項(xiàng)目二楊浩亮

組合機(jī)床動力滑臺液壓

系統(tǒng)圖的分析項(xiàng)目二了解和掌握液壓傳動的基本知識；掌握典型液壓元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和應(yīng)用；了解液壓基本回路的組成；掌握液壓系統(tǒng)圖的閱讀方法。知識目標(biāo)能正確選用各類液壓元件；能進(jìn)行各類液壓元件的拆裝與一般故障的診斷與排除；會設(shè)計(jì)簡單的液壓基本回路；能看懂簡單的液壓系統(tǒng)圖。能力目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)典型液壓元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和應(yīng)用；液壓基本回路的組成；液壓系統(tǒng)圖的閱讀方法。同學(xué)們，你們知道怎么分析組合機(jī)床動力滑臺的液壓系統(tǒng)圖嗎？項(xiàng)目描述YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)1—過濾器；2—變量泵；3，7，13—單向閥；4—電液換向閥；5—背壓閥；6—液控順序閥；

8，9—調(diào)速閥；10—電磁換向閥；11—行程閥；12—壓力繼電器組合機(jī)床是由按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化原則設(shè)計(jì)的通用部件以及按工件形狀和加工工藝要求而設(shè)計(jì)的專用部件所組成的高效專用機(jī)床。組合機(jī)床液壓系統(tǒng)主要由動力滑臺和輔助部分（如定位、夾緊）組成。動力滑臺本身不帶傳動裝置，可根據(jù)加工需要安裝不同用途的主軸箱，從而來完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、銑削及攻絲等工序。如圖所示為組合機(jī)床的組成示意圖。項(xiàng)目背景1—立柱底座；2—立柱；3—動力箱；4—多軸箱；5—夾具；6—鏜削頭；7—動力滑臺；8—側(cè)底座；9—中間底座組合機(jī)床的組成示意圖任務(wù)一

液壓油的選用掌握液壓油的主要性質(zhì)；掌握流體力學(xué)基礎(chǔ)知識；了解液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象；熟悉液壓油的基本要求和選用。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)一

液壓油的選用液壓傳動中的工作介質(zhì)在液壓傳動中不僅起傳遞運(yùn)動和動力的作用，還起潤滑、冷卻、密封和防銹的作用。因此，在掌握液壓系統(tǒng)之前，必須先對其工作介質(zhì)有一基本認(rèn)識，液壓系統(tǒng)中最常見的工作介質(zhì)就是液壓油。相關(guān)知識任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)密度是液體的一個(gè)重要的物理參數(shù)。礦物油型液壓油的密度因油的牌號而不同，并隨溫度升高而有所減小，隨壓力的提高而略有增大。但由于變化甚微，故可將其視為常數(shù)。我國采用20℃時(shí)的密度作為油液的標(biāo)準(zhǔn)密度，以

ρ20表示。在進(jìn)行液壓系統(tǒng)相關(guān)的計(jì)算時(shí)，通常取液壓油的密度為900kg/m3。1液壓油的密度任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)2液壓油的可壓縮性液體在壓力作用下體積減小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。液體可壓縮性的大小用壓縮系數(shù)k表示。其定義為：單位壓力變化時(shí)，液體體積的相對變化量。其表達(dá)式為：式中負(fù)號是因?yàn)閴毫υ龃髸r(shí)，液體的體積減小，反之則增大。為了使k值為正值，故加“－”負(fù)號。液壓油在低、中壓下一般被認(rèn)為是不可壓縮的，但在高壓時(shí)其壓縮性就不可忽略。Δp——液體壓力的變化值；ΔV——液體體積在壓力變化Δp時(shí)的變化量；V——液體的初始體積。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)3液壓油的黏性液體在外力作用下流動（或有流動趨勢）時(shí)，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子間的相對運(yùn)動，因而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力，這一特性稱為液體的黏性。黏性是液體的重要物理性質(zhì)，也是選擇液壓油的主要依據(jù)之一。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)3液壓油的黏性實(shí)驗(yàn)表明，液體流動時(shí)相鄰液體層間的內(nèi)摩擦力F

與液層接觸面積A、液層間的速度梯度du/dy成正比，則黏性使流動液體內(nèi)部各處的速度不相等，如右圖所示。液體的黏性示意圖若以τ表示內(nèi)摩擦切應(yīng)力，即液層間在單位面積上的內(nèi)摩擦力，則，這就是牛頓液體內(nèi)摩擦定律。由式可知，在靜止液體中，因速度梯度du/dy=0，內(nèi)摩擦力為0，所以流體在靜止?fàn)顟B(tài)下是不呈黏性的。液體只有在流動（或有流動趨勢）時(shí)才會呈現(xiàn)出黏性。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)3液壓油的黏性液體黏性的大小用黏度來表示。黏度是衡量液體黏性的指標(biāo)，常用的黏度表示方法有3種，即動力黏度、運(yùn)動黏度和相對黏度。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO規(guī)定統(tǒng)一采用運(yùn)動黏度來表示油的黏度等級。我國生產(chǎn)的全損耗系統(tǒng)用油和液壓油采用40℃時(shí)的運(yùn)動黏度值（

，cSt，厘斯）為其黏度等級標(biāo)號，即油的牌號。例如，牌號L-HL22的普通液壓油，就是指這種油在40℃時(shí)運(yùn)動黏度平均值為22mm2/s

。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)3液壓油的黏性相對黏度又稱條件黏度，它是在特定測量條件下測定的。我國采用恩氏黏度（

）。恩氏黏度由恩氏黏度計(jì)測定，即將200ml溫度為t的被測液體裝入底部有2.8mm小孔的恩氏黏度計(jì)的容器中，測定全部液體在自重作用下流過小孔所需的時(shí)間

，再測定同體積溫度為20℃的蒸餾水在同一黏度計(jì)中流盡所需的時(shí)間t2

，這兩個(gè)時(shí)間之比即為該液體在t℃下的恩氏黏度，即工業(yè)上常用20℃，50℃，100℃作為測定恩氏黏度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，并分別用相應(yīng)的符號

