項(xiàng)目2 液壓泵及液壓馬達(dá)

1、項(xiàng)目項(xiàng)目2 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)v【項(xiàng)目任務(wù)項(xiàng)目任務(wù)】掌握常見的液壓泵和液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)掌握常見的液壓泵和液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，能對(duì)其基本性能參數(shù)進(jìn)行分析，能及其工作原理，能對(duì)其基本性能參數(shù)進(jìn)行分析，能正確地拆裝液壓泵和液壓馬達(dá)。正確地拆裝液壓泵和液壓馬達(dá)。v【教師引領(lǐng)教師引領(lǐng)】v（1）液壓泵有哪些常用類型？）液壓泵有哪些常用類型？v（2）齒輪泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？）齒輪泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？v（3）葉片泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？）葉片泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？ v（4）柱塞泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？）柱塞泵的工作原理如何，有何特點(diǎn)？v（5）液壓馬達(dá)有哪些類型

2、，其與液壓泵有何區(qū)別？）液壓馬達(dá)有哪些類型，其與液壓泵有何區(qū)別？v【興趣提問興趣提問】 液壓泵和液壓馬達(dá)使用時(shí)能否互換液壓泵和液壓馬達(dá)使用時(shí)能否互換？ 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述v2.1.1 液壓泵的工作原理和分類液壓泵的工作原理和分類v 1、工作原理、工作原理動(dòng)畫演示1偏心輪；偏心輪；2柱塞；柱塞；3缸體；缸體；4彈簧；彈簧；5排油單向閥；排油單向閥；6吸油單向閥，吸油單向閥，a密封容積密封容積v 根據(jù)工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是根據(jù)工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是液壓泵的共同特點(diǎn)，因而這種泵又稱為容積泵。液壓泵的共同特點(diǎn)，因而這種泵又稱為容積泵。構(gòu)成容積泵必須具備

3、以下基本條件：構(gòu)成容積泵必須具備以下基本條件：v （1）結(jié)構(gòu)上能實(shí)現(xiàn)具有密封性能的可變工作）結(jié)構(gòu)上能實(shí)現(xiàn)具有密封性能的可變工作容積。容積。v （2）工作腔能周而復(fù)始地增大和減小；當(dāng)它）工作腔能周而復(fù)始地增大和減??；當(dāng)它增大時(shí)與吸油口相連，當(dāng)它減小時(shí)與排油口相增大時(shí)與吸油口相連，當(dāng)它減小時(shí)與排油口相通。通。v （3）吸油口與排油口不能溝通，即不能同時(shí)）吸油口與排油口不能溝通，即不能同時(shí)開啟。開啟。 v 2.1.1.2 液壓泵的分類液壓泵的分類 v 不同類型的液壓泵和液壓馬達(dá)的職能符不同類型的液壓泵和液壓馬達(dá)的職能符號(hào)如圖號(hào)如圖2-3所示。所示。 v2.1.2 液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能

4、參數(shù)v2.1.2.1 液壓泵的壓力液壓泵的壓力v 工作壓力工作壓力p：指泵實(shí)際工作時(shí)的壓力。對(duì)指泵實(shí)際工作時(shí)的壓力。對(duì)泵來說，工作壓力是指它的輸出壓力，即為泵來說，工作壓力是指它的輸出壓力，即為使液壓泵所輸出的油液為克服阻力所必須提使液壓泵所輸出的油液為克服阻力所必須提供的壓力。常用單位供的壓力。常用單位Mpa。v 額定壓力額定壓力ps：泵在額定工況條件下按試泵在額定工況條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載，泵的效率就將下降，壽命就將值就是過載，泵的效率就將下降，壽命就將降低。液壓泵或馬達(dá)銘牌上所標(biāo)定的壓力就降低。液壓泵或馬達(dá)銘牌上所

5、標(biāo)定的壓力就是額定壓力。是額定壓力。v 由于液壓系統(tǒng)的用途不同，系統(tǒng)所需要的由于液壓系統(tǒng)的用途不同，系統(tǒng)所需要的壓力也不相同，為了便于液壓元件等設(shè)計(jì)生壓力也不相同，為了便于液壓元件等設(shè)計(jì)生產(chǎn)和使用，將壓力分為以下幾個(gè)等級(jí)，見表產(chǎn)和使用，將壓力分為以下幾個(gè)等級(jí)，見表2-1。 v 最高壓力最高壓力pmax：按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行超過額定壓力而：按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行超過額定壓力而允許短暫運(yùn)行的最高壓力。它的值主要取決于零件及允許短暫運(yùn)行的最高壓力。它的值主要取決于零件及相對(duì)磨擦副的破壞強(qiáng)度極限。相對(duì)磨擦副的破壞強(qiáng)度極限。v泵的極限吸入壓力：泵的極限吸入壓力：為保證在最高轉(zhuǎn)速時(shí)泵為保證在最高轉(zhuǎn)速時(shí)泵能正常吸

6、油所需進(jìn)油口的壓力。當(dāng)由于泵的能正常吸油所需進(jìn)油口的壓力。當(dāng)由于泵的安裝高度太高或吸油阻力太大而使泵進(jìn)油口安裝高度太高或吸油阻力太大而使泵進(jìn)油口壓力低于此極限時(shí)，液壓泵將不能充分吸滿，壓力低于此極限時(shí)，液壓泵將不能充分吸滿，甚至?xí)诘蛪何氘a(chǎn)生氣穴或氣蝕。它的值甚至?xí)诘蛪何氘a(chǎn)生氣穴或氣蝕。它的值和泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。和泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。v2.1.2.2 液壓泵的轉(zhuǎn)速液壓泵的轉(zhuǎn)速v額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：在額定壓力下，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推在額定壓力下，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推薦能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行并保持較高運(yùn)行效率的薦能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行并保持較高運(yùn)行效率的轉(zhuǎn)速，常用單位為轉(zhuǎn)速，常用單位為r/min。v最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速nmax：

7、在額定壓力下，為保證使用性能和在額定壓力下，為保證使用性能和使用壽命所允許的短暫運(yùn)行最高轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的使用壽命所允許的短暫運(yùn)行最高轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的提高，泵或馬達(dá)流道中的流速增加。因而流體的摩提高，泵或馬達(dá)流道中的流速增加。因而流體的摩擦損失增加，效率降低。尤其對(duì)泵，由于進(jìn)口流道擦損失增加，效率降低。尤其對(duì)泵，由于進(jìn)口流道的壓力損失的增加，使其進(jìn)口壓力降低。當(dāng)泵的進(jìn)的壓力損失的增加，使其進(jìn)口壓力降低。當(dāng)泵的進(jìn)口壓力低于其極限吸入壓力時(shí)，泵即不能正常工作?？趬毫Φ陀谄錁O限吸入壓力時(shí)，泵即不能正常工作。當(dāng)然泵的最高轉(zhuǎn)速還受其零件摩擦副最高允許相對(duì)當(dāng)然泵的最高轉(zhuǎn)速還受其零件摩擦副最高允許相對(duì)摩擦速度

