá)）的液體體積(m3/s)。 理論流量QBt=qBnB 、QMt=qM nM 其中,nB 、nM 泵軸及馬達(dá)軸轉(zhuǎn)速(r/s) （3）實(shí)際的流量：就是單位時(shí)間內(nèi)的流量，是由泄漏 等造成的。 QB=QBt-Q=V QBt （4）額定流量：是指在額定轉(zhuǎn)速及額定壓力下泵輸出 的流量。 3.泵功率: 輸出功率:NB=pBQB 輸入功率：N Bi =MBwB=2nBMB 理論上

5、的功率：N Bit =MBtwB=2nBMBt 4.泵的輸入扭矩 泵每轉(zhuǎn)理論上輸出的液壓能:pB qB 泵每轉(zhuǎn)理論上輸入的機(jī)械能:MBt2 所以： pB qB = MBt2 則泵的理論輸入扭矩 MBt= pB qB /2 泵的輸入扭矩 MB = MBt/ m NB,QB NBit,QBt,MBt NBi,MB 完美的泵 機(jī)械損失 容積損失 5.泵的效率 泵的效率分為容積效率和機(jī)械效率 容積效率： V=QB/Q Bt （ QB=Q Bt -Q ） 容積效率的大小反應(yīng)了泵內(nèi)流量方面的漏失情況。 機(jī)械效率： m=M Bt /MB 實(shí)際上是由于存在機(jī)械摩擦,使得MBM Bt 泵總效率： =NB/N B

6、i =pBQB/2nBMB = mV 6.泵轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速是泵正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速，保證泵具有 一定的自吸能力和避免氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速。 最高轉(zhuǎn)速就是由泵結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限定的最大轉(zhuǎn)速。 由前面公式可以看出,M N Q n適合于各式油 泵，唯一變化的僅僅是各種泵的每轉(zhuǎn)排量qB,因此, 以后講課中,只介紹各種泵的qB排量。 第二節(jié)齒輪泵第二節(jié)齒輪泵 一、結(jié)構(gòu)及作用原理一、結(jié)構(gòu)及作用原理 、分類(lèi)： 嚙合形式外嚙合形式 內(nèi)嚙合形式 齒輪數(shù)兩齒輪式 多齒輪式串聯(lián)式:增加泵壓 并聯(lián)式:增加泵流量 2.結(jié)構(gòu) :主要由齒輪,泵體,前蓋板,后蓋板等組成 3.作用原理 密封工作腔： 齒輪、殼體、端蓋、嚙合 線組成、吸油腔、

7、排油腔 吸油過(guò)程：輪齒脫開(kāi)嚙合Vp吸油； 排油過(guò)程：輪齒進(jìn)入嚙合Vp排油。 由蓋板,泵殼體和齒輪組成了一個(gè)密封腔體,而相嚙合的兩 個(gè)同模數(shù)齒輪的嚙合線,將此容積分為左,右兩部分（吸油區(qū)和 壓油區(qū)）。 當(dāng)這對(duì)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí),嚙合線右側(cè)脫開(kāi)接觸（開(kāi) 口）,容積增大，形成部分真空,通過(guò)殼體上的吸油孔從油箱吸 油; 而嚙合線的另一側(cè)(左側(cè))的輪齒進(jìn)入嚙合（填充），容 積減小，使這部分密閉容積內(nèi)的液體受壓后,通過(guò)殼體排出孔 排液. 齒輪連續(xù)運(yùn)動(dòng)就完成了一接一次的吸油和排油過(guò)程。 二、參數(shù)計(jì)算二、參數(shù)計(jì)算 計(jì)算排量 外嚙合齒輪的每轉(zhuǎn)排量可以看作是一對(duì)齒輪的嚙合體積 之和(我們把它看作是一齒條),泵工

8、作時(shí)凹處部分的液體全部 排出。 qB=2chbz C節(jié)園上齒間寬度，h輪齒高度，z齒數(shù)，b齒寬 根據(jù)齒輪嚙合原理有： c=m/2,h=2m m模數(shù) 所以：qB=2zbm2 h cc b 修正:由于齒輪的齒間體積大于輪齒體積,故將上 式修正為：qB=（6.667)zbm2 齒少取上限,齒多取下限. 顯然,當(dāng)齒輪泵結(jié)構(gòu)一定,齒輪泵每轉(zhuǎn)排量也就 確定不變了,因此,齒輪油泵是一定量泵. 流量Bt(6.66-7)zbm2 n QB =BVBt 容積效率一般（70-90%） 三、齒輪泵性能分析三、齒輪泵性能分析 主要存在四個(gè)方面的問(wèn)題 1.流量脈動(dòng)： 上式是齒輪泵的平均流量。實(shí)際由于齒輪在嚙合過(guò)程中壓 油