，，表示。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)3液壓油的黏性油液的黏度隨溫度變化的性質(zhì)稱為黏溫特性。溫度對油液黏度的影響很大。如下圖所示，當(dāng)油液溫度升高時(shí)，其黏度顯著下降。油液黏度的變化直接影響到液壓系統(tǒng)的性能和泄漏量，因此希望油液黏度隨溫度的變化越小越好。黏溫特性曲線液壓傳動工作介質(zhì)還有其他一些性質(zhì)，如穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性等）、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性及相容性（對所接觸的金屬、密封材料、添加料等的作用程度）等，都對它的選擇和使用有重要影響。任務(wù)一

液壓油的選用一、了解液壓油的主要性質(zhì)4其他性質(zhì)任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)（1）靜壓力及其特性物理學(xué)將液體的單位面積上所承受的法向力定義為壓強(qiáng)，在液壓傳動中習(xí)慣稱為壓力（靜壓力），通常以P（Pa或

）表示。①液體靜壓力垂直于承壓面，方向?yàn)樵撁鎯?nèi)法線方向。②液體內(nèi)任一點(diǎn)所受的靜壓力在各個(gè)方向上都相等。重要特性：任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)（2）靜力學(xué)基本方程如圖所示，密度為ρ的液體在容器內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，為求任意深度h處的壓力p，可以假想取出一個(gè)底面積為、高為h的垂直小液柱來研究，該小液柱的力學(xué)平衡方程式整理得，即為液體靜力學(xué)基本方程式。重力作用下的靜止液體任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)（3）壓力的表示方法壓力的表示方法有兩種，如圖所示。壓力的表示方法任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)若液體中某點(diǎn)的絕對壓力小于大氣壓力，那么在這個(gè)點(diǎn)上的絕對壓力比大氣壓力小的那部分?jǐn)?shù)值叫做真空度，如圖所示。絕對壓力、相對壓力和真空度由圖可知絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=大氣壓力-絕對壓力任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)（4）帕斯卡原理在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體的壓力可以等值地傳遞到液體各處，這就是帕斯卡原理，又稱為靜壓傳遞原理。任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)如圖所示，活塞上的作用力F是外負(fù)載，A為活塞面積。根據(jù)帕斯卡原理，容器內(nèi)液體的壓力p與外負(fù)載F之間總是保持著正比例關(guān)系，即

由此可見，液體內(nèi)的壓力是由外界負(fù)載作

用形成的，即壓力取決于負(fù)載，這是液壓傳動

中的一個(gè)重要的基本概念。靜止液體內(nèi)壓力的傳遞任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識1液體靜力學(xué)（5）液體對固體壁面的作用力在液壓傳動計(jì)算中，由于液體自重壓力

可以忽略，且靜壓力處處相等，所以可認(rèn)為作用于固體壁面的壓力是均勻分布的。任務(wù)一

液壓油的選用當(dāng)固體壁面是一個(gè)平面時(shí)，如圖（a）所示，則壓力p作用在活塞上的力

F為當(dāng)固體壁面是一個(gè)曲面時(shí)，作用在曲面各點(diǎn)的液體靜壓力是不平行的，但大小是相等的。如圖（b）、（c）所示的球面和圓錐面，液體靜壓力p沿垂直方向作用在球面和圓錐面上的力F，就等于作用于該部分曲面在垂直方向的投影面積A與壓力p的乘積，即（a）活塞平面

（b）球面

（c）圓錐面靜止液體內(nèi)壓力的傳遞任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（1）理想液體理想液體是一種假想的無黏性、不可壓縮的液體，而實(shí)際的液體都是既有黏性又可壓縮。任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（2）恒定流動液體流動時(shí)，若液體中任何一點(diǎn)的壓力、速度和密度等參數(shù)都不隨時(shí)間而變化，則這種流動稱為恒定流動（定常流動或非時(shí)變流動）；反之，稱作非恒定流動（非定常流動或時(shí)變流動）。一般在研究液壓系統(tǒng)靜態(tài)性能時(shí)，認(rèn)為液體作恒定流動；在研究其動態(tài)性能時(shí)，必須按非恒定流動來考慮。任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（3）通流截面垂直于液體流動方向的截面稱為通流截面，也稱過流斷面，常用A表示，單位為

。（4）流量在液壓傳動中，一般把單位時(shí)間內(nèi)流過某通流截面的液體體積稱為流量，用q表示。任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（5）平均流速假想液流通過通流截面的流速分布是均勻的，其流速稱作平均流速，用v（m/s）表示。用平均流速計(jì)算整個(gè)通流截面面積A上的流量為任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（6）層流和紊流19世紀(jì)末，雷諾（Reynolds）首先通過實(shí)驗(yàn)觀察了水在圓管內(nèi)的流動情況，發(fā)現(xiàn)液體流速變化時(shí)，流動狀態(tài)也變化。在低速流動時(shí)，著色液流的線條在注入點(diǎn)下游很長距離都能清楚看到；當(dāng)流動受到干擾時(shí)，在擾動衰減后流動還能保持穩(wěn)定；當(dāng)流速大時(shí)，由于流動是不規(guī)則的，故著色液體迅速擴(kuò)散和混合。任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念前一種狀態(tài)稱為層流，在層流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾，液體的流動呈線性或?qū)訝?，且平行于管道軸線；后一種狀態(tài)為紊流，在紊流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運(yùn)動外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動。如圖所示，圖（a）為層流；圖（b）層流狀態(tài)受到破壞，液流開始紊亂；圖（c）表明液體流動為紊流。（a）