8、及其他工作機(jī)理的限制。摩擦速度及其他工作機(jī)理的限制。v最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速nmin：為保證使用性能所允許的最低轉(zhuǎn)速。為保證使用性能所允許的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)泵和馬達(dá)在低速運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行效率將下降。過當(dāng)泵和馬達(dá)在低速運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行效率將下降。過低的運(yùn)行效率將無法被用戶所接受。某些靠離心力低的運(yùn)行效率將無法被用戶所接受。某些靠離心力工作的泵（如葉片泵），其最低轉(zhuǎn)速要保證葉片產(chǎn)工作的泵（如葉片泵），其最低轉(zhuǎn)速要保證葉片產(chǎn)生足夠的離心力。生足夠的離心力。 v2.1.2.3 液壓泵的排量及流量液壓泵的排量及流量v 排量排量V：在沒有泄漏的情況下，泵軸轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時(shí)所能輸出在沒有泄漏的情況下，泵軸轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時(shí)所能輸出的油

9、液體積。排量的大小僅與液壓泵的幾何尺寸有關(guān)。常用的油液體積。排量的大小僅與液壓泵的幾何尺寸有關(guān)。常用單位為單位為cm3/r及及m3/r。v 理論流量理論流量qt：指在沒有泄漏的前提下，在單位時(shí)間內(nèi)所輸指在沒有泄漏的前提下，在單位時(shí)間內(nèi)所輸出的油液體積。常用單位為出的油液體積。常用單位為m3/s和和L/min。其大小與泵軸轉(zhuǎn)。其大小與泵軸轉(zhuǎn)速和排量有關(guān)，即：速和排量有關(guān)，即：v v （2-1）v式中式中 qt理論流量，單位為理論流量，單位為m3/s；v n轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)速，單位為r/min；v V排量，單位為排量，單位為m3/r。v 實(shí)際流量實(shí)際流量q：指單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出的油液體積。泵在運(yùn)指單

10、位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出的油液體積。泵在運(yùn)行時(shí)，泵的出口壓力必大于零，因此存在部分油液泄漏，使行時(shí)，泵的出口壓力必大于零，因此存在部分油液泄漏，使實(shí)際流量小于理論流量。實(shí)際流量小于理論流量。q= qtq，式中，式中q為一定壓力下為一定壓力下的泄漏量。的泄漏量。v 額定流量額定流量qn：指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的實(shí)際指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的實(shí)際流量。流量。 v2.1.2.4 液壓泵的功率和效率液壓泵的功率和效率v 液壓泵的輸出功率液壓泵的輸出功率P0為液壓泵輸出的液壓功率，用實(shí)際為液壓泵輸出的液壓功率，用實(shí)際流量和工作壓力的的乘積來表示，即：流量和工作壓力的的乘積來表示，即：v v （

11、2-2）v液壓泵的輸入功率為驅(qū)動(dòng)液壓泵軸的機(jī)械功率，可表示為：液壓泵的輸入功率為驅(qū)動(dòng)液壓泵軸的機(jī)械功率，可表示為：v v （2-3）v式中式中 Tt，液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩（液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩（N.m）和轉(zhuǎn)速（）和轉(zhuǎn)速（r/min）；）；v P，q液壓泵的工作壓力（液壓泵的工作壓力（Pa）和實(shí)際流量（）和實(shí)際流量（m3/s）；）；v 液壓泵的角速度。液壓泵的角速度。v 液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是的損失的，因此輸出功率總液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是的損失的，因此輸出功率總是比輸入功率小。兩者之差即為功率損失。功率損失可分是比輸入功率小。兩者之差即為功率損失。功率損失可分為容積損失和機(jī)械損失。為容積損失和機(jī)械損

12、失。 v 容積損失是因泄漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的流容積損失是因泄漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的流量損失（內(nèi)泄漏），對(duì)液壓泵來說，輸出壓力增大時(shí)，泵實(shí)量損失（內(nèi)泄漏），對(duì)液壓泵來說，輸出壓力增大時(shí)，泵實(shí)際輸出的流量際輸出的流量q減小。設(shè)泵的流量損失為減小。設(shè)泵的流量損失為q，則，則q= qtq，而泵的容積損失可用容積效率而泵的容積損失可用容積效率v來表征：來表征：v v （2-4）v 機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。對(duì)液壓泵來機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。對(duì)液壓泵來說，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，設(shè)轉(zhuǎn)說，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

13、設(shè)轉(zhuǎn)矩?fù)p失為矩?fù)p失為T，理論轉(zhuǎn)矩為，理論轉(zhuǎn)矩為Tt，則泵實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩為，則泵實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩為T=TtT，用機(jī)械效率用機(jī)械效率m來表征泵的機(jī)械損失，則來表征泵的機(jī)械損失，則v v （2-5）v 液壓泵的總效率液壓泵的總效率是其輸出功率和輸入功率之比，由上式可是其輸出功率和輸入功率之比，由上式可得得v v （2-6）v 這就是說，液壓泵的總效率等于容積效率和機(jī)械效率的乘這就是說，液壓泵的總效率等于容積效率和機(jī)械效率的乘積。積。v 液壓泵的容積液壓泵的容積效率和機(jī)械效率在效率和機(jī)械效率在總體上與油液的泄總體上與油液的泄漏和摩擦副的摩擦漏和摩擦副的摩擦損失有關(guān)，而泄漏損失有關(guān)，而泄漏及摩擦損失則與泵及摩

14、擦損失則與泵工作壓力、油液粘工作壓力、油液粘度、泵轉(zhuǎn)速有關(guān)。度、泵轉(zhuǎn)速有關(guān)。v 液壓泵的效率曲液壓泵的效率曲線，如圖線，如圖2-4所示。所示。 v【例例2-1】 某液壓系統(tǒng)，泵的排量某液壓系統(tǒng)，泵的排量V10 mL/r， 電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速n1200 r/min， 泵的輸出壓力泵的輸出壓力p=5Mpa， 泵容積效率泵容積效率v=0.92，總效率總效率0.84， 求：求：v（1）泵的理論流量；）泵的理論流量；v（2）泵的實(shí)際流量；）泵的實(shí)際流量；v（3）泵的輸出功率；）泵的輸出功率；v（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。v解解 （1）泵的理論流量為）泵的理論流量為:v （2） 泵的實(shí)際流量為泵的實(shí)