9、腔的容積變化率是變化的，非常數(shù)，所以每一刻的流量（瞬 時(shí)流量）也是變化的，流量的脈動(dòng)影響液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)性，引起振動(dòng)，對(duì)液壓系統(tǒng)有不利影響。 在嚙合齒輪的設(shè)計(jì)中，增大嚙合角 及齒數(shù)，減少重疊度 系數(shù)，均可降低脈動(dòng)性。 在容積式泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)性最大；在實(shí)際工程系 統(tǒng)中可以加蓄能器在泵出口予以調(diào)節(jié)。 max minmax Q QQ 脈動(dòng)率： 1) 產(chǎn)生原因： 1，構(gòu)成閉死容積Vb Vb由大小，p， 油液發(fā)熱，軸承磨損。 Vb由小大，p ， 汽蝕、噪聲、振動(dòng)、金屬表面剝蝕 。 2. 困油現(xiàn)象 2) 危害：影響工作、縮短壽命 3) 措施：開(kāi)卸荷槽 原則： Vb由大小，與壓油腔相通 Vb

10、由小大，與吸油腔相通 保證吸、壓油腔始終不通 吸壓 具體描述： 齒輪嚙合中，前一對(duì)齒輪退出嚙合之前，后一對(duì)齒已經(jīng)進(jìn) 入嚙合（既重疊度系數(shù)大于1）,保證了吸油區(qū)和壓油區(qū)，既高 低壓腔之間總不連通和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，但是這樣就會(huì)使前一對(duì) 齒尚未脫開(kāi)嚙合之前，后面的一對(duì)齒就進(jìn)入了嚙合，在很短的 時(shí)間內(nèi)就會(huì)有兩對(duì)齒同時(shí)嚙合，在兩嚙合齒之間就形成了一個(gè) 封閉腔，當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，封閉腔容積的大小會(huì)經(jīng)歷從大到 小，又從小到大這樣一個(gè)過(guò)程，腔體的壓力會(huì)急劇升高和降低， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為困油現(xiàn)象。 困油現(xiàn)象是有害的，被困油液壓力周期性的升高和下降會(huì)引起 振動(dòng)、噪音和空穴（氣蝕）現(xiàn)象。為了減輕困油現(xiàn)象通常在齒 輪泵兩側(cè)

11、端蓋上，銑兩個(gè)卸荷槽，對(duì)于中心線而言，有對(duì)稱(chēng)開(kāi) 的，也有不對(duì)稱(chēng)開(kāi)的，還有的開(kāi)圓形盲孔卸荷槽的，卸荷槽之 間的尺寸a有要求，應(yīng)保證困油空間在達(dá)到最小位之前與壓油腔 連通，過(guò)了最小位置后與吸油腔連通，a不能過(guò)小，否則壓油腔 和吸油腔連通，容積效率降低。 3. 徑向力不平衡 1）原因：徑向液壓力分布不均 嚙合力 2）危害：軸承磨損、刮殼。 3）措施：縮小壓油口，增加徑 向間隙等。 壓油口縮小后，安裝時(shí)注意 不能反轉(zhuǎn)。 4. 泄漏問(wèn)題 1) 泄漏途徑：軸向間隙 80% ql 徑向間隙 15% ql 嚙合處 5% ql 2) 危害：v 3) 防泄措施： a) 減小軸向間隙 b) 軸向間隙補(bǔ)償裝置 浮動(dòng)側(cè)

12、板 浮動(dòng)軸套 四、齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)四、齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):(1).結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,價(jià)格便宜,是同流量泵中體積最 小的一種;(2).吸入性能好,在高,低轉(zhuǎn)速下都能可靠地工作;(3). 對(duì)污物不敏感,不易咬死.因此 ,廣泛應(yīng)用于精度要求不很高.不 清潔環(huán)境工作的機(jī)械上. 缺點(diǎn):齒輪泵排量壓力提高受到限制.因此 ,只適用于低壓, 中壓,中等轉(zhuǎn)速的液壓系統(tǒng)中. 其它，內(nèi)嚙合，轉(zhuǎn)子泵，螺桿泵 五、內(nèi)嚙合齒輪泵 1. 漸開(kāi)線齒輪泵 特點(diǎn): n結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕 n流量脈動(dòng)小，噪聲小。 2. 擺線齒輪泵（轉(zhuǎn)子泵） 特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小 重疊系數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn) 吸油條件好 脈動(dòng)小，噪聲小 齒形復(fù)雜，加

13、工精度要 求高，造價(jià)高。 應(yīng)用：機(jī)床低壓系統(tǒng) 六、齒輪泵的常見(jiàn)故障及排除方法 故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排除方法 噪聲大 1吸油管接頭、泵體與泵蓋的接合面、堵頭和泵 軸密封圈等處密封不良，有空氣被吸入 2泵蓋螺釘松動(dòng) 3泵與聯(lián)軸器不同心或松動(dòng) 4齒輪齒形精度太低或接觸不良 5齒輪軸向間隙過(guò)小 6齒輪內(nèi)孔與端面垂直度或泵蓋上兩孔平行度 超差 7泵蓋修磨后，兩卸荷槽距離增大， 產(chǎn)生困油 8滾針軸承等零件損壞 9裝配不良，如主軸轉(zhuǎn)一周有時(shí)輕時(shí)重現(xiàn)象 1用涂脂法查出泄漏處。用密封膠涂敷管接 頭并擰緊；修磨泵體與泵蓋結(jié)合面保證 平面度不超過(guò)0.005mm；用環(huán)氧樹(shù)脂黏 結(jié)劑涂敷堵頭配合面再壓進(jìn)；更換密封 圈 2適

