液壓動(dòng)力元件左建明主編第

1、第2章 液壓動(dòng)力元件,2.1 液壓泵概述 2.2 齒輪泵 2.3 葉片泵 2.4 柱塞泵 2.5 液壓泵的噪聲 2.6 液壓泵的選用,2.1 液壓泵概述,一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)中包含有多種液壓元件，如動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件等。 本章介紹液壓動(dòng)力元件，即液壓泵。 液壓泵將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)）輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成工作液體的壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。 電動(dòng)機(jī)用于固定設(shè)備，如機(jī)床、油壓機(jī)等。 內(nèi)燃機(jī)用于移動(dòng)設(shè)備，如液壓鏟車(chē)、叉車(chē)等工程機(jī)械。,1、液壓泵的工作原理 液壓泵都是依靠周期性變化的密封容積和配流裝置 來(lái)進(jìn)行工作的，故一般稱(chēng)為容積式液壓泵。 主要形式有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 如

2、圖是單柱塞液壓泵的工作原理圖。 柱塞裝在缸體中形成密封工作容積 。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在凸輪和彈簧的作用下，柱塞便在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 柱塞右移時(shí)，缸體中密封工作容積變大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開(kāi)單向閥 （吸油閥）進(jìn)入缸體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)吸油。 柱塞左移時(shí)，缸體中密封工作容積變小，油液受擠壓，通過(guò)單向閥（壓油閥）輸送到系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)壓油。 當(dāng)偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油，從而不斷地向液壓系統(tǒng)供油。,2.1 液壓泵概述一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn),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)。 1）具有若干密封且又可以周期性變化的的空間 2）

3、油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力pa 為保證液壓泵正常吸油，油箱必須與大氣相通，或采用封閉的充壓油箱。 3）具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu) 將吸油腔和壓油腔隔開(kāi)，保證液壓泵有規(guī)律地連續(xù)吸排液體。 液壓泵的結(jié)構(gòu)原理不同，其配油機(jī)構(gòu)也不相同。 閥配油單柱塞泵 端面配油或盤(pán)式配油葉片泵、軸向柱塞泵 軸配油徑向柱塞泵 無(wú)齒輪泵,2.1 液壓泵概述一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn),1、壓力 工作壓力 液壓泵實(shí)際工作時(shí)的出口壓力。 工作壓力取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓損，而與流量無(wú)關(guān)。 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)所允許的最高壓力。 額定壓力取決于液壓泵零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性。 最高允許壓力 在超過(guò)

4、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。 最高允許壓力也取決于液壓泵零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性。,2.1 液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù),2、排量和流量 排量V 在不考慮泄漏的情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)一周，所排出油液的體積。 排量的大小由密封容積幾何尺寸的變化計(jì)算而得。 理論流量qt 在不考慮泄漏的情況下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)所排出油液的體積。 qtV.n,其中n為主軸轉(zhuǎn)速。 實(shí)際流量q 在具體實(shí)際工況下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)所排出油液的體積。 q=qt-q1，其中q1為泄露和壓損引起的流量。 額定流量qn 泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下輸出的實(shí)際流量。,2.1 液壓泵概述二、液

5、壓泵的主要性能參數(shù),3、功率 輸入功率Pi 驅(qū)動(dòng)液壓泵的機(jī)械功率，即液壓泵主軸轉(zhuǎn)矩Ti和主軸角速度的乘積。 Pi=Ti. 輸出功率P 液壓泵輸出的液壓功率，即泵的進(jìn)出口壓差p與泵的實(shí)際流量q的乘積。 P=p.q 在實(shí)際的計(jì)算中，若油箱通大氣，液壓泵吸、壓油口的壓力差p往往用液壓泵出口壓力p代替。,2.1 液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù),4、效率 容積效率V 用來(lái)表征液壓泵的容積損失，即由液壓泵內(nèi)部泄漏造成的流量損失。 V=q/qt，其中q為液壓泵的實(shí)際流量，qt為理論流量。 泄漏量q=klp。這是因?yàn)橐簤罕霉ぷ鳂?gòu)件之間的間隙很小，泄漏液體的流動(dòng)狀態(tài)可以看作是層流，即泄漏量與泵的工作壓力p成

6、正比，kl是液壓泵的泄漏系數(shù)。 機(jī)械效率m 用來(lái)表征液壓泵的機(jī)械損失，即由液壓泵內(nèi)流體的粘性和機(jī)械摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。 m=Tt/Ti，其中Tt為液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩，Ti為主軸實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩。 總效率 即液壓泵的輸出功率與輸入功率之比，=P/Pi。 Pi=P.q/ =P.q/(Ti.)=(P.qt.V)/(Tt./m)=V.m,2.1 液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù),齒輪泵的分類(lèi)： 按結(jié)構(gòu)不同，可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。 以外嚙合齒輪泵應(yīng)用最廣。 按齒形不同，可分為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪泵和擺線(xiàn)齒輪泵。 以漸開(kāi)線(xiàn)齒輪泵應(yīng)用最多。,2.2 齒輪泵,1、工作原理 外嚙合齒輪泵由前、后端蓋和殼體組成。