（b）

（c）液流狀態(tài)任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念層流和紊流是兩種不同性質(zhì)的流動狀態(tài)。層流時(shí)，液體流速較低，質(zhì)點(diǎn)受到黏性制約，不能隨意運(yùn)動，黏性力起主導(dǎo)作用；但在紊流時(shí)，液體流速較高，黏性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用。液體流動時(shí)究竟是層流還是紊流，須用雷諾數(shù)來判別。（a）

（b）

（c）液流狀態(tài)任務(wù)一

液壓油的選用二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識2液體動力學(xué)的基本概念（7）雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn)表明，液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還和管道內(nèi)徑d，液體的運(yùn)動黏度υ

有關(guān)，而以上三個(gè)因數(shù)所組成的一個(gè)無量綱數(shù)就是雷諾數(shù)，用Re表示，即實(shí)驗(yàn)指出：液體從層流變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)大于由紊流變?yōu)閷恿鲿r(shí)的雷諾數(shù)，前者稱上臨界雷諾數(shù)，后者稱下臨界雷諾數(shù)。工程中是以下臨界雷諾數(shù)作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，簡稱臨界雷諾數(shù)。當(dāng)液流實(shí)際流動時(shí)的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)時(shí)，液流為層流；反之液流則為紊流。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用管道形狀臨界雷諾數(shù)光滑金屬圓形管道2320橡膠軟管1600～2000光滑的同心環(huán)狀縫隙1100光滑的偏心環(huán)狀縫隙1000有環(huán)槽的同心環(huán)狀縫隙700有環(huán)槽的偏心環(huán)狀縫隙400圓狀形滑閥開口260錐形閥口20～100常見的液流管道的臨界雷諾數(shù)可由實(shí)驗(yàn)求得，具體數(shù)值見下表2液體動力學(xué)的基本概念二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程液流的連續(xù)性原理（1）連續(xù)性方程如圖所示，液體在管道中作恒定流動。任取1，2兩個(gè)通流截面，兩截面處面積分別為A1和A2，平均流速分別為v1和v2，液體密度分別為ρ1和ρ2。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流過兩個(gè)截面的液體質(zhì)量相等，即假設(shè)液體是不可壓縮的，即

，則

。因?yàn)閮赏鹘孛娴倪x取是任意的，故可寫成常數(shù)。這就是液體的流量連續(xù)性方程，是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。這個(gè)方程表明，液體在管道中流動時(shí)，流過各個(gè)截面的流量是相等的，即流量是連續(xù)的，因而流速和通流截面的面積成反比。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程液流的連續(xù)性原理二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程（2）伯努利方程由于液壓傳動系統(tǒng)是利用有壓力的流動液體來傳遞能量的，故伯努利方程也稱為能量方程，它是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。①理想液體的伯努利方程根據(jù)能量守恒定律，無論液流的能量如何轉(zhuǎn)換，在任何位置上總的能量都是相等的。在液壓傳動中，流動的液體除具有壓力能之外，還具有動能和位能。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程如圖所示，任取A1與A2兩截面，液位高度分別為

z1與z2，通流截面上的壓力分別為ρ1和ρ2，平均流速分別為v1和v2，液體密度為ρ，根據(jù)能量守恒定律，液體在A1截面的能量總和等于在A2截面的能量總和，即或式中，各項(xiàng)分別表示單位重量液體所具有的壓力能、位能和動能。伯努利方程示意圖二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程②實(shí)際液體的伯努利方程實(shí)際液體不僅具有黏性，而且是可壓縮的，其在管道內(nèi)流動時(shí)會產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，消耗能量。同時(shí)管道局部形狀和尺寸的突然變化也會擾動液流，消耗能量。因此，實(shí)際液體流動時(shí)有能量損失存在。實(shí)際液體的伯努利方程為式中，h2為單位重力液體從截面A1到截面A2過程中的能量損失；α1和α2

為動能修正系數(shù)，當(dāng)湍流時(shí)α=1，當(dāng)層流時(shí)α=2

。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程（3）動量方程動量方程是動量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。流動液體的動量方程是流體力學(xué)的基本方程之一，是研究液體運(yùn)動時(shí)作用在液體上的外力與其動量的變化之間的關(guān)系。動量定理指出，作用在物體上的外力等于物體在單位時(shí)間內(nèi)的動量變化量，即二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用3流體力學(xué)三大方程（3）動量方程恒定流動的液體，將

代人上式，并考慮以平均流速代替實(shí)際流速會產(chǎn)生誤差，引入動量修正系數(shù)

β，則動量方程為——作用在液體上所有外力的矢量和；，

——液流在前、后平均流速矢量；，

——動量修正系數(shù)，湍流時(shí)

，層流時(shí)

。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用4液壓流動中的壓力損失在液壓傳動中，能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失。液壓系統(tǒng)中的壓力損失分為兩類。一類是油液沿等直徑直管流動時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失，稱之為沿程壓力損失。這類壓力損失是由液體流動時(shí)的內(nèi)、外摩擦力所引起的。另一類是油液流經(jīng)局部障礙（如彎頭、接頭、管道截面突然擴(kuò)大或收縮）時(shí)，由于液流的方向和速度的突然變化，在局部形成旋渦引起油液質(zhì)點(diǎn)間，以及質(zhì)點(diǎn)與固體壁面間相互碰撞和劇烈摩擦而產(chǎn)生的壓力損失稱之為局部壓力損失。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用4液壓流動中的壓力損失（1）沿程壓力損失圓管層流時(shí)，沿程壓力損失為式中λ為沿程阻力系數(shù)，對金屬管

，橡膠管

。湍流是一種很復(fù)雜的流動，其沿程壓力損失計(jì)算時(shí)，λ系數(shù)一般由實(shí)驗(yàn)得出，也可查閱相關(guān)液壓手冊。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用4液壓流動中的壓力損失（2）局部壓力損失局部壓力損失的計(jì)算公式為式中，

為局部阻力系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)確定，也可查閱相關(guān)液壓手冊。二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用4液壓流動中的壓力損失（3）總壓力損失管路系統(tǒng)的總壓力損失等于所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即二、了解流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識任務(wù)一