15、際流量為v v （3） 泵的輸出功率為泵的輸出功率為v v （4） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為v v 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2.2 齒輪泵齒輪泵v 齒輪泵的種類很多，按工作壓力大致可齒輪泵的種類很多，按工作壓力大致可分為低壓齒輪泵（分為低壓齒輪泵（2.5MPa）、中壓齒輪泵）、中壓齒輪泵（2.58MPa）、中高壓齒輪泵（）、中高壓齒輪泵（816MPa）和高壓齒輪泵（）和高壓齒輪泵（1632MPa）四）四種。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用較多的是中、低壓種。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用較多的是中、低壓和中高壓齒輪泵，高壓齒輪泵正處在發(fā)展和和中高壓齒輪泵，高壓齒輪泵正處在發(fā)展和研制階段。研制階段。v 齒輪泵按嚙合形式的不同，齒

16、輪泵可分齒輪泵按嚙合形式的不同，齒輪泵可分為內(nèi)嚙合和外嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵為內(nèi)嚙合和外嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用更廣泛，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵。應(yīng)用更廣泛，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵。 v2.2.1 齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu)齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu)v2.2.1.1 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理動(dòng)畫演示v2.2.1.2 內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理v內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種。內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種。 漸開線泵動(dòng)畫演示擺線轉(zhuǎn)子泵 動(dòng)畫演示v內(nèi)嚙合齒輪泵的特點(diǎn)：內(nèi)嚙合齒輪泵的特點(diǎn)：v 與外嚙合齒輪泵相比，

17、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)與外嚙合齒輪泵相比，內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)可做到無困油現(xiàn)象，流量脈動(dòng)小。內(nèi)嚙合齒可做到無困油現(xiàn)象，流量脈動(dòng)小。內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)有較高的容積穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)有較高的容積效率。但在低速、高壓下工作時(shí)，壓力脈動(dòng)效率。但在低速、高壓下工作時(shí)，壓力脈動(dòng)大，容積效率低，所以一般用于中、低壓系大，容積效率低，所以一般用于中、低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是齒形復(fù)雜，加工困難，內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是齒形復(fù)雜，加工困難，價(jià)格較貴，且

18、不適合高速高壓工況。價(jià)格較貴，且不適合高速高壓工況。 v2.2.2 齒輪泵的排量和流量計(jì)算齒輪泵的排量和流量計(jì)算v 外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為為Z，模數(shù)為，模數(shù)為m，節(jié)圓直經(jīng)為，節(jié)圓直經(jīng)為d，有效齒高為，有效齒高為h，齒寬為，齒寬為b時(shí)，時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有d=mZ，h=2m，齒輪泵的排量近，齒輪泵的排量近似為似為v （2-7）v 實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越實(shí)際上，齒谷容積比輪

19、齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此，在實(shí)際計(jì)算中用少誤差越大，因此，在實(shí)際計(jì)算中用3.333.50來代替上來代替上式中式中值，齒數(shù)少時(shí)取大值。齒輪泵的排量為值，齒數(shù)少時(shí)取大值。齒輪泵的排量為v v （2-8）v由此得齒輪泵的輸出流量為由此得齒輪泵的輸出流量為v （2-9）v v2.2.3 齒輪泵的幾個(gè)特殊問題齒輪泵的幾個(gè)特殊問題v2.2.3.1 困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象v 困油現(xiàn)象使齒輪泵困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并引起振動(dòng)和汽蝕，同引起振動(dòng)和汽蝕，同時(shí)降低泵的容積效率，時(shí)降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性和影響工作的平穩(wěn)性和使用壽命。消除困油使用壽命。消除困油的方法，

20、通常是在兩的方法，通常是在兩端蓋板上開卸槽，見端蓋板上開卸槽，見圖（圖（d）中的虛線方）中的虛線方框。當(dāng)封閉容積減小框。當(dāng)封閉容積減小時(shí)，通過右邊的卸菏時(shí)，通過右邊的卸菏槽與壓油腔相通，而槽與壓油腔相通，而封閉容積增大時(shí)，通封閉容積增大時(shí)，通過左邊的卸荷槽與吸過左邊的卸荷槽與吸油腔通，兩卸荷糟的油腔通，兩卸荷糟的間距必須確保在任何間距必須確保在任何時(shí)候都不使吸、排油時(shí)候都不使吸、排油相通。相通。v2.2.3.2 徑向不平衡力徑向不平衡力v 在齒輪泵中，油液作用在輪外緣的壓力是不均在齒輪泵中，油液作用在輪外緣的壓力是不均勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪

21、旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞增，因此，齒輪和軸受到徑向不平衡力向逐齒遞增，因此，齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用，工作壓力越高，徑向不平衡力越大，徑的作用，工作壓力越高，徑向不平衡力越大，徑向不平衡力很大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致齒頂壓向不平衡力很大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致齒頂壓向定子的低壓端，使定子偏磨，同時(shí)也加速軸承向定子的低壓端，使定子偏磨，同時(shí)也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。為了減小徑向不平的磨損，降低軸承使用壽命。為了減小徑向不平衡力的影響，常采取縮小壓油口的辦法，使壓油衡力的影響，常采取縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，同腔的壓力僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，同時(shí)，

22、適當(dāng)增大徑向間隙，使齒頂不與定子內(nèi)表面時(shí)，適當(dāng)增大徑向間隙，使齒頂不與定子內(nèi)表面產(chǎn)生金屬接觸，并在支撐上多采用滾針軸承或滑產(chǎn)生金屬接觸，并在支撐上多采用滾針軸承或滑動(dòng)軸承。動(dòng)軸承。 v2.2.3.3 齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償v 在液壓泵中，運(yùn)動(dòng)件間的密封是靠微小間隙密封的，這在液壓泵中，運(yùn)動(dòng)件間的密封是靠微小間隙密封的，這些微小間隙從運(yùn)動(dòng)學(xué)上形成摩擦副，同時(shí)，高壓腔的油液通些微小間隙從運(yùn)動(dòng)學(xué)上形成摩擦副，同時(shí)，高壓腔的油液通過間隙向低壓腔的泄漏是不可避免的；齒輪泵壓油腔的壓力過間隙向低壓腔的泄漏是不可避免的；齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途經(jīng)泄漏

23、到吸油腔去：一是通過齒輪嚙合線處油可通過三條途經(jīng)泄漏到吸油腔去：一是通過齒輪嚙合線處的間隙的間隙齒側(cè)間隙，二是通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的齒側(cè)間隙，二是通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙徑向間隙齒頂間隙，三是通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間齒頂間隙，三是通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙隙端面間隙。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，端面間隙。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，一般占總泄漏量的一般占總泄漏量的75%80%，壓力越高，由間隙泄漏的液，壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多。因此，為了提高齒輪泵的壓力和容積效率，實(shí)壓油就愈多。因此，為了提高齒輪泵的壓力和容積效率，實(shí)現(xiàn)齒輪泵的高壓化，需要從