14、當(dāng)擰緊 3重新安裝，使其同心，緊固連接件 4更換齒輪或研磨修整 5配磨齒輪、泵體和泵蓋 6檢查并修復(fù)有關(guān)零件 7修整卸荷槽，保證兩槽距離 8拆檢，更換損壞件 9拆檢，重裝調(diào)整 流量不足或 壓力不 能升高 1齒輪端面與泵蓋接合面嚴(yán)重拉傷， 使軸向間隙過(guò)大 2徑向不平衡力使齒輪軸變形碰擦泵體，增大徑 向間隙 3泵蓋螺釘過(guò)松 4中、高壓泵弓形密封圈破壞、或側(cè)板磨損嚴(yán)重 1修磨齒輪及泵蓋端面，并清除齒形上毛刺 2校正或更換齒輪軸 3適當(dāng)擰緊 4更換零件 過(guò)熱 1軸向間隙與徑向間隙過(guò)小 2側(cè)板和軸套與齒輪端面嚴(yán)重摩擦 1檢測(cè)泵體、齒輪，重配間隙 2修理或更換側(cè)板和軸套 第三節(jié)葉片泵第三節(jié)葉片泵 優(yōu)點(diǎn)：輸

15、出流量均勻、脈動(dòng)小、噪聲低、 體積小。 缺點(diǎn)：自吸性能差、對(duì)油液污染敏感、結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜。 分類(lèi) 單作用 雙作用 每轉(zhuǎn)排油一次 每轉(zhuǎn)排油兩次 一、單作用葉片泵 1. 結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤(pán)、殼體、端蓋等。 特點(diǎn)： 定子和轉(zhuǎn)子偏心； 定子內(nèi)曲線是圓； 配油盤(pán)有二個(gè)月牙形 窗口。 葉片靠離心力伸出。 2. 工作原理 密封工作腔（轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤(pán)組成） 吸油過(guò)程：葉片伸出V p 吸油； 排油過(guò)程：葉片縮回V p 排油。 旋轉(zhuǎn)一周，完成一次吸油，一次排油單作用泵 徑向力不平衡非平衡式葉片泵 （一個(gè)吸油區(qū)，一個(gè)排油區(qū)） 3.參數(shù)計(jì)算 不考慮葉片厚度和葉片傾角或者葉片徑向放置無(wú)傾角。 qB=

16、zB(A2-B2) 式中: z-葉片數(shù) B-葉片寬度cm =2/z A-長(zhǎng)半徑=R+e B-短半徑=R-e 所以: D、R為定子直徑,半徑； e為偏心距 BDeB eReR z zBqB 2Re4 )()( 2 1 22 若考慮葉片厚度及傾角 流量也是脈動(dòng)的 葉片為奇數(shù)時(shí)：脈動(dòng)率 =（/2z)tg(/4z)1.25/zz 葉片為偶數(shù)時(shí)：脈動(dòng)率 =（/z)tg(/2z)5/zz 上式表明，葉片數(shù)越多，流量脈動(dòng)率越??；奇數(shù)葉片的脈 動(dòng)率比偶數(shù)液片的脈動(dòng)率小，所以單作葉片泵的葉片數(shù)總?cè)∑?數(shù)。 )cos/2zDBeq B （ QBeDzn BBBV 2（/ cos ) 二、雙作用葉片泵 1. 結(jié)構(gòu)特

17、點(diǎn)： 定子和轉(zhuǎn)子同心； 定子內(nèi)曲線由四段圓弧 和四段過(guò)渡曲線組成； 配油盤(pán)上有四個(gè)月牙形 窗口。 2. 工作原理 旋轉(zhuǎn)一周，完成二次吸油，二次排油雙作用泵 徑向力平衡平衡式葉片泵 （兩個(gè)吸油區(qū)，兩個(gè)排油區(qū)） 3、參數(shù)計(jì)算 qB=2B (R2-r2)z(Rr)/cos B-葉片寬度 R-定子內(nèi)表面曲線的長(zhǎng)半徑 r-定子內(nèi)表面曲線的短半徑 -葉片厚度 -葉片傾角 實(shí)際流量 QBn 瞬時(shí)流量 Q=B (R2-r2)2/cos 角速度，定子曲線過(guò)渡區(qū)極半徑，d為極半徑隨轉(zhuǎn)角的 變化 通過(guò)選擇合適的過(guò)渡曲線形狀和適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)，即可保 證流量理論上是均勻的。目前，目前的雙作用葉片泵的過(guò)渡 曲線一般采用等加

