第二章液壓泵

第二章液壓泵§2-1液壓泵概述§2-2齒輪泵§2-3葉片泵§2-4其它類型液壓泵§2-5液壓泵與電動機參數(shù)的選用

習題§2-1液壓泵概述以單柱塞泵為例說明泵的工作原理2.1.1液壓泵的工作原理液壓泵正常工作三個必備條件必須具有一個由運動件和非運動件所構(gòu)成的密閉容積；密閉容積的大小隨運動件的運動作周期性的變化，容積由小變大——吸油，由大變小——壓油；密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為排油；密閉容積減小到極限時，先要與排油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為吸油。定量泵變量泵泵2.1.2泵的分類螺桿泵柱塞泵葉片泵齒輪泵泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵雙作用式單作用式雙頭單頭外嚙合式內(nèi)嚙合式泵高壓泵中壓泵低壓泵液壓泵的圖形符號2.1.3泵的基本參數(shù)1、壓力（pa，Mpa）工作壓力p：

液壓泵實際工作時的輸出壓力工作壓力取決于外負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)。

額定壓力ps：液壓泵在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力2、排量V（cm3/r,ml/r）

排量是泵主軸每轉(zhuǎn)一周所排出液體體積的理論值，如泵排量固定，則為定量泵；排量可變則為變量泵。一般定量泵因密封性較好，泄漏小，在高壓時效率較高。3、流量（L/min）泵單位時間內(nèi)排出的液體體積（L/min）

理論流量qt

式中：V—泵的排量（L/r）

n—泵的轉(zhuǎn)速（r/min）

實際流量q

式中：?q—泄漏損失

額定流量qs

額定壓力，額定轉(zhuǎn)速下單位時間輸出流量4、泵的功率

輸入功率式中：T—輸入轉(zhuǎn)矩（N·m）

ω—角速度（rad/s）

輸出功率式中：p—泵輸出的工作壓力（N/m2）

q—泵的實際輸出流量（m3/s）5、效率泵的容積效率：泵的機械效率：

式中：Tt

－泵的理論輸入扭矩

Tr

－泵的實際輸入扭矩泵的總效率：2.1.4泵的特性曲線qη0pηq△qpsqsqtqt泵特性總結(jié)理論轉(zhuǎn)矩記住它,等于排量乘壓差.理論流量記得住,等于排量乘轉(zhuǎn)速.功率等于p乘q,也等轉(zhuǎn)矩乘轉(zhuǎn)速.能流方向分得清,乘除效率不含糊.計算單位要統(tǒng)一,角度一律用弧度.例題2－1

某液壓系統(tǒng)，泵的排量v＝10mL/r，電機轉(zhuǎn)速n＝1200rpm，泵的輸出壓力p=5Mpa泵容積效率ηv＝0.92，總效率η＝0.84，求：

1）泵的理論流量；

2）泵的實際流量；

3）泵的輸出功率；

4）驅(qū)動電機功率。例題解：1）泵的理論流量

qt=v.n.10-3=10×1200×10-3＝12L/min

2)泵的實際流量

q＝qt.ηv＝12×0.92＝11.04L/min

3)泵的輸出功率

4）驅(qū)動電機功率§2-2齒輪泵齒輪泵低壓泵ps=2.5Mpa中壓泵6.3Mpa≤ps≤16Mpa高壓泵ps=31.5Mpa齒輪泵代號CB-B※型壓力流量（L/min）B—2.5Mpa

C—6.3Mpa(常用，省略)結(jié)構(gòu)組成一對幾何參數(shù)完全相同的齒輪，齒寬為B，齒數(shù)為z泵體前后蓋板長短軸工作原理

（動畫）兩嚙合的輪齒將泵體、前后蓋板和齒輪包圍的密閉容積分成兩部分，輪齒進入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，經(jīng)壓油口排油，退出嚙合的一側(cè)密閉容積增大，經(jīng)吸油口吸油。2.2.1工作原理外嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)外嚙合齒輪泵的排量公式