液壓油的選用4液壓流動中的壓力損失（4）造成壓力損失增加的因素造成壓力損失增加的因素如表所示。管道較長管徑較小流量較大黏度較大三、了解液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象任務(wù)一

液壓油的選用1液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，因某種原因引起液體壓力在一瞬間突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。危害：損壞密封，引起設(shè)備震動，產(chǎn)生很大的噪聲，使繼電器、順序閥產(chǎn)生誤動作；措施：限制管道內(nèi)的流速，適當(dāng)加大管徑，采用軟管。三、了解液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象任務(wù)一

液壓油的選用2氣穴現(xiàn)象液壓系統(tǒng)中，如果某點(diǎn)處的壓力低于液壓油的空氣分離壓力時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就會分離出來，使液體中出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象，又稱為空穴現(xiàn)象，如圖所示。危害：易造成液壓元件內(nèi)部腐蝕、壽命縮短；措施：降低液壓泵的吸油高度，加大吸油管徑，吸油管有良好的密封。氣穴現(xiàn)象四、對液壓油的基本要求和選用任務(wù)一

液壓油的選用1液壓油的種類液壓油的品種很多，主要分為三大類型：礦油型、乳化型和合成型。液壓油的主要品種及其特性和用途如表所示。液壓油的品種由其代號和后面的數(shù)字組成，代號中L表示潤滑劑類別，H表示液壓系統(tǒng)用的工作介質(zhì)，數(shù)字表示為該工作介質(zhì)的黏度等級。任務(wù)一

液壓油的選用分類名稱ISO代號組成、特性和用途礦油型精制礦物油L-HH無抗氧劑的精制礦油，抗氧化性、抗泡沫性較差；循環(huán)潤滑油，液壓系統(tǒng)不宜使用；可作液壓代用油，用于要求不高的低壓系統(tǒng)普通液壓油L-HLHH油加添加劑，提高其抗氧化性、防銹性、抗乳化性和抗泡性；適用于機(jī)床等設(shè)備的低壓潤滑系統(tǒng)抗磨液壓油L-HMHL油加添加劑，改善其抗磨性；滿足中、高壓液壓系統(tǒng)油泵等部件的抗磨性要求低溫液壓油L-HVHM油加添加劑，改善其黏溫特性；適用于寒區(qū)-30℃以上、作業(yè)環(huán)境溫度變化較大的室外中、高壓液壓系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備高黏度指數(shù)液壓油L-HRHL油加添加劑，改善其黏溫特性；黏溫特性優(yōu)于L-HV油，適用于數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)液壓油的主要品種及其特性和用途任務(wù)一

液壓油的選用液壓油的主要品種及其特性和用途分類名稱ISO代號組成、特性和用途礦油型液壓導(dǎo)軌油L-HGHM油加添加劑，改善其黏-滑特性；適用于液壓及導(dǎo)軌為一個(gè)油路系統(tǒng)的精密機(jī)床，可使機(jī)床在低速下將振動或間斷滑動（黏-滑）減為最小其他液壓油—加入多種添加劑，用于高品質(zhì)的專用液壓系統(tǒng)乳化型水包油乳化液L-HFA又稱高水基液，特點(diǎn)是難燃、黏溫特性好，使用溫度為5～50℃，有一定的防銹能力，黏度低，潤滑性差，易泄漏，系統(tǒng)壓力不宜高于7MPa。適用于有抗燃要求，用液量特別大，泄漏嚴(yán)重的液壓系統(tǒng)油包水乳化液L-HFB其性能接近液壓油，既具有礦油型液壓油的抗磨、防銹性能，又具有抗燃性，使用油溫不得高于65℃，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)合成型水-乙二醇液L-HFC難燃，黏溫特性和抗蝕性好，潤滑性較差，能在-18～溫度下使用，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)磷酸酯傳動液L-HFDR難燃，自燃點(diǎn)高，揮發(fā)性低，潤滑抗磨性能和抗氧化性能良好，能在-20℃～溫度范圍內(nèi)使用；缺點(diǎn)是有微毒。適用于有抗燃要求的高溫、高壓精密液壓系統(tǒng)四、對液壓油的基本要求和選用任務(wù)一

液壓油的選用2對液壓油的基本要求液壓系統(tǒng)雖都由泵、閥、缸等元件組成，但不同的工作機(jī)械、不同的使用情況對液壓傳動工作介質(zhì)的要求有很大不同。為了使液壓系統(tǒng)能正常地工作，很好地傳遞運(yùn)動和動力，使用的工作介質(zhì)應(yīng)主要具備如下性能：①合適的黏度和較好的黏溫特性，良好的潤滑性能。②質(zhì)地純凈，雜質(zhì)少，對人體無害，成本低。③對金屬、密封件、橡膠軟管等有良好的相容性。④對熱、氧化、水解和剪切都有良好的穩(wěn)定性。⑤抗泡沫性和抗乳化性好，腐蝕性小，防銹能力強(qiáng)。⑥流動點(diǎn)和凝固點(diǎn)低，閃點(diǎn)（明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒時(shí)的溫度）和燃點(diǎn)高，比熱容和熱導(dǎo)率大，體積膨脹系數(shù)小。四、對液壓油的基本要求和選用任務(wù)一

液壓油的選用3液壓油的選用原則①液壓系統(tǒng)的工作條件。液壓泵對液壓油的性能最為敏感，這是因?yàn)楸脙?nèi)零件的運(yùn)動速度很高，承受的壓力較大，潤滑要求苛刻而且溫升高。因此常根據(jù)液壓泵的類型及要求來選擇液壓油的黏度，如表所示。同時(shí)，要考慮工作壓力范圍、油膜承載能力、潤滑性、工作介質(zhì)與密封材料和涂料是否相容等要求。液壓泵類型工作介質(zhì)黏度/（