18、（等減）速度曲線，葉片數(shù)為4的倍數(shù)， 一般為12或16。 d i i z 1 3、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）構(gòu)成了兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)，并且是對(duì)稱(chēng)的，只要是工 作油腔數(shù)（既葉片數(shù)）為偶數(shù)，則作用在轉(zhuǎn)子上的油壓作用力是 完全平衡的 2）定子曲線由四段圓弧和四段過(guò)渡曲線組成。 3）配油盤(pán) 有兩個(gè)配油盤(pán)，一個(gè)為 壓油盤(pán)，一個(gè)為吸油盤(pán)，端 面上開(kāi)有環(huán)槽C，它通過(guò)四 個(gè)小孔與壓油腔的壓力油相 通，使壓力油作用于各葉片 的底部，可以增加葉片對(duì)定 子的壓緊力，防止漏油。 壓油窗口上開(kāi)有三角槽， 其作用是當(dāng)兩相鄰葉片從吸 油口吸滿(mǎn)油向壓油口過(guò)渡時(shí)， 首先通過(guò)三角槽逐漸與壓油 口接通，以避免高低壓區(qū)突 然接

19、通而產(chǎn)生的液壓沖擊和 噪音。 4）葉片傾角 雙作用葉片泵:葉片傾斜方向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相同.而單作 用葉片泵:葉片傾斜方向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反.（雙向變量葉片 泵,葉片沿徑向,不傾斜.）這與雙作用泵過(guò)渡曲線的升程有 關(guān)，這樣可以防止作用在葉片上的切向力過(guò)大引起的葉片折 斷以及因切向力過(guò)大導(dǎo)致的摩擦力過(guò)大，使葉片滑動(dòng)困難甚 至卡死的現(xiàn)象出現(xiàn)，這一點(diǎn)在維修和使用中要注意轉(zhuǎn)動(dòng)方向 尤為重要。 5）葉片的新式結(jié)構(gòu) 由于把壓油口的高壓引入到葉片底部，雖然如上所講，起 到了壓力油作用于各葉片的底部，增加葉片對(duì)定子的壓緊力， 防止漏油的作用，另一方面帶來(lái)的問(wèn)題是，雖然當(dāng)葉片經(jīng)過(guò)壓 油腔時(shí)，葉片頂部也受到高壓的作用，

20、這與根部的高壓油的作 用力基本抵消（采取的措施是：葉片頂部斜面，與定子的接觸 面積小，可增大壓緊力，），但當(dāng)葉片經(jīng)過(guò)吸油腔時(shí)液片頂部 不再有高壓油，因此葉片頂部與定子接觸處就有很大的作用力， 相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨損，影響壽命，為了解決葉片卸荷 問(wèn)題，目前有以下幾種辦法： a、采用雙葉片結(jié)構(gòu) 葉片分成兩部分，兩片中間開(kāi)有槽，使根部的壓 力油能通過(guò)槽到達(dá)頂部，根部壓力高時(shí)，頂部壓力低 時(shí)，可起阻尼孔的作用，在根部和頂部形成壓力差， 也可推動(dòng)葉片壓在定子上，根部和頂部壓力都很高時(shí) 壓力可以互通抵消。葉片和定子有兩個(gè)接觸面增加了 密封的可靠性。 b、采用母子式結(jié)構(gòu)（又稱(chēng)復(fù)合葉片式） c、在葉片根部

21、裝彈簧 三三. .葉片泵的特點(diǎn)及應(yīng)用葉片泵的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕. 2)流量較均勻(比齒輪式泵),噪音小,適用于平穩(wěn)工作. 3)V高,最高可達(dá)95%以上,一般75-85% 4)吸入條件高 5)易于咬死,工作穩(wěn)定性差. 6)結(jié)構(gòu)復(fù)雜(對(duì)齒輪泵),零件制造精度高. 7）輕微困油 應(yīng)用:適用于低,中壓,中快速,力中等的條件下,所以,機(jī)床行業(yè) 應(yīng)用得較廣,工程機(jī)械應(yīng)用較少. 四、單雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)對(duì)照四、單雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)對(duì)照 單作用葉片泵雙作用葉片泵 作用數(shù)轉(zhuǎn)子一圈，吸排一次轉(zhuǎn)子一圈，吸排兩次 葉片安置后傾安置前傾安置 定子內(nèi)曲線完整的圓四段圓弧、四段過(guò)渡曲線，等加（減）

22、速曲線，此外，阿基米德螺線，正余 弦線，高次曲線 變量改變偏心量e,e到-e時(shí)改變了 泵的進(jìn)出口 不能變量 不平衡的徑 向力 存在基本抵消 壓力級(jí)中低系列，徑向不平衡力造成中低壓和中壓系列軸向及徑向泄漏， 定子與葉片在吸油區(qū)相互受力大，限 制了壓力的升高，解決辦法：雙層葉 片、子母葉片、彈簧葉片、浮動(dòng)配流 盤(pán)等 五、限壓式變量葉片泵五、限壓式變量葉片泵 我國(guó)的單向變量泵有手動(dòng)和自動(dòng)改變偏心的兩種。 自動(dòng)調(diào)節(jié)的根據(jù)流量壓力特性的不同分為： 恒壓式變量葉片泵 穩(wěn)流量式變量葉片泵 限壓式變量葉片泵 等 較成熟的是限壓式變量葉片泵 限壓式變量葉片泵利用泵壓力（負(fù)載壓力）的 反饋，達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的，這