V=2πz

m2B式中z—齒數(shù)

m—齒輪模數(shù)

B—齒寬齒輪泵的瞬時理論流量脈動，是齒輪泵產(chǎn)生噪聲的主要根源。為減少脈動，可同軸安裝兩套齒輪，每套齒輪之間錯開半個齒距，組成共壓油口和吸油口的兩個分離的齒輪泵。2.2.2外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點泄漏與間隙補償措施齒輪泵端面泄漏80％—85％徑向泄漏輪齒嚙合處泄漏端面間隙補償—靜壓平衡措施：齒輪和蓋板之間增加一個補償零件，如浮動軸套或浮動側(cè)板，在浮動零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力，其差值由一層很薄的油膜承受。液壓徑向力及平衡措施作用在齒輪軸上液壓徑向力不平衡。

液壓徑向力的平衡措施：在蓋板上開設(shè)平衡槽，使它們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個與液壓徑向力平衡的作用。困油現(xiàn)象與卸荷措施困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

齒輪重迭系數(shù)ε＞1，在兩對輪齒同時嚙合時，它們之間將形成一個與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。困油現(xiàn)象的危害

閉死容積由大變小，油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時，引起汽蝕和噪聲。卸荷措施

在前后蓋板或浮動軸套上開卸荷槽開設(shè)卸荷槽的原則

兩槽間距a為最小閉死容積，閉死容積由大變小時與壓油腔相通，閉死容積由小變大時與吸油腔相通。外嚙合齒輪泵的特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，工作可靠，便于維護結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕自吸性能好，對油污不敏感缺點：

泄漏嚴重容積效率低

流量脈動大，噪聲大排量不可調(diào)2.2.3應(yīng)用1.精度低的一般機床液壓系統(tǒng)2.壓力低，流量大的液壓系統(tǒng)3.工作環(huán)境惡劣的工程機械液壓系統(tǒng)4.用于輸送質(zhì)地純潔粘度大的食品流體（面漿糖漿等）2.2.4內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理

特點無困油現(xiàn)象流量脈動小，噪聲低漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵組成:內(nèi)外轉(zhuǎn)子相差一齒且有一偏心距內(nèi)嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)§2-3葉片泵YBN-※型葉片泵雙作用式（定量泵）單作用式（變量泵）YB-※型工作原理

排量公式

V=2πB（R2–r2）

-2zBS（R-r）/cosθ式中：R,r—定子的大小圓弧半徑

Z—葉片數(shù)

S—葉片厚度

θ—為葉片傾角2.3.1雙作用葉片泵葉片轉(zhuǎn)子定子結(jié)構(gòu)組成雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點自吸能力比齒輪泵差，脈動性好。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，抗污染能力較齒輪泵差。徑向力平衡。為保證葉片自由滑動且始終緊貼定子內(nèi)表面，葉片槽根部全部通壓力油。合理設(shè)計過渡曲線形狀和葉片數(shù)（z≥8），可使理論流量均勻，噪聲低。存在困油現(xiàn)象，為減少兩葉片間的密閉容積在吸壓油腔轉(zhuǎn)換時因壓力突變而引起的壓力沖擊，在配流盤的配流窗口前端開有減振槽。2.3.2單作用葉片泵工作原理與結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子與定子存在偏心e，銑有z個葉片槽葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)自由滑動，寬度為B左、右配流盤銑有吸、壓油口傳動軸

排量公式

V=4BzResin(π/z)單作用葉片泵的特點可以通過改變定子的偏心距

e來調(diào)節(jié)泵的排量和流量。葉片槽根部分別通油，葉片厚度對排量無影響。因葉片矢徑是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，瞬時理論流量是脈動的。葉片數(shù)取為奇數(shù)，以減小流量的脈動。限壓式變量葉片泵變量原理

(動畫)