·

）液壓系統(tǒng)溫度5～40℃液壓系統(tǒng)溫度40～80℃齒輪泵30～7065～165葉片泵7MPa以下30～5040～757MPa及以上50～7055～90徑向柱塞泵30～8065～240軸向柱塞泵40～7570～150四、對液壓油的基本要求和選用任務(wù)一

液壓油的選用3液壓油的選用原則②液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境。液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境主要是環(huán)境溫度的變化范圍、系統(tǒng)的冷卻條件，有無明火和高溫?zé)嵩?、抗燃性等要求，還要考慮廢液再生處理及環(huán)保要求。③液壓油的性質(zhì)。液壓油的性質(zhì)是指液壓油的理化指標(biāo)和使用性能，各類液壓油的特性等。④綜合經(jīng)濟(jì)分析。選擇液壓油時(shí)要通盤考慮價(jià)格和使用壽命對液壓元件壽命的影響，當(dāng)?shù)赜推返呢浽匆约熬S護(hù)、更換的難易程度等。高質(zhì)量的液壓油從一次購置的角度來看花費(fèi)較大，但從使用壽命、元件更換、運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)效率的提高上講，總的經(jīng)濟(jì)效益是非常合算的。任務(wù)二

氣動系統(tǒng)的感性認(rèn)識什么是液體的黏性？常用的黏度有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力損失有哪幾種？各受哪些因素影響？液體的流動狀態(tài)有幾種？如何判定？任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)二

氣動系統(tǒng)的感性認(rèn)識如圖所示，容器內(nèi)盛有油液。已知油的密度

，活塞上的作用力

，活塞的面積

，假設(shè)活塞的重量忽略不計(jì)。問活塞下方深度

處的壓力等于多少？任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)二

氣動系統(tǒng)的感性認(rèn)識如圖所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面與大氣相通的水槽中，液體在管中上升的高度

。設(shè)液體密度為

，試求容器內(nèi)的真空度。任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)二

氣動系統(tǒng)的感性認(rèn)識如圖所示，容器A中的液體密度

，B中的液體密度

，

，

，，U形管中的測壓介質(zhì)為汞，試求A，B之間的壓力差。任務(wù)實(shí)訓(xùn)布萊士·帕斯卡（BlaisePascal，1623—1662年）帕斯卡是法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家。帕斯卡提出了帕斯卡定律，發(fā)現(xiàn)了大氣壓隨高度變化，制作了水銀氣壓計(jì)，寫了液體平衡、空氣的重量和密度等方向的論文。后人為紀(jì)念帕斯卡，用他的名字來命名壓力的單位“帕斯卡”，簡稱“帕”。名人簡介帕斯卡的數(shù)學(xué)造詣很深。除了提出了著名的帕斯卡定理外，他還發(fā)表過多篇關(guān)于算術(shù)級數(shù)及二項(xiàng)式系數(shù)的論文，發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式展開式的系數(shù)規(guī)律，即著名的“帕斯卡三角形”（在我國稱“楊輝三角形”）；與費(fèi)馬共同建立了概率論和組合論的基礎(chǔ)，并得出了關(guān)于概率論問題的一系列解法；研究了擺線問題，得出了不同曲線面積和重心的一般求法；計(jì)算了三角函數(shù)和正切的積分，最早引入了橢圓積分。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用掌握液壓泵的工作原理、特點(diǎn)及分類；掌握液壓泵性能參數(shù)的分析及計(jì)算；掌握齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的結(jié)構(gòu)組成及工作原理；能正確選用液壓泵。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用相關(guān)知識一、液壓泵總體概述液壓系統(tǒng)的動力元件——液壓泵是系統(tǒng)不可缺少的核心元件，它將原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的壓力能輸出，為液壓系統(tǒng)提供足夠流量的壓力油，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。與心臟的作用類似，液壓泵則是液壓系統(tǒng)的心臟，如圖所示。1液壓泵的工作原理、特點(diǎn)及分類液壓泵（1）液壓泵的工作原理液壓泵是依靠密封容積變化的原理來進(jìn)行工作的，故一般稱為容積式液壓泵。如圖所示，柱塞2裝在缸體3中形成一個(gè)密封容積a，柱塞在彈簧4的作用下始終壓緊在偏心輪1上。原動機(jī)驅(qū)動偏心輪1旋轉(zhuǎn)使柱塞2作往復(fù)運(yùn)動，使密封容積a的大小發(fā)生周期性的交替變化。當(dāng)a由小變大時(shí)就形成部分真空，使油箱中油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開單向閥6進(jìn)入密封容積a而實(shí)現(xiàn)吸油；當(dāng)a由大變小時(shí)，a腔中吸滿的油液將頂開單向閥5流入系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)壓油。這樣液壓泵就將原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。原動機(jī)驅(qū)動偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用1—偏心輪；2—柱塞；3—泵體；4—彈簧；5，6—單向閥（a）

（b）液壓泵工作原理圖（2）液壓泵的特點(diǎn)單柱塞液壓泵具有一切容積式液壓泵的基本特點(diǎn)：任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用①具有若干個(gè)可以周期性變化的密封容積，密封容積由小到大時(shí)吸油，由大到小時(shí)壓油。液壓泵輸出油液的多少只取決于密封容積的變化量及變化頻率。②具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)，將吸油腔與排油腔隔開。它保證密封容積由小變大時(shí)只與吸油管連通，由大變小時(shí)只與壓油管連通。③油箱內(nèi)液體的壓力必須等于或大于大氣壓力，這是容積式液壓泵能夠吸入油液的必要外部條件。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用①必須具有一個(gè)由運(yùn)動件和非運(yùn)動件所構(gòu)成的密閉容積；②密閉容積的大小隨運(yùn)動件的運(yùn)動作周期性的變化，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油；③吸油腔與壓油腔隔開。液壓泵正常工作的三個(gè)必備條件（3）液壓泵的分類液壓泵的種類很多，按其結(jié)構(gòu)不同可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等；按其輸出流量能否調(diào)節(jié)可分為定量泵和變量泵；按其輸油方向能否改變可分為單向泵和雙向泵；按其額定壓力的高低可分為低壓泵、中壓泵、高壓泵等。液壓泵的職能符號如圖所示。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（a）單向定量泵