24、結(jié)構(gòu)上來取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)現(xiàn)齒輪泵的高壓化，需要從結(jié)構(gòu)上來取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。行自動(dòng)補(bǔ)償。 v 通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有：通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有：浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種，其原理都是浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種，其原理都是引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。齒輪泵的浮動(dòng)軸套是浮動(dòng)安裝和減小間隙。齒輪泵的浮動(dòng)軸套是浮動(dòng)安裝的，軸套外側(cè)的空腔與泵的壓油腔相通，當(dāng)?shù)?，軸套外側(cè)的空腔與泵的壓油腔相通，當(dāng)泵工作時(shí)，浮動(dòng)軸套受油壓的作用而壓向齒

25、泵工作時(shí)，浮動(dòng)軸套受油壓的作用而壓向齒輪端面，將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端輪端面，將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端面間隙。面間隙。v2.2.4 齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用v 1、齒輪泵的主要優(yōu)缺點(diǎn)、齒輪泵的主要優(yōu)缺點(diǎn)v 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，重量輕，工藝性優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，重量輕，工藝性好，價(jià)格便宜，自吸能力強(qiáng)，對(duì)油液污染不敏感，轉(zhuǎn)好，價(jià)格便宜，自吸能力強(qiáng)，對(duì)油液污染不敏感，轉(zhuǎn)速范圍大，維護(hù)方便，工作可靠。它的缺點(diǎn)是徑向不速范圍大，維護(hù)方便，工作可靠。它的缺點(diǎn)是徑向不平衡力大，泄漏大，流量脈動(dòng)大，噪聲較高，不能做平衡力大，泄漏大，流量脈動(dòng)大，噪聲較高，不能做變量泵

26、使用。變量泵使用。v2、應(yīng)用、應(yīng)用v 低壓齒輪泵已廣泛應(yīng)用在低壓（低壓齒輪泵已廣泛應(yīng)用在低壓（2.5MPa以下）的以下）的液壓系統(tǒng)中，如機(jī)床以及各種補(bǔ)油、潤(rùn)滑和冷卻裝置液壓系統(tǒng)中，如機(jī)床以及各種補(bǔ)油、潤(rùn)滑和冷卻裝置等，齒輪泵在結(jié)構(gòu)上采取一定措施后，可以達(dá)到較高等，齒輪泵在結(jié)構(gòu)上采取一定措施后，可以達(dá)到較高的工作壓力。中壓齒輪泵主要用于機(jī)床、軋鋼設(shè)備的的工作壓力。中壓齒輪泵主要用于機(jī)床、軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)。中高壓和高壓齒輪泵主要用于農(nóng)林機(jī)械、液壓系統(tǒng)。中高壓和高壓齒輪泵主要用于農(nóng)林機(jī)械、工程機(jī)械、船舶機(jī)械和航空技術(shù)中。工程機(jī)械、船舶機(jī)械和航空技術(shù)中。 v 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2.3 葉片泵葉片泵v1、葉

27、片泵的特點(diǎn)及應(yīng)用、葉片泵的特點(diǎn)及應(yīng)用v 葉片泵是機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一葉片泵是機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種泵，相對(duì)于齒輪泵來說，它輸出流量均勻，種泵，相對(duì)于齒輪泵來說，它輸出流量均勻，脈動(dòng)小，噪聲小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)油液的脈動(dòng)小，噪聲小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)油液的污染比較敏感。主要用于速度平衡性要求較污染比較敏感。主要用于速度平衡性要求較高的中低壓系統(tǒng)。隨著結(jié)構(gòu)、工藝及材料的高的中低壓系統(tǒng)。隨著結(jié)構(gòu)、工藝及材料的不斷改進(jìn)，葉片泵正向著中高壓及高壓方向不斷改進(jìn)，葉片泵正向著中高壓及高壓方向發(fā)展。發(fā)展。v2、葉片泵的類型、葉片泵的類型v 按每轉(zhuǎn)吸排油液次數(shù)分為單作用式和雙用按每轉(zhuǎn)吸排油液次數(shù)分為單

28、作用式和雙用式兩大類。式兩大類。v2.3.1 單作用葉片泵單作用葉片泵v2.3.1.1 單作用泵的工作單作用泵的工作原理原理v v 這種泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，吸油、壓油各一次，這種泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，吸油、壓油各一次，故稱單作用葉片泵。從力學(xué)上講，轉(zhuǎn)子上受有單方向的液故稱單作用葉片泵。從力學(xué)上講，轉(zhuǎn)子上受有單方向的液壓不平衡作用力，故又稱非平衡式泵，其軸承負(fù)載大。若壓不平衡作用力，故又稱非平衡式泵，其軸承負(fù)載大。若改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心距的大小，便可改變泵的排量，改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心距的大小，便可改變泵的排量，形成變量葉片泵。形成變量葉片泵。動(dòng)畫演示v2.3.1.2 單作用葉片泵的平均

29、流量計(jì)算單作用葉片泵的平均流量計(jì)算O1轉(zhuǎn)子中心；轉(zhuǎn)子中心；r 轉(zhuǎn)子半徑；轉(zhuǎn)子半徑；O2定子中心；定子中心；R定子半徑定子半徑e偏心距偏心距v 單作用葉片油泵的理論排量為單作用葉片油泵的理論排量為:v v （2-10）v單作用葉片泵的流量為單作用葉片泵的流量為v v （2-11）v 單作用葉片泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的，當(dāng)葉單作用葉片泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的，當(dāng)葉片數(shù)較多且為奇數(shù)時(shí)，脈動(dòng)愈小，故葉片數(shù)片數(shù)較多且為奇數(shù)時(shí)，脈動(dòng)愈小，故葉片數(shù)一般為一般為13或或15。v 單作用葉片泵的葉片底部小油室和工作油單作用葉片泵的葉片底部小油室和工作油腔相通。當(dāng)葉片處于吸油腔時(shí)，它和吸油腔腔相通。當(dāng)葉片處于吸油腔時(shí)，它

30、和吸油腔相通，也參加吸油，當(dāng)葉片處于壓油腔時(shí)，相通，也參加吸油，當(dāng)葉片處于壓油腔時(shí)，它和壓油腔相通，也向外壓油，葉片底部的它和壓油腔相通，也向外壓油，葉片底部的吸油和排油作用，正好補(bǔ)償了工作油腔中葉吸油和排油作用，正好補(bǔ)償了工作油腔中葉片所占的體積，因此葉片對(duì)容積的影響可不片所占的體積，因此葉片對(duì)容積的影響可不考慮。考慮。 v2.3.1.3 單作用葉片泵和變量原理單作用葉片泵和變量原理v 就變量葉片泵的變量工作原理就變量葉片泵的變量工作原理來分，有內(nèi)反饋式和外反饋式兩來分，有內(nèi)反饋式和外反饋式兩種。種。v1限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵v 內(nèi)反饋式變量泵操縱力來自泵內(nèi)反饋式變量泵