定子右邊控制活塞作用著泵出口壓力油，左邊作用著調(diào)壓彈簧力，當F<Ft時，e=emax

泵輸出最大流量；若泵的壓力隨負載增大，則F>Ft，定子將向偏心減小的方向移動，泵的輸出流量減小。限壓式變量葉片泵特性曲線調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量，改變pB大小，BC沿水平方向平移。調(diào)節(jié)定子右邊最大流量調(diào)節(jié)螺釘，改變定子emax，即改變泵最大流量，曲線AB上下移動。彈簧剛度決定BC的斜率不同，泵最高壓力pc

不同?！?-4其它類型液壓泵螺桿泵柱塞泵2.4.1螺桿泵工作原理特點

流量均勻，噪聲低；自吸性能好。2.4.2柱塞泵

斜盤式

軸向柱塞泵<按柱塞排列方式<斜軸式

徑向柱塞斜盤式軸向柱塞泵缸體的中心線與傳動主軸平行，柱塞頭部安裝在傾斜的圓盤上工作原理（動畫）斜盤式軸向柱塞泵實物斜軸式軸向柱塞泵缸體的中心線與傳動主軸成一角度徑向柱塞泵工作原理（動畫）是否要求變量：徑向（軸向）柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。工作壓力：

柱塞泵壓力31.5MPa；葉片泵壓力6.3MPa,高壓化以后可達16MPa；齒輪泵壓力2.5MPa，高壓化以后可達21MPa。2.5液壓泵與電動機參數(shù)的選用

工作環(huán)境：齒輪泵的抗污染能力最好。噪聲指標：低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻。效率：軸向柱塞泵總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。先根據(jù)對液壓泵的性能要求來選定液壓泵的型式再根據(jù)液壓泵所應(yīng)保證的壓力和流量來確定具體規(guī)格。液壓泵工作壓力根據(jù)執(zhí)行元件的最大工作壓力來決定

p泵≥k壓×p缸

式中：P泵

—液壓泵所需要提供的壓力，Pak壓—系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，取1.3~1.5P缸

—液壓缸中所需的最大工作壓力，Pa2.5.1液壓泵大小的選用液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量q泵≥K流×q缸式中：q泵—液壓泵所需輸出的流量，m3/minK流—系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取1.1~1.3q缸一液壓缸所需提供的最大流量，m3/min多缸同時動作，q缸為同時動作所有液壓缸最大流量和。注意：實際選用泵的額定壓力約為所求p泵值的1.25；泵的額定流量略大于或等于所求出的q泵值即可。

驅(qū)動液壓泵所需的電動機功率：

（KW）式中：PM－電動機所需的功率，kwp泵－泵所需的最大工作壓力，Pa,q泵－泵所需輸出的最大流量，m3/min

η－泵的總效率。各種泵的總效率為：齒輪泵0.6~0.7

葉片泵0.6~0.75

柱塞泵0.8~0.85。2.5.2電動機參數(shù)的選擇1.已知某液壓系統(tǒng)如圖所示，工作時，活塞上外載荷為F=9720N，活塞有效工作面積A＝0.008m2，活塞運動速度v=0.04m/s。問應(yīng)選擇額定壓力和額定流量為多少的液壓泵？驅(qū)動它的電機功率應(yīng)為多少?習題2.有液壓系統(tǒng)，巳知F=30000N，A=0.01m2，空載時的快速前進速度為0.05m/s，負載工作時前進速度為0.025m/s，選取k壓＝1.5，k流＝1.3，η

＝0.75。試從下列已知泵中選擇一臺合適的泵，并計算其電動機功率。已知泵如下：

YB-32，q額＝32L/min，p額＝63MPaYB-40，q額＝40L/min，p額＝63MPaYB-50，q額＝50L/min，p額＝63MPa習題3.已知某液壓泵的轉(zhuǎn)速為950r/min，排量為VP=168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測得的實際流量為150L/min，額定工況下的總效率為0.87，求：（1）液壓泵的理論流量qt；（2）液壓泵的容積效率ηv；