23、樣做就是功率的合 理利用，節(jié)約能源，減少油液發(fā)熱引起的問(wèn)題（液 壓油不變質(zhì)，壽命延長(zhǎng)等），調(diào)節(jié)的原理就是定子 與轉(zhuǎn)子的偏心距。 限壓式變量泵分外反饋和內(nèi)反饋式兩種。 單作用式葉片泵的轉(zhuǎn)子受到來(lái)自壓油腔作用的 單向壓力,使軸承上所受載荷較大,故稱(chēng)為非卸荷式, 這是單作用式葉片泵的一個(gè)缺點(diǎn)。而限壓式變量葉 片油泵卻正是利用單向壓力這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行壓力反 饋以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。 限壓式變量葉片泵 1.1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): : 彈簧、反饋柱塞、 限位螺釘。 e oo 2.工作原理：工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小， 來(lái)改變流量。 轉(zhuǎn)子中心固定， 定子可以水平移動(dòng) 外反饋、限壓 3.流

24、量-壓力特性曲線 調(diào)節(jié)限位螺釘，qmax變; 改變彈簧剛度，pmax變，BC斜率變。 內(nèi)反饋限壓式變量葉片油泵的工作原理： ex) 流量壓力特性方程及特性曲線 設(shè)定子開(kāi)始移動(dòng)時(shí)的臨界壓力為PB 定子與轉(zhuǎn)子之間的偏心： )2( ) 1 ( max max B B x ppxe ppe e )3( esB xkAp 設(shè)彈簧的預(yù)壓縮量未xe，定子剛剛開(kāi)始移動(dòng)時(shí)的平衡方程： 液壓泵的反饋壓力（工作壓力）為p時(shí)，定子的一般平衡方程： )4()(xxkpA es 式中，A活塞面積，ks彈簧常數(shù)，x定子位移。 有（1）（2）（3）（4）式： )6()( )5()( )( max max B B s B x

25、ppe pp k ppA e e 液壓泵的實(shí)際輸出流量： )7(pkekQ lxq 由（5）（6）（7）式： )( )() )( ( max max Blq Bl s B q pppkek pppk k ppA ek Q )( )()( max max Blq Bl s q B s q q pppkek pppkA k k Ap k k ek Q 由（3）式： A xk p es B 代入上式 )( )()()( max max Blq Bl s q eq pppkek pppkA k k xek Q pB p Q QBt ex=0 emax 六、葉片泵的常見(jiàn)故障及排除方法 故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排

26、除方法 噪聲大 1葉片頂部倒角太小 2葉片各面不垂直 3定子內(nèi)表面被刮傷或磨損，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng) 噪聲 4由于修磨使配油盤(pán)上三角形卸荷槽太 短，不能消除困油現(xiàn)象 5配油盤(pán)端面與內(nèi)孔不垂直，旋轉(zhuǎn)時(shí)刮 磨轉(zhuǎn)子端面而產(chǎn)生噪聲 6泵軸與原動(dòng)機(jī)不同軸 1重新倒角（不小于145）或修成圓 角 2檢查，修磨 3拋光，有的定子可翻轉(zhuǎn)180使用 4銼修卸荷槽 5修磨配油盤(pán)端面，保證其與內(nèi)孔的垂 直度小于0.0050.01mm 6調(diào)整連軸器，使同軸度小于0.1mm 容積效率 低或 壓力 不能 升高 1個(gè)別葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)移動(dòng)不靈活甚至 卡住 2葉片裝反 3葉片頂部與定子內(nèi)表面接觸不良 4葉片與轉(zhuǎn)子葉片槽配合間隙過(guò)大 5配油

27、盤(pán)端面磨損 6限壓式變量泵限定壓力調(diào)得太小 7限壓式變量泵的調(diào)壓彈簧變形或太軟 8變量泵的反饋缸柱塞磨損 1檢查，選配葉片或單槽研配保證間隙 2重新裝配 3修磨定子內(nèi)表面或更換葉片 4選配葉片，保證配合間隙 5修磨或更換 6重新調(diào)整壓力調(diào)節(jié)螺釘 7更換合適的彈簧 8更換新柱塞 作業(yè)： 1.上圖中，（1）其它不變，如果彈簧的剛度增加，曲線如何變化？ （2）其它不變，如果彈簧的預(yù)緊力增加，曲線如何變化？ （3）其它不變，定子偏心增加，曲線如何變化？ 如果上述各項(xiàng)參數(shù)同時(shí)增加或縮小，曲線又將如何？ 2.斜盤(pán)式柱塞泵柱塞數(shù)Z=7，柱塞直徑d=22mm，斜盤(pán)傾角=22.5, 柱塞在缸體上的分布圓直徑D=