31、操縱力來自泵本身的排油壓力。在圖本身的排油壓力。在圖2-11表示表示限壓式變量葉片泵的原理，圖限壓式變量葉片泵的原理，圖2-12為其特性曲線。圖為其特性曲線。圖2-11中泵的中泵的輸出壓力作用在定子右側(cè)的活塞輸出壓力作用在定子右側(cè)的活塞5上。當(dāng)壓力作用在活塞上的力不上。當(dāng)壓力作用在活塞上的力不超過彈簧超過彈簧3的預(yù)緊力時(shí)，泵的輸出的預(yù)緊力時(shí)，泵的輸出流量基本不變。當(dāng)泵的工作壓力流量基本不變。當(dāng)泵的工作壓力增加，作用于活塞上的力超過彈增加，作用于活塞上的力超過彈簧的預(yù)緊力時(shí)，定子簧的預(yù)緊力時(shí)，定子2向左移動(dòng)，向左移動(dòng)，偏心量減小，泵的輸出流量減小。偏心量減小，泵的輸出流量減小。當(dāng)泵壓力到達(dá)某一數(shù)

32、值時(shí)，偏心當(dāng)泵壓力到達(dá)某一數(shù)值時(shí)，偏心量量e0接近零，泵沒有流量輸出。接近零，泵沒有流量輸出。v 改變調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力可以改變泵的特改變調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力可以改變泵的特性曲線，增加調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力使性曲線，增加調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力使pB點(diǎn)向點(diǎn)向右移，右移，BC線則平行右移。更換調(diào)節(jié)彈簧，線則平行右移。更換調(diào)節(jié)彈簧，改變其彈簧剛度，可改變改變其彈簧剛度，可改變BC段的斜率，調(diào)段的斜率，調(diào)節(jié)彈簧剛度增加，節(jié)彈簧剛度增加，BC線變平坦，調(diào)節(jié)彈簧線變平坦，調(diào)節(jié)彈簧剛度減弱，剛度減弱，BC線變徒。調(diào)節(jié)最大流量調(diào)節(jié)線變徒。調(diào)節(jié)最大流量調(diào)節(jié)螺釘，可以調(diào)節(jié)曲線螺釘，可以調(diào)節(jié)曲線A點(diǎn)在縱座標(biāo)上的位置。點(diǎn)在縱座標(biāo)上的位

33、置。v2限壓限壓式外反式外反饋?zhàn)兞筐佔(zhàn)兞咳~片泵葉片泵v2限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵v 圖圖2-13為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理，它能根據(jù)為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理，它能根據(jù)泵出口負(fù)載壓力的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量。圖中轉(zhuǎn)子泵出口負(fù)載壓力的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量。圖中轉(zhuǎn)子1的中心的中心是固定不動(dòng)的，定子是固定不動(dòng)的，定子3可沿滑塊滾針軸承可沿滑塊滾針軸承4左右移動(dòng)。左右移動(dòng)。動(dòng)畫演示v2.3.2 雙作用葉片泵雙作用葉片泵v2.3.2.1 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和工作原理雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和工作原理v1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)v 2、工作原理、工作原理v 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每一塊密封容積會(huì)

34、周期性地變大和縮小。一轉(zhuǎn)內(nèi)密封容隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每一塊密封容積會(huì)周期性地變大和縮小。一轉(zhuǎn)內(nèi)密封容積變化兩個(gè)循環(huán)，所以密封容積每轉(zhuǎn)內(nèi)吸油、壓油兩次，稱為雙作用泵。雙積變化兩個(gè)循環(huán)，所以密封容積每轉(zhuǎn)內(nèi)吸油、壓油兩次，稱為雙作用泵。雙作用使流量增加一倍，流量也相應(yīng)增加。由于泵的兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)作用使流量增加一倍，流量也相應(yīng)增加。由于泵的兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，作用在轉(zhuǎn)子上的壓力徑向平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。是徑向?qū)ΨQ的，作用在轉(zhuǎn)子上的壓力徑向平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。動(dòng)畫演示v2.3.2.2 雙作用雙作用葉片泵的平均流葉片泵的平均流量計(jì)算量計(jì)算v 雙作用葉片雙作用葉片泵平均

35、流量的計(jì)泵平均流量的計(jì)算方法和單作用算方法和單作用葉片泵相同，也葉片泵相同，也可以近似化為環(huán)可以近似化為環(huán)形體積來計(jì)算。形體積來計(jì)算。圖圖2-16為雙作用為雙作用葉片泵平均流量葉片泵平均流量計(jì)算原理圖。計(jì)算原理圖。v 雙作用葉片泵的理論排量為雙作用葉片泵的理論排量為: v （2-17）v v式中式中 R定子長(zhǎng)半徑；定子長(zhǎng)半徑；r定子短半徑；定子短半徑； B轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子厚度。子厚度。 雙作用葉片泵的平均實(shí)際流量為雙作用葉片泵的平均實(shí)際流量為v （2-18）v雙作用葉片泵精確流量計(jì)算公式為雙作用葉片泵精確流量計(jì)算公式為:v v （2-20）v式中式中 b葉片厚度；葉片厚度；Z葉片數(shù)；葉片數(shù)； 葉片相對(duì)于

36、葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)子半徑的傾角；轉(zhuǎn)子半徑的傾角；v 對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)的雙作用葉片泵，如雙葉片結(jié)構(gòu)、對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)的雙作用葉片泵，如雙葉片結(jié)構(gòu)、帶彈簧式葉片泵，其葉片底部和單作用葉片泵一樣帶彈簧式葉片泵，其葉片底部和單作用葉片泵一樣也參加泵的吸油和排油，其平均流量計(jì)算方法仍采也參加泵的吸油和排油，其平均流量計(jì)算方法仍采用公式用公式2-18進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 v2.3.3 單、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較單、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較v2.3.3.1 單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)v1存在困油現(xiàn)象存在困油現(xiàn)象v 配流盤的吸、排油窗口間的密封角略大于兩相配流盤的吸、排油窗口間的密封角略大于兩相鄰葉

37、片間的夾角，而單作用葉片泵的定子不存在鄰葉片間的夾角，而單作用葉片泵的定子不存在與轉(zhuǎn)子同心的圓弧段，因此，當(dāng)上述被封閉的容與轉(zhuǎn)子同心的圓弧段，因此，當(dāng)上述被封閉的容腔發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與齒輪泵相類似的困油現(xiàn)腔發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與齒輪泵相類似的困油現(xiàn)象，通常，通過配流盤排油窗口邊緣開三角卸荷象，通常，通過配流盤排油窗口邊緣開三角卸荷槽的方法來消除困油現(xiàn)象。槽的方法來消除困油現(xiàn)象。v2葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜v 葉片僅靠離心力緊貼定子表面，考慮到葉片上葉片僅靠離心力緊貼定子表面，考慮到葉片上還受科氏力和摩擦力的作用，為了使葉片所受的還受科氏力和摩擦力的作用，為了使葉片所受的合力