（b）單向變量泵

（c）雙向定量泵

（d）雙向變量泵液壓泵的職能符號（1）壓力任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)①工作壓力。液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無關(guān)。②額定壓力。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。泵的額定壓力受泵本身密封性能和零件強(qiáng)度等因素的限制，當(dāng)泵的工作壓力超過額定壓力時(shí)，就會過載。③最高允許壓力。在超過額定壓力的條件下，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力值稱為液壓泵的最高允許壓力，超過此壓力，泵的泄漏會迅速增加。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（2）排量和流量①排量。在不考慮泄漏的情況下，液壓泵軸每轉(zhuǎn)一周所排出的液體的體積稱為液壓泵的排量。排量可以調(diào)節(jié)的液壓泵稱為變量泵，排量不可以調(diào)節(jié)的液壓泵稱為定量泵。②理論流量

qt。在不考慮液壓泵泄漏的條件下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積稱為理論流量。如果液壓泵的排量為V，主軸轉(zhuǎn)速為n，則該液壓泵理論流量的計(jì)算公式為③實(shí)際流量q。液壓泵在某一具體工況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的實(shí)際體積稱為實(shí)際流量，它等于理論流量

qt減去泄漏流量Δq，即：與泵的工作壓力p有關(guān)，

。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（2）排量和流量④額定流量qn。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下）必須保證的流量。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（3）液壓泵的功率①輸出功率P0。功率是指單位時(shí)間內(nèi)所做的功。由物理學(xué)知識可知，功率等于力和速度之積。當(dāng)液壓缸內(nèi)油液的作用力F與負(fù)載相等時(shí)，推動活塞以速度v運(yùn)動，液壓缸輸出的功率為，又知，

，則。

式中表明，在液壓傳動系統(tǒng)中，液體所

具有的功率，即液壓功率等于壓力和流量的

乘積。P——缸內(nèi)液體的壓力；q——輸入液壓缸的油液流量；n——液壓泵的轉(zhuǎn)速；A——活塞的有效面積。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（3）液壓泵的功率Ti——液壓泵的輸入轉(zhuǎn)矩；n——泵軸的轉(zhuǎn)速。②

輸入功率

Pi。液壓泵的輸入功率為泵軸的驅(qū)動功率，其值為

液壓泵在工作中，由于有泄漏和機(jī)械摩擦造

成能量損失，故其輸出功率

P0小于輸入功率Pi。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（4）液壓泵的效率①容積效率。液壓泵的實(shí)際流量與理論流量之比稱為容積效率，用

ηv表示，用以衡量液壓泵或液壓馬達(dá)的泄漏大小。液壓泵的容積效率隨著液壓泵工作壓力的增大而減小，且隨液壓泵的結(jié)構(gòu)類型不同而異，但恒小于1。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（4）液壓泵的效率②機(jī)械效率。機(jī)械損失是指液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失。液壓泵在工作時(shí)存在機(jī)械摩擦，因此驅(qū)動泵所需的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Ti

必然大于理論轉(zhuǎn)矩Tt

。理論轉(zhuǎn)矩與實(shí)際轉(zhuǎn)矩的比值稱為機(jī)械效率，用

ηm

表示。因泵的理論功率表達(dá)式為，則有將上式代入機(jī)械效率的計(jì)算公式得任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2液壓泵的性能參數(shù)（4）液壓泵的效率③總效率。泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為總效率，用

表示。由此可以看出，液壓泵的總效率等于容積效率和機(jī)械效率的乘積。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用二、認(rèn)識齒輪泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵，它一般做成定量泵。按其結(jié)構(gòu)不同，齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用最廣。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用二、認(rèn)識齒輪泵1外嚙合齒輪泵（1）外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)組成外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)組成如圖所示。齒輪泵結(jié)構(gòu)組成任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）外嚙合齒輪泵的工作原理齒輪泵的泵體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽組成了許多密封工作腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積逐漸增大，形成部分真空，油箱中的油液即被吸入吸油腔，并將齒間槽充滿，完成吸油。隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，齒間槽的油液被帶到左腔，由于左腔輪齒逐漸嚙合，密封工作腔容積不斷減少，油液即從壓油腔中被擠出，輸送到工作管路當(dāng)中，完成壓油。兩輪齒的嚙合線將吸油腔和壓油腔嚴(yán)格分開，起到了配流的作用，故齒輪泵沒有專門的配流裝置。外嚙合齒輪泵工作原理任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）外嚙合齒輪泵的工作原理1）徑向力不平衡產(chǎn)生原因：在齒輪泵中，液體作用在齒輪外圓上的壓