28、68mm，液壓泵的轉(zhuǎn)速n=960r/min，泵 的容積效率o=0.95，機(jī)械效率m=0.9，輸出壓力為p=100X105pa， 試計(jì)算（1）泵的平均理論流量，（2）實(shí)際流量，（3）泵所輸入 的功率。 思考題 1液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)形式比較，其特征是什么？ 2液壓系統(tǒng)有幾部分組成？ 3什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象？其消除措施是什么？ 4推導(dǎo)限量式變量葉片泵理論上的流量壓力特性方 程，并畫(huà)出其流量壓力特性曲線；如果增大該變量泵 的偏心矩，同時(shí)旋緊壓力調(diào)節(jié)螺栓（即增大壓力調(diào)節(jié)彈 簧的預(yù)緊力）和增大彈簧的剛度，曲線又如何？ 5推倒斜盤(pán)式柱塞泵流量計(jì)算公式，簡(jiǎn)述斜盤(pán)式柱塞 泵的變量原理，舉出幾種變量的方式？ 6

29、 何為理論排量？它與泵或馬達(dá)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是什 么？ 第四節(jié)軸向柱塞式液壓泵第四節(jié)軸向柱塞式液壓泵 軸向式 n徑向式 按結(jié)構(gòu)分，有斜盤(pán)軸向柱塞泵、斜軸軸向柱塞泵和徑向柱塞泵 *缸體轉(zhuǎn)動(dòng) *斜盤(pán)、配油盤(pán)不動(dòng) 缸體、柱塞、配油盤(pán)、斜盤(pán) *柱塞伸出 低壓油 機(jī)械裝置 一、斜盤(pán)軸向柱塞泵一、斜盤(pán)軸向柱塞泵 1、結(jié)構(gòu) 密封工作腔（缸體孔、柱塞底部） 由于斜盤(pán)傾斜放置，使得柱塞隨缸 體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，底部密封容 積變化，實(shí)現(xiàn)吸油、排油。 吸油過(guò)程：柱塞伸出Vp吸油； 排油過(guò)程：柱塞縮回vp排油。 2 2工作原理工作原理 在油缸體每轉(zhuǎn)中,每一柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,完成吸,排油各一 次.因此,每一柱塞是一

30、單缸單作用往復(fù)泵. 3 3泵基本參數(shù)計(jì)算泵基本參數(shù)計(jì)算( (軸向柱塞式軸向柱塞式) ) 排量: qB=d2zs/4 式中:s柱塞行程s=Dtg Z柱塞個(gè)數(shù) d柱塞直徑 D柱塞分布園直徑 斜盤(pán)傾角 所以： qB=d2zDtg /4 當(dāng) =0時(shí),qB=0, qB 所以，斜盤(pán)式軸向柱塞泵可通過(guò)改變斜盤(pán)的斜度來(lái)改變 柱塞的行程作為變量泵.并且改變斜盤(pán)的方向可改變吸油和排 油方向。 流量：QBt=qBnB 瞬時(shí)流量： ：柱塞旋轉(zhuǎn)角度 ：相鄰柱塞之間的夾角，設(shè)柱塞數(shù)為Z，則 =2/Z Z 0 ：處于油區(qū)的柱塞數(shù)，當(dāng)柱塞數(shù)為偶數(shù)時(shí) Z0=Z/2,當(dāng)為奇數(shù)是Z0=(Z+1)/2 (0/Z) Z0=(Z-1)/

31、2 ( /Z QMt QM=QMt+QM所以，馬達(dá)的容積效率 MV=QMt/QM 機(jī)械效率： 由于存在摩擦損失,使得MMMMt MM=MMt-MM Mm=MM/MMt 總效率： M=NM/NMi=( 2nMMM)/( pMQM) =(2MVMM )/(pM qM ) =MM/MMtMV=MmMV 6）輸出轉(zhuǎn)速 nM 流量決定速度 所以：QM= QMt/ MV =qMnM/ MV nM=QMMV/qM qM-馬達(dá)的理論排量 QM-實(shí)際輸入馬達(dá)的流量 同樣由前面公式可以看出,M N Q n適合于各種油馬達(dá), 唯一變化的僅僅是各種馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量qM,因此,以后講課中, 只介紹各種馬達(dá)的q排量。 NM

32、,MM NMit,QMt,MMt NMi,QM 完美的馬達(dá) 容積損失 機(jī)械損失 二、齒輪式油馬達(dá)二、齒輪式油馬達(dá) 1.結(jié)構(gòu) 齒輪油泵原則上可以用作油馬達(dá),也就是說(shuō),油泵和油馬達(dá) 結(jié)構(gòu)相同. 2.工作原理 O a b pB(h-a)和pB(h-b).p h 3.參數(shù)計(jì)算 齒輪油馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量: qM=2zBm2 m齒輪模數(shù)D=mz 馬達(dá)其余參數(shù)，根據(jù)前面講的公式將qM代入即可. 如扭矩 MM=MMtMm=MmpMqM/2 4.應(yīng)用 和一般齒輪泵一樣,齒輪油馬達(dá)由于密封性較差,容積效 率低,所以輸入的油壓不能過(guò)高,因而不能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩, 并且,它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都是隨著齒輪 的嚙合情況而脈 動(dòng)的.