38、與葉片的滑動(dòng)方向一致，保證葉片更容易的合力與葉片的滑動(dòng)方向一致，保證葉片更容易的從葉片槽滑出，葉片槽常加工成沿旋轉(zhuǎn)方向向后從葉片槽滑出，葉片槽常加工成沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜。傾斜。 v3葉片根部的容積不影響泵的流量葉片根部的容積不影響泵的流量v 由于葉片頭部和底部同時(shí)處在排油區(qū)或吸油區(qū)中，所以葉由于葉片頭部和底部同時(shí)處在排油區(qū)或吸油區(qū)中，所以葉片厚度對(duì)泵片厚度對(duì)泵 的流量沒有多大影響。的流量沒有多大影響。v4轉(zhuǎn)子承受徑向液壓力轉(zhuǎn)子承受徑向液壓力v 單作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力不平衡，軸承負(fù)荷較大。單作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力不平衡，軸承負(fù)荷較大。這使泵的工作壓力和排量的提高均受到限制。這使泵的

39、工作壓力和排量的提高均受到限制。v 限壓式變量葉片泵與定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪廓尺限壓式變量葉片泵與定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪廓尺寸大，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件較多，泄漏較大（例如流量為寸大，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件較多，泄漏較大（例如流量為40L/min的限壓式變量葉片泵片的泄漏雖一般為的限壓式變量葉片泵片的泄漏雖一般為3L/min左右，左右，占了近占了近10%），軸上受有不平衡的徑向液壓力，噪聲較大，），軸上受有不平衡的徑向液壓力，噪聲較大，容積效率、機(jī)械效率較低，流量脈動(dòng)也較（定量泵）嚴(yán)重；容積效率、機(jī)械效率較低，流量脈動(dòng)也較（定量泵）嚴(yán)重；但它能由負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，在功率上使用較合理，但它

40、能由負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，在功率上使用較合理，可減少油液發(fā)熱。對(duì)于有快進(jìn)程和工作行程要求的液壓系統(tǒng)，可減少油液發(fā)熱。對(duì)于有快進(jìn)程和工作行程要求的液壓系統(tǒng)，采用限壓式變量葉片泵（與采用雙聯(lián)泵相比）可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，采用限壓式變量葉片泵（與采用雙聯(lián)泵相比）可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，節(jié)省一些液壓元件。節(jié)省一些液壓元件。v2.3.3.2雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（定量）雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（定量）v1定子過度曲線定子過度曲線v 定子內(nèi)表面的曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組定子內(nèi)表面的曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組成。四段圓弧形成了封油區(qū)，把吸油區(qū)與壓油區(qū)隔開，成。四段圓弧形成了封油區(qū)，把吸油區(qū)與壓油區(qū)隔開，起封油作用：

41、即處在封油區(qū)的密封工作腔，在轉(zhuǎn)子旋起封油作用：即處在封油區(qū)的密封工作腔，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的一瞬間，其容積既不增大也不縮小，亦即此瞬時(shí)轉(zhuǎn)的一瞬間，其容積既不增大也不縮小，亦即此瞬時(shí)既不吸油、也不和吸油腔相通，也不壓油、不各壓油既不吸油、也不和吸油腔相通，也不壓油、不各壓油腔相通。把腔內(nèi)油液暫時(shí)腔相通。把腔內(nèi)油液暫時(shí)“封存封存”起來。四段過渡曲起來。四段過渡曲線形成了吸油區(qū)和壓油區(qū)，完成吸油和壓油任務(wù)。線形成了吸油區(qū)和壓油區(qū)，完成吸油和壓油任務(wù)。v 為使吸油、壓油順利進(jìn)行，使泵正常工作為使吸油、壓油順利進(jìn)行，使泵正常工作.對(duì)過渡曲線對(duì)過渡曲線的要求是：的要求是：v 能保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，以形成可

42、靠的密封能保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，以形成可靠的密封工作腔；能使葉片在槽內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、加速度變化工作腔；能使葉片在槽內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、加速度變化均勻，以減少流量的脈動(dòng)；當(dāng)葉片沿著槽向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，葉均勻，以減少流量的脈動(dòng)；當(dāng)葉片沿著槽向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，葉片對(duì)定子內(nèi)表面的沖擊應(yīng)盡量小，以減少定了曲面的磨損。片對(duì)定子內(nèi)表面的沖擊應(yīng)盡量小，以減少定了曲面的磨損。泵的動(dòng)力學(xué)特性很大程度上受過渡曲線的影響。理想的過泵的動(dòng)力學(xué)特性很大程度上受過渡曲線的影響。理想的過渡曲線不僅應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度變化均勻，渡曲線不僅應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度變化均勻，而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧段交接點(diǎn)處的

43、加速度突而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧段交接點(diǎn)處的加速度突變不大，以減小沖擊和噪聲，同時(shí)，還應(yīng)使泵的瞬時(shí)流量變不大，以減小沖擊和噪聲，同時(shí)，還應(yīng)使泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)最小。的脈動(dòng)最小。 v 過渡曲線一般都采用等加速過渡曲線一般都采用等加速等減速曲線。為了減少等減速曲線。為了減少?zèng)_擊，近年來在某些泵中也有采用正弦、余弦曲線和高次沖擊，近年來在某些泵中也有采用正弦、余弦曲線和高次曲線的。曲線的。v2葉片安放角葉片安放角v 設(shè)置葉片安放角有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)，設(shè)置葉片安放角有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)，為了保證葉片順利的從葉片槽滑出，減小葉為了保證葉片順利的從葉片槽滑出，減小葉片的壓力角，減少壓油區(qū)的葉片沿槽

44、道向槽片的壓力角，減少壓油區(qū)的葉片沿槽道向槽里運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力和因而造成的磨損，防止里運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力和因而造成的磨損，防止葉片被卡住，改善叫片的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)過渡曲葉片被卡住，改善叫片的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)過渡曲線的動(dòng)力學(xué)特性，雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子的葉片線的動(dòng)力學(xué)特性，雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子的葉片槽常做成沿旋轉(zhuǎn)方向向前傾斜一個(gè)安放角，槽常做成沿旋轉(zhuǎn)方向向前傾斜一個(gè)安放角，當(dāng)葉片有安放角時(shí)，葉片泵就不允許反轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片有安放角時(shí)，葉片泵就不允許反轉(zhuǎn)。v 但近年的研究表明，葉片傾角外非完全但近年的研究表明，葉片傾角外非完全必要。某些高壓雙作用式葉片泵的轉(zhuǎn)子槽是必要。某些高壓雙作用式葉片泵的轉(zhuǎn)子槽是徑向的，但并沒有因此而引起明