力是不相等的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)方向

逐漸上升，因此齒輪受到徑向不平衡力的作用。工作壓力

越高，徑向不平衡力就越大，如圖所示。影響：徑向不平衡力過大時(shí)能使泵軸彎曲，齒頂與泵體接觸，產(chǎn)生摩擦；同時(shí)也加速軸承的磨損，這是影響齒輪泵壽命的主要原因。齒輪泵中的徑向壓力分布任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用1）徑向力不平衡解決措施：①最簡單的辦法就是縮小壓油口，使壓油腔的液壓油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，如下圖所示。齒輪泵中的徑向壓力分布齒輪泵徑向力平衡槽②也可通過在蓋板上開設(shè)平衡槽，使它們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用，如右圖所示。平衡徑向力的措施都是以增加徑向泄漏為代價(jià)。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2）困油現(xiàn)象與卸荷措施產(chǎn)生原因：當(dāng)齒輪重合度ε＞1，在兩對輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，稱為困油容積。它隨齒輪轉(zhuǎn)動其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大，形成困油，如圖所示。影響：困油容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱；困油容積由小變大時(shí)，會引起氣蝕和噪聲。齒輪泵的困油現(xiàn)象與卸荷槽任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2）困油現(xiàn)象與卸荷措施解決措施：在前后蓋板或浮動軸套上開卸荷槽，如圖所示。開設(shè)卸荷槽的原則：困油容積由大變小時(shí)，與壓油腔相通；困油容積由小變大時(shí)，與吸油腔相通。齒輪泵的困油現(xiàn)象與卸荷槽任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用3）端面泄漏及端面間隙的自動補(bǔ)償產(chǎn)生原因：齒輪泵存在三個(gè)可能產(chǎn)生泄漏的部位：一是齒輪齒面嚙合處的間隙；二是泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙；三是齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙。在三類間隙中，以端面間隙的泄漏量最大，約占總泄漏量的75%～80%。影響：泵的壓力越高，間隙就越大，造成的泄漏就越大。因此一般齒輪泵只適用于低壓系統(tǒng)。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用3）端面泄漏及端面間隙的自動補(bǔ)償解決措施：采用端面間隙自動補(bǔ)償裝置，如浮動軸套式、彈性側(cè)板式。其原理都是引入壓力油液使軸套或側(cè)板緊貼齒輪端面，壓力越高，貼得越緊，因而能自動補(bǔ)償端面磨損和減小間隙，如圖所示。浮動軸套式自動補(bǔ)償任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性能好，對油液污染不敏感和工作可靠等；缺點(diǎn)：是流量和壓力脈動大，噪聲大，排量不可調(diào)節(jié)。外嚙合齒輪泵的特點(diǎn)任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵（又稱擺線轉(zhuǎn)子泵）兩種，其工作原理如圖所示。內(nèi)嚙合齒輪泵1—小齒輪；2—月牙形隔板；3—內(nèi)齒環(huán)；4—吸油腔；5—壓油腔任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒輪泵中，小齒輪和內(nèi)齒環(huán)之間有一個(gè)月牙形隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開。當(dāng)小齒輪帶動內(nèi)齒環(huán)繞各自的中心同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，上半部輪齒退出嚙合，形成真空，進(jìn)行吸油；進(jìn)入齒槽的油液被帶到壓油腔，下半部輪齒進(jìn)入嚙合，容積減小，從壓油口排油。內(nèi)嚙合齒輪泵1—小齒輪；2—月牙形隔板；3—內(nèi)齒環(huán)；4—吸油腔；5—壓油腔任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2內(nèi)嚙合齒輪泵擺線齒輪泵是由配油盤（前、后蓋）、外轉(zhuǎn)子（從動輪）和偏心安置在泵體內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子（主動輪）等組成。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相差一齒，由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子是多齒嚙合，這就形成了若干密封容積。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子圍繞其中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動外轉(zhuǎn)子繞外轉(zhuǎn)子中心作同向旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，由內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂和外轉(zhuǎn)子齒谷間形成的密封容積，就會隨著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，從而進(jìn)行吸油和壓油。1—小齒輪；2—月牙形隔板；3—內(nèi)齒環(huán)；4—吸油腔；5—壓油腔內(nèi)嚙合齒輪泵任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用三、認(rèn)識葉片泵葉片泵的工作壓力較高，流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲較小，壽命較長，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、自動生產(chǎn)線等中低液壓系統(tǒng)中，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性不太好，對油液的污染也比較敏感。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用三、認(rèn)識葉片泵1雙作用葉片泵（1）雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)雙作用葉片泵由泵體、定子、轉(zhuǎn)子、葉片、左配流盤、右配流盤、傳動軸等組成，如圖所示。雙作用式葉片泵結(jié)構(gòu)1—定子；2—轉(zhuǎn)子；3—葉片；

4—配流窗口；5—傳動軸；6—泵體任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）雙作用葉片泵的工作原理雙作用葉片泵的工作原理如圖所示，定子內(nèi)表面形似橢圓，由兩段半徑為R的大圓弧、兩段半徑為r的小圓弧和四段過渡曲線所組成。定子和轉(zhuǎn)子的中心重合，在轉(zhuǎn)子上沿圓周均布的若干個(gè)槽內(nèi)安放葉片，這些葉片可沿槽作徑向滑動，在配流盤上，對應(yīng)于定子四段過渡曲線的位置開有四個(gè)腰形配流窗口。其中，兩個(gè)窗口與泵的吸油口連通，為吸油窗口；另兩個(gè)

窗口與壓油口連通，為壓油窗口。雙作用式葉片泵工作原理任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）雙作用葉片泵的工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子由軸帶動旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在自身離心力和由壓油腔引至葉片根部的高壓油液作用下緊貼定子內(nèi)表面，并在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)往復(fù)滑動。當(dāng)葉片由定子小半徑r處向定子半徑R處運(yùn)動時(shí)，相鄰兩葉片間的密封腔容積就逐漸增大，形成局部真空而經(jīng)過吸油窗口吸油；當(dāng)葉片由定子大半徑R處向定子小半徑r處運(yùn)動時(shí)，相鄰兩葉片間的密封容積就逐漸減小，便通過壓油窗口壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每一葉片往復(fù)滑動兩次，因而吸、壓