33、一般來(lái)說(shuō),齒輪油馬達(dá)多用于高轉(zhuǎn)速,低扭矩的情況下. 三、葉片式油馬達(dá)三、葉片式油馬達(dá) ( (以雙作用油馬達(dá)為例以雙作用油馬達(dá)為例) ) 1 結(jié)構(gòu) :與葉片泵相似,但: (1).葉片無(wú)傾角,頂端兩邊對(duì)稱(chēng)倒角，以適應(yīng)正,反轉(zhuǎn)需要. (2).槽內(nèi)加彈簧(燕式彈簧),保證葉片在起動(dòng)時(shí)與定子內(nèi)表 面緊密接觸,形成密封空間,產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩. (3).葉片底部仍需通入高壓油，馬達(dá)內(nèi)裝有兩個(gè)單向閥， 以滿(mǎn)足正反轉(zhuǎn)都通高壓油。 2.工作原理:起動(dòng)時(shí),彈簧壓出葉片并緊密地與定子內(nèi)表面 相接觸,形成密封空間,由于葉片作用面積不同,產(chǎn)生一扭矩 (相對(duì) 于轉(zhuǎn)子軸),從而輸出力矩. 3.參數(shù)計(jì)算 qM=2B (R2-r2

34、)z(Rr)/cos (cos=1) 簡(jiǎn)化：qM=2B(R2-r2) 扭矩：MM=MMtMm=MmpMqM/2 各符號(hào)意義同前. 4.特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 特點(diǎn) :1)能達(dá)到很高的換向頻率. 2)流量均勻,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn). 3)低轉(zhuǎn)速時(shí),漏失大,不能在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，調(diào)速 范圍小. 應(yīng)用范圍: 適用于低壓,中壓,中速,快速,中等功率的液壓系統(tǒng), 最好用在轉(zhuǎn)矩低,轉(zhuǎn)速高的場(chǎng)合. 四、柱塞式油馬達(dá)四、柱塞式油馬達(dá) 1.軸向柱塞油馬達(dá)的工作原理 P T N T 通油 出油 T=Ptg = d2p tg /4 M=T.r=TRsin r R 2.馬達(dá)基本參數(shù)計(jì)算(軸向柱塞式) 1).排量:根據(jù)前面定義有 qM=d2

35、zS/4 式中S:柱塞行程l=Dtg Z:柱塞個(gè)數(shù) d:柱塞直徑 D:柱塞分布園直徑 :斜盤(pán)傾角 所以： qB=d2zDtg /4 當(dāng) =0時(shí),qM=0, qM， 所以，斜盤(pán)式軸向柱塞泵可 通過(guò)改變斜盤(pán)的斜度來(lái)改變柱塞的行程作為變量馬達(dá). 輸出轉(zhuǎn)速： nM=QMMV/qM 輸出扭矩: 理論平均轉(zhuǎn)矩： )sin( 8 sin 24 1 2 1 2 z i i i Z i M Dtgdp tg D dpM DZtg dpqp M MM Mt 422 2 3.特點(diǎn)及應(yīng)用 軸向柱塞馬達(dá)應(yīng)用最廣泛，1）容積效率高；2）調(diào)速范圍大； 而且最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速低；3）耐沖擊振動(dòng)性能差、油液過(guò)濾精 度高，價(jià)格高；4）

36、適用于大、小扭矩及高、低速都行。 七、徑向柱塞馬達(dá)七、徑向柱塞馬達(dá) 徑向柱塞馬達(dá)種類(lèi)也有很多，下面簡(jiǎn)單的介紹兩種： 1、偏心轉(zhuǎn)子徑向柱塞馬達(dá) 和其泵的結(jié)構(gòu)相同，根據(jù)其受力力T為能產(chǎn)生的扭矩力。 調(diào)節(jié)偏心可改變柱塞行程，可作變量馬達(dá)。 2、內(nèi)曲線多作用徑向柱塞馬達(dá) 多作用:轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈柱塞往復(fù)次數(shù),柱塞受曲面導(dǎo) 軌反力的切向力產(chǎn)身生扭矩. 徑向柱塞馬達(dá)多用于低速大扭矩的情況下，與柱塞 馬達(dá)相比，柱塞馬達(dá)多用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高的場(chǎng)合。 第六節(jié)液壓泵的選用 液壓泵作為液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件它輸出液壓能,它最主 要的性能參數(shù)就是輸出流量和出口壓力。根據(jù)前面所講,流量 對(duì)應(yīng)于負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度;出口壓力則對(duì)應(yīng)于