45、顯的不良后徑向的，但并沒有因此而引起明顯的不良后果。果。v3端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償v 為了提高壓力，減少端面泄漏，采取的為了提高壓力，減少端面泄漏，采取的間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是將配流盤的外側(cè)與壓油間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是將配流盤的外側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓向轉(zhuǎn)腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓向轉(zhuǎn)子。泵的工作壓力愈高，配流盤就會(huì)愈加貼子。泵的工作壓力愈高，配流盤就會(huì)愈加貼緊轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn)子端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。緊轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn)子端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 v 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2.4 柱塞泵柱塞泵v 柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的變化來

46、實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。時(shí)密封工作容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，滑動(dòng)表由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，滑動(dòng)表面配合精度高，所以這類泵的特點(diǎn)是泄漏小，面配合精度高，所以這類泵的特點(diǎn)是泄漏小，容積效率高，可以在高壓下工作。容積效率高，可以在高壓下工作。v 柱塞泵（液壓馬達(dá)）按其柱塞的排列方式柱塞泵（液壓馬達(dá)）按其柱塞的排列方式和運(yùn)動(dòng)方向的不同，可分為軸向柱塞泵和徑和運(yùn)動(dòng)方向的不同，可分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩大類。向柱塞泵兩大類。v2.4.1.1 直軸式軸向柱塞泵直軸式軸向柱塞泵v1直軸式軸向柱塞泵的的結(jié)構(gòu)及工作原理直軸式軸向柱塞泵的的結(jié)構(gòu)及工作原理 動(dòng)畫演示v 由于存

47、在困油問題，為減少困油，避免引由于存在困油問題，為減少困油，避免引起沖擊和噪聲，一般在油窗的近封油區(qū)處開起沖擊和噪聲，一般在油窗的近封油區(qū)處開有小三角槽卸載。有小三角槽卸載。v軸向柱塞泵的特點(diǎn)：軸向柱塞泵的特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且易于實(shí)現(xiàn)變量，小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且易于實(shí)現(xiàn)變量，壓力可以提得很高（可達(dá)到壓力可以提得很高（可達(dá)到40MPa或更高），或更高），可在高壓高速下作，并且有較高容積效率。可在高壓高速下作，并且有較高容積效率。因此這種泵在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多，不足的因此這種泵在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多，不足的是該泵對(duì)油液污染十分敏感，是該泵對(duì)油液污染十

48、分敏感，般需要精過般需要精過濾，同時(shí)，它的自吸能力差，常需要由低壓濾，同時(shí)，它的自吸能力差，常需要由低壓泵供油。泵供油。 v2斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量v 若柱塞數(shù)目為若柱塞數(shù)目為Z，柱塞直徑為，柱塞直徑為d，柱塞孔分布圓，柱塞孔分布圓直徑為直徑為D，斜盤傾角為，斜盤傾角為，則泵的排量為，則泵的排量為:v v （2-21）v則泵的輸出流量為則泵的輸出流量為:v v （2-22）v 從結(jié)構(gòu)工藝性和脈動(dòng)率綜合考慮，常取從結(jié)構(gòu)工藝性和脈動(dòng)率綜合考慮，常取Z=7或或Z=9或或11。v 由上式可看出，改變斜盤傾角由上式可看出，改變斜盤傾角，可改變柱塞，可改變柱塞往復(fù)行程的大

49、小，因而可以就改變柱塞往復(fù)行程往復(fù)行程的大小，因而可以就改變柱塞往復(fù)行程的大小，因而也就改變了泵的排量；改變斜盤傾的大小，因而也就改變了泵的排量；改變斜盤傾角的傾斜方向（泵的轉(zhuǎn)向不變），可使泵的進(jìn)、角的傾斜方向（泵的轉(zhuǎn)向不變），可使泵的進(jìn)、出油口互換，成為雙向變量泵。出油口互換，成為雙向變量泵。 v3斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)v 1）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償v 由圖由圖2-17可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機(jī)可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機(jī)械裝置或彈簧作為預(yù)密封的推力外，還有柱塞孔底部臺(tái)階械裝置或彈簧作為預(yù)密封的推力外，還有柱塞孔底部臺(tái)階

50、面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受液壓力緊貼著配的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受液壓力緊貼著配流盤，就使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。流盤，就使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。 v2）滑靴的靜壓支撐結(jié)構(gòu)）滑靴的靜壓支撐結(jié)構(gòu)圖圖2-18 滑靴的靜壓支承原理滑靴的靜壓支承原理v 一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如圖一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如圖2-18所示，滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中所示，滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室，使的壓力油經(jīng)過柱塞球頭

51、中間小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盤間形成液體潤(rùn)滑，改善了柱塞頭部和斜滑靴和斜盤間形成液體潤(rùn)滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況。有利于提高軸向柱塞泵的壓力和其盤的接觸情況。有利于提高軸向柱塞泵的壓力和其它參數(shù)，使其在高壓、高速下工作。它參數(shù)，使其在高壓、高速下工作。 v3）斜盤式軸向柱塞泵的典型結(jié)構(gòu)）斜盤式軸向柱塞泵的典型結(jié)構(gòu) 圖2-19 直軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu) 1一轉(zhuǎn)動(dòng)手輪；2一斜盤；3一回程盤4一滑履；5一柱塞；6一缸體；7一配流盤；8一傳動(dòng)軸；9一彈簧 柱塞泵缸體缸體柱塞滑履組柱塞滑履組配流盤配流盤柱塞泵v4變量機(jī)構(gòu)變量機(jī)構(gòu) v 1）手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)）手動(dòng)變量機(jī)構(gòu) v 如圖如圖2-19所示，轉(zhuǎn)動(dòng)

52、手所示，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪輪1，使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變，使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變量活塞做軸向移動(dòng)（因?qū)Я炕钊鲚S向移動(dòng)（因?qū)蜴I的作用，變量活塞只向鍵的作用，變量活塞只能做軸向移動(dòng)，不能轉(zhuǎn)能做軸向移動(dòng)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)）。通過軸銷使斜盤動(dòng)）。通過軸銷使斜盤2繞繞變量機(jī)構(gòu)殼體上的圓弧導(dǎo)變量機(jī)構(gòu)殼體上的圓弧導(dǎo)軌面的中心（即鋼球中心）軌面的中心（即鋼球中心）旋轉(zhuǎn)，從而使斜盤傾角改旋轉(zhuǎn)，從而使斜盤傾角改變，達(dá)到變量的目的。當(dāng)變，達(dá)到變量的目的。當(dāng)流量達(dá)到要求時(shí)，可用鎖流量達(dá)到要求時(shí)，可用鎖緊螺母鎖緊。這種變量機(jī)緊螺母鎖緊。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操縱不輕構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操縱不輕便，且不能在工作過程中便，且不能在工作過程中變量。變量