油作用發(fā)生兩次，故這種泵稱為雙作用葉片泵。雙作用式葉片泵工作原理任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（3）雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①定子過渡曲線。雙作用葉片泵定子內(nèi)表面的曲線是由四段圓弧和四段過渡曲線組成的。目前雙作用葉片泵一般都使用綜合性能較好的等加速－等減速曲線作為過渡曲線。②徑向作用力平衡。由于雙作用葉片泵吸、壓油口在結(jié)構(gòu)上是徑向?qū)ΨQ的，所以作用于轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力平衡，因此雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵或平衡式葉片泵。這樣作用于軸和軸承的力較小，有利于提高泵的工作壓力。③葉片傾角。雙作用葉片泵葉片前傾一個(gè)角度，其目的是減小壓力角，減小葉片與槽之間的摩擦，以便葉片在槽中順利滑動。當(dāng)葉片以前傾角安裝時(shí)，葉片泵不允許反轉(zhuǎn)。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用1單作用葉片泵單作用式葉片泵1—轉(zhuǎn)子；2—定子；3—葉片；4—配流盤；5—泵體單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖所示。限壓式變量葉片泵是一種自動調(diào)節(jié)式變量泵，它能根據(jù)外負(fù)載的大小自動調(diào)節(jié)泵的排量。限壓式變量葉片泵的流量改變是利用壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的，按照控制方式不同分內(nèi)反饋和外反饋兩種形式。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（1）限壓式變量葉片泵的工作原理外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理：轉(zhuǎn)子3的中心O1是固定不變的，定子2（中心為O2）可以水平左右移動，它在限壓彈簧1的作用下被推向右端和反饋活塞5左端面接觸，使定子和轉(zhuǎn)子的中心保持一個(gè)初始偏心距

e0。它決定了泵的最大流量，其大小可以通過流量調(diào)節(jié)螺釘7來調(diào)節(jié)。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上部為壓油區(qū)，壓力油的合力把定子向上壓在滑塊滾針支承（圖中未標(biāo)注出）上。定子右邊有一個(gè)反饋活塞，它的油腔與泵的壓油腔相通。外反饋式變量葉片泵1—限壓彈簧；2—定子；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—反饋液壓缸；6—壓力調(diào)節(jié)螺釘；7—流量調(diào)節(jié)螺釘任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（1）限壓式變量葉片泵的工作原理設(shè)反饋活塞面積為A，則作用在定子上的反饋力為PA，設(shè)泵的工作壓力達(dá)到PB時(shí)，定子所受的液壓力達(dá)到彈簧力kx0（k為彈簧勁度系數(shù)，x0為彈簧預(yù)壓縮量）時(shí)，有PBA=kx0，其中，PB稱為泵的限定壓力。當(dāng)泵的工作壓力P＜PB時(shí)，PA＜kx0

，定子不動，最大偏心距

e0保持不變，則流量為最大流量。當(dāng)泵的壓力增大，P＞PB

時(shí)，PA

＞kx0，反饋力克服彈簧力，把定子向左推移，偏心距減小，流量降低；當(dāng)壓力大到泵內(nèi)偏心距所產(chǎn)生的流量全部用于補(bǔ)償泄漏時(shí)，泵的輸出流量為零，不管外負(fù)載再怎樣加大，泵的輸出壓力不會再升高，此壓力稱為極限壓力（截止壓力）。這就是此泵被稱為限壓式變量葉片泵的由來。外反饋則表示反饋力是通過活塞從外面加到定子上的。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）限壓式變量葉片泵的特性曲線當(dāng)泵的工作壓力p小于限定壓力PB時(shí)，油壓的作用力還不能克服彈簧的預(yù)緊力，這時(shí)定子的偏心距不變，泵的理論流量不變。但由于供油壓力增大時(shí)，泄漏量增大，實(shí)際流量減小，所以流量曲線為圖中AB段；當(dāng)P=PB時(shí)，B為特性曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；當(dāng)P＞PB時(shí)，彈簧受壓縮，定子偏心距減小，使流量降低，流量曲線為圖中BC段。限壓式變量葉片泵的特性曲線任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用四、認(rèn)識柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動造成密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵，與齒輪泵和葉片泵相比，這種泵有許多優(yōu)點(diǎn)：第一，構(gòu)成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好，在高壓下工作仍有較高的容積效率；第二，只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易于實(shí)現(xiàn)變量；第三，柱塞泵中的主要零件均受壓應(yīng)力作用，材料強(qiáng)度性能可得到充分利用。柱塞泵按柱塞的排列和運(yùn)動方向不同，可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類，如圖所示。（a）徑向柱塞泵

（b）軸向柱塞泵柱塞泵任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（1）工作原理徑向柱塞泵轉(zhuǎn)子的中心與定子中心之間有一偏心距e，柱塞徑向排列安裝在缸體中，缸體由原動機(jī)帶動，連同柱塞一起旋轉(zhuǎn)，柱塞在離心力（或低壓油）作用下抵緊定子內(nèi)壁，當(dāng)轉(zhuǎn)子連同柱塞按圖所示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右半周的柱塞往外滑動，柱塞底部的密封工作腔容積增大，于是通過配流軸軸向孔吸油；左半周的柱塞往里滑動，柱塞孔內(nèi)的密封工作腔容積減小，于是通過配流軸軸向孔壓油。轉(zhuǎn)子每

轉(zhuǎn)一周，柱塞在缸孔內(nèi)吸油、壓油

各一次。1徑向柱塞泵徑向柱塞泵的工作原理1—柱塞；2—缸體；3—襯套；4—定子；5—配油軸任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（2）徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1徑向柱塞泵①移動定子，改變偏心距e的大小時(shí)，泵的排量就得到改變；移動定子，改變偏心距e

的方向時(shí)，泵的吸、壓油口便互換。②徑向柱塞泵徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，自吸能力差，且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了其轉(zhuǎn)速與壓力的提高，故應(yīng)用范圍較小。③

徑向柱塞泵徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，自吸能力差，且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了其轉(zhuǎn)速與壓力的提高，故應(yīng)用范圍較小。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用2軸向柱塞泵軸向柱塞泵是將多個(gè)柱塞配置在一個(gè)共同缸體的圓周上，并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵有兩種形式：直軸式（斜盤式）和斜軸式（擺缸式）。任務(wù)二

泵的結(jié)構(gòu)與選用（1）斜盤式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)組成如圖所示，直軸式軸向柱塞泵主要由缸體、配油盤、柱塞和斜盤組成。其中，柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)組成（a）軸向柱塞泵（b）缸體（c）配油盤（d）柱塞滑靴組