37、負(fù)載力。因此液壓 泵的選用,就是依據(jù)液壓系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力源的要求,來(lái)確定泵的輸 出流量、工作壓力和液壓泵的型式，同時(shí)計(jì)算需用電動(dòng)機(jī)的 規(guī)格。 1.確定液壓泵的輸出流量QB 液壓泵的輸出流量QB,應(yīng)滿(mǎn)足整個(gè)液壓系統(tǒng)的最大流量， Q系統(tǒng)，也就是應(yīng)滿(mǎn)足整個(gè)液壓系統(tǒng)中同時(shí)工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)所 需的最大流量之和( ),即 Q工作 QKQ B （） 工作最大 QKQ B 系統(tǒng)最大 式中:K-考慮到系統(tǒng)中漏損的系數(shù)(一般取1.11.3)。 K實(shí)際上不是只考慮泵容積效率，是考慮了整個(gè)液壓系統(tǒng) 的泄漏的結(jié)果（如管路泄漏）。 在液壓泵的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中,標(biāo)明了每種泵的額定流量(或 排量)的數(shù)值。此值是指額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下該泵

38、輸出的實(shí) 際流量。根據(jù)系統(tǒng)中的流量選定液壓泵時(shí),必須保證該泵對(duì)應(yīng) 于額定流量的規(guī)定轉(zhuǎn)速。否則將得不到所需的流量。為了保 證系統(tǒng)的容積效率,盡量避免通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓泵的流 量變化。這就是說(shuō)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的調(diào)速不要通過(guò)對(duì)液壓泵調(diào)轉(zhuǎn) 速來(lái)完成,可通過(guò)選用變量液壓泵或通過(guò)系統(tǒng)中節(jié)流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.確定液壓泵的工作壓力 液壓泵的工作壓力pB,應(yīng)滿(mǎn)足液壓系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)所 需的最大工作壓力p最大,即 式中: K-考慮到液壓泵到執(zhí)行機(jī)構(gòu)管路中的各種壓力 損失的系數(shù)(一般取1.11.5)。 p泵 pKp B 最大 液壓泵的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中,標(biāo)明了每種泵的額定壓力值和最 高工作壓力值。算出后,應(yīng)按額定壓力值來(lái)選擇液

39、壓泵。只有 在使用中有短暫超載場(chǎng)合,或產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中特殊說(shuō)明的范圍,才 允許按最高壓力值來(lái)選擇液壓泵。額定壓力值,是指使用中不 應(yīng)超過(guò)的壓力值,否則將影響液壓泵的效率和壽命。 前面講過(guò)液壓泵的輸出壓力決定于工作負(fù)載,是一個(gè)基本 概念。這里說(shuō)液壓泵產(chǎn)品說(shuō)明中標(biāo)明的額定壓力值,是從液壓 泵本身的密封和壽命要求而言的。與泵輸出壓力決定于工作負(fù) 載是一致的。 3.選取液壓泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī) 液壓泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率N,即要求的液壓泵的輸入功率，根 據(jù)前面所講， ,而泵的輸出功率 ,所以計(jì)算電 機(jī)功率的公式: Bi B B N N Np Q BBB BBBBi QpNN/ 在液壓泵產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中,往往附有液壓泵拖動(dòng)電

40、動(dòng)機(jī)的功 率數(shù)值。這個(gè)功率的大小值是指,液壓泵在額定壓力和額定流 量下所需的數(shù)值。實(shí)際使用中,液壓泵的最大工作壓力,有時(shí)比 液壓泵的額定壓力值低得多。因此應(yīng)按實(shí)際工況計(jì)算拖動(dòng)電動(dòng) 機(jī)的功率,不應(yīng)原搬產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中所寫(xiě)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率。 否則將造成浪費(fèi)。 4、電機(jī)的轉(zhuǎn)速 選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)符合選用液壓泵所要求的轉(zhuǎn) 速。有前面確定的泵的輸出流量: 在多數(shù)情況下由于所選擇的電機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能剛 好，通常是通過(guò)減速器或皮帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的匹配 的。 nn Q q B B B 電機(jī) 5.液壓泵類(lèi)型的選擇 一般,齒輪泵多用于低壓液壓系統(tǒng)(25105Pa以下),葉片 泵用于中壓液壓系統(tǒng)(63105Pa以下),柱塞泵多用于高壓液 壓系統(tǒng)(100105Pa以上)。由于柱塞泵價(jià)格較貴,所以在某些 平穩(wěn)性、脈動(dòng)性、噪聲等方面要求不高,或在工作環(huán)境較差 的場(chǎng)合,可采用高壓齒輪泵,這種泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,維 修方便。在特殊精密的場(chǎng)合,如鏡面磨床等,要求供油脈動(dòng)很 小,可采用螺桿泵。小功率場(chǎng)合,選用定量泵,大功率場(chǎng)合,選 用變量泵，節(jié)約功