53、。 圖2-19 直軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)1一轉(zhuǎn)動(dòng)手輪；2一斜盤；3一回程盤；4一滑履；5一柱塞；6一缸體；7一配流盤；8一傳動(dòng)軸；9一彈簧 v2）伺服變量機(jī)構(gòu)）伺服變量機(jī)構(gòu) 圖圖2 -20伺服變量機(jī)構(gòu)伺服變量機(jī)構(gòu)1一閥芯；一閥芯；2一伎鏈；一伎鏈；3一斜盤；一斜盤； 4一活塞；一活塞；5一殼體一殼體 v2.4.1.2 斜軸式軸向柱塞泵斜軸式軸向柱塞泵 v斜軸式軸向柱塞泵特點(diǎn)：斜軸式軸向柱塞泵特點(diǎn)：v 1、與直軸式泵相比較，斜軸式泵由于缸、與直軸式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平衡徑向力較小，故結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較體所受的不平衡徑向力較小，故結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高可以有較高的設(shè)計(jì)參數(shù)，其缸體軸線與驅(qū)高可以有較高的設(shè)

54、計(jì)參數(shù)，其缸體軸線與驅(qū)動(dòng)軸的夾角動(dòng)軸的夾角較大，變量范圍較大；但外形較大，變量范圍較大；但外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。目前，斜軸式軸尺寸較大，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。目前，斜軸式軸向柱塞泵的使用相當(dāng)廣泛。向柱塞泵的使用相當(dāng)廣泛。v 2、在變量形式上，斜盤式軸向柱塞泵靠、在變量形式上，斜盤式軸向柱塞泵靠斜盤擺動(dòng)變量，斜軸式軸向柱塞泵則為擺缸斜盤擺動(dòng)變量，斜軸式軸向柱塞泵則為擺缸變量，因此，后者的變量系統(tǒng)的響應(yīng)較慢。變量，因此，后者的變量系統(tǒng)的響應(yīng)較慢。 v2.4.2 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 動(dòng)畫演示v 徑向柱塞泵的徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，徑向柱塞泵的徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，并且配流軸

55、受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這并且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它的速度和壓力的提高。最近發(fā)展起來的帶滑些都限制了它的速度和壓力的提高。最近發(fā)展起來的帶滑靴連桿靴連桿柱塞組件的非點(diǎn)接觸徑向柱塞泵，改變了這一狀柱塞組件的非點(diǎn)接觸徑向柱塞泵，改變了這一狀況，出現(xiàn)了低噪聲，耐沖擊的高性能徑向柱容泵，并在鑿況，出現(xiàn)了低噪聲，耐沖擊的高性能徑向柱容泵，并在鑿巖、冶金機(jī)械等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，代表了徑向柱塞泵發(fā)展的巖、冶金機(jī)械等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，代表了徑向柱塞泵發(fā)展的趨勢(shì)。徑向泵的流量可參照軸向柱塞泵和單作用葉片泵的趨勢(shì)。徑向泵的流量可參照軸向柱塞泵和單作用葉片泵的計(jì)算方法計(jì)算。

56、計(jì)算方法計(jì)算。v泵的平均排量為泵的平均排量為v v （2-23）v泵的輸出流量泵的輸出流量v v （2-24） v 這種泵，由于柱塞和孔較易加工，其配合精度這種泵，由于柱塞和孔較易加工，其配合精度容易保證，所以密封工作腔的密封性較好，容積容易保證，所以密封工作腔的密封性較好，容積效率較高，一般可達(dá)效率較高，一般可達(dá)0.940.98，故多用于，故多用于10MPa以上的液壓系統(tǒng)中。但是該泵的徑向尺寸以上的液壓系統(tǒng)中。但是該泵的徑向尺寸較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且配油軸受到徑向不平衡液較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且配油軸受到徑向不平衡液壓力作用，易于磨損，因而限制了轉(zhuǎn)速和壓力的壓力作用，易于磨損，因而限制了轉(zhuǎn)速和壓力

57、的提高（最高壓力在提高（最高壓力在20MPa左右），故目前生產(chǎn)中左右），故目前生產(chǎn)中應(yīng)用不多。應(yīng)用不多。v 為了增加流量，徑向柱塞泵有時(shí)將缸體沿軸線為了增加流量，徑向柱塞泵有時(shí)將缸體沿軸線方向加寬，將柱塞做成多排形式的。對(duì)于排數(shù)為方向加寬，將柱塞做成多排形式的。對(duì)于排數(shù)為的多排形式的徑向柱塞泵其排量和流量分別為單的多排形式的徑向柱塞泵其排量和流量分別為單排柱向柱塞泉排量和流量的倍。排柱向柱塞泉排量和流量的倍。 v柱塞泵特點(diǎn)及應(yīng)用：柱塞泵特點(diǎn)及應(yīng)用：v 柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所造成的密封工作腔的容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和時(shí)所造成的密封工作腔的

58、容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。由于構(gòu)成密封工作腔的構(gòu)件壓油的。由于構(gòu)成密封工作腔的構(gòu)件柱塞和柱塞和缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，同時(shí)加工方便，容易得缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，同時(shí)加工方便，容易得到較高的配合精度，密封性能好、容積效率高，到較高的配合精度，密封性能好、容積效率高，故可以達(dá)到很高的工作壓力。同時(shí)，這種泵只要故可以達(dá)到很高的工作壓力。同時(shí)，這種泵只要改變柱塞的工作行程就可以很方便地改變其流量，改變柱塞的工作行程就可以很方便地改變其流量，易于實(shí)現(xiàn)變量。因此，在高壓、大流量大功率的易于實(shí)現(xiàn)變量。因此，在高壓、大流量大功率的液壓系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，如在龍門刨液壓系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，如在龍

59、門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶機(jī)械等方面得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械等方面得到廣泛應(yīng)用。 v 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2.5 液壓泵的選用液壓泵的選用 v 了解各種常用泵的性能有助于我們正確的選用了解各種常用泵的性能有助于我們正確的選用泵，泵， 表表2-2列舉了最常用泵的各種性能值，供大家列舉了最常用泵的各種性能值，供大家在選用時(shí)參考。在選用時(shí)參考。v 選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定液壓泵大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確的類型

60、，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號(hào)。定其規(guī)格型號(hào)。v 液壓泵的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工液壓泵的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大工作壓力大工作壓力p泵可按下式確定：泵可按下式確定：v p泵泵k壓壓p缸缸 （2-25）v式中，式中，p泵表示液壓泵所需要提供的壓力（泵表示液壓泵所需要提供的壓力（Pa）；）；k壓表示系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，一般取壓表示系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，一般取1.31.5；p缸表示液壓缸中所需的最大工作壓力（缸表示液壓缸中所需的最大工作壓力（Pa）。）。 v 液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)