7、殼體內(nèi)裝有一對(duì)共軛嚙合齒輪。 齒輪端面與端蓋之間、齒輪齒頂與殼體內(nèi)表面之間 都有間隙，但間隙很小。 殼體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽之間形成了許多 密封容積。 當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)， 在泵體右側(cè)，輪齒逐漸脫離嚙合，右側(cè)密封工作容積逐漸增大，形成局部真空，油液經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，將齒間槽充滿(mǎn)。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)齒間中的油液從右側(cè)被帶到了左側(cè)。 在泵體左側(cè)，輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，左側(cè)密封工作容積逐漸減小，齒間的油液從壓油口擠出，從壓油腔輸送到壓力管路中去。 齒輪泵不斷旋轉(zhuǎn)，吸壓油口就不斷吸油和壓油，從而不斷向液壓系統(tǒng)輸送油液。 在齒輪泵中，吸油腔和壓油腔由相互嚙合的輪齒和泵體分隔開(kāi)來(lái)，因此沒(méi)有單獨(dú)的配

8、油機(jī)構(gòu)。,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,排量，是液壓泵每轉(zhuǎn)一周所排出的油液體積。 即所有密封工作容積排出的油液體積總和， 這里近似等于兩個(gè)齒輪的輪齒齒間容積之和。 設(shè)齒間容積等于輪齒體積，則有 其中：D節(jié)圓直徑， h齒高 ， B齒寬， z齒數(shù)， m模數(shù) 由于齒間容積比輪齒的體積稍大，所以通常修正為,2、排量和流量計(jì)算,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,理論流量 其中： n泵的轉(zhuǎn)速 流量 其中：V 泵的容積效率 流量脈動(dòng)率 上述q是齒輪泵的平均流量，實(shí)際上，在齒輪嚙合過(guò)程齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)變化的。 設(shè)qmax和qmin分別表示齒輪泵的最大、最小瞬時(shí)流量，則流量

9、脈動(dòng)率為,2、排量和流量計(jì)算,3、結(jié)構(gòu)中存在的三大問(wèn)題 1）泄露 指液壓泵的內(nèi)部泄漏，即一部分液壓油從壓油腔流回吸油腔，沒(méi)有輸送到系統(tǒng)中去。泄漏降低了液壓泵的容積效率。 外嚙合齒輪泵的泄漏存在著三個(gè)可能產(chǎn)生泄漏的部位： 齒輪端面和端蓋間 軸向間隙 齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間徑向間隙 兩個(gè)齒輪的輪面嚙合處齒側(cè)間隙 其中對(duì)泄漏影響最大的是齒輪端面和端蓋間的軸向間隙，這部分泄漏量約占總泄漏量的75% 80%，因?yàn)檫@里泄漏途徑短，泄漏面積大。 軸向間隙過(guò)大，泄漏量多，會(huì)使泵的容積效率降低；但間隙過(guò)小，齒輪端面和端蓋間的機(jī)械摩擦損失增加，會(huì)使泵的機(jī)械效率降低。因此設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須嚴(yán)格控制泵的軸向間隙。,2.2

10、 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,3、結(jié)構(gòu)中存在的三大問(wèn)題 2）困油 為了使齒輪平穩(wěn)地嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)，必須滿(mǎn)足重疊系數(shù)1,即在一對(duì)輪齒即將脫離嚙合之前，后面的一對(duì)輪齒就要開(kāi)始嚙合。 就在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的這一小段時(shí)間內(nèi)，留在齒間的油液困在兩對(duì)輪齒和前后端蓋所形成的密封容腔中。,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,3、結(jié)構(gòu)中存在的三大問(wèn)題 2）困油 困油現(xiàn)象 隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，這個(gè)密封容腔 逐漸減小，直到兩個(gè)嚙合點(diǎn)A、B 處于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)位置，此時(shí) 密封容腔減到最小，隨后密封容 腔又逐漸增大。 密封容腔減小時(shí)，會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓（用液體顏色變深表示高壓特點(diǎn)），并從縫隙中強(qiáng)行擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，同時(shí)也使軸承

11、受到很大的不平衡徑向力。 封閉容腔增大時(shí)，會(huì)造成局部真空（ 用液體顏色變淺表示低壓特點(diǎn) ），使油液中溶解的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生空穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。 困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，影響泵的工作平穩(wěn)性，縮短泵的使用壽命。,2.2 齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵,3、結(jié)構(gòu)中存在的三大問(wèn)題 2）困油 消除困油現(xiàn)象的措施 在齒輪泵的兩側(cè)端蓋上開(kāi)一對(duì)矩形卸荷槽。 開(kāi)卸荷槽的作用： 當(dāng)封閉容腔減小時(shí)，使卸荷槽與壓油腔相通，將封閉容腔中的高壓油排到壓油腔； 當(dāng)封閉容腔增大時(shí)，使卸荷槽與吸油腔相通，將吸油腔的油補(bǔ)入封閉容腔，從而避免產(chǎn)生局部真空。 開(kāi)卸荷槽的原則： 必須保證在任何時(shí)候都不能使吸油腔和壓油腔通

12、過(guò)卸荷槽直接相通，否則將使泵的容積效率降低很多。 卸荷槽間距也不能過(guò)大，否則困油現(xiàn)象不能徹底消除。,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,3、結(jié)構(gòu)中存在的三大問(wèn)題 3）徑向不平衡力 在齒輪泵中，由于壓油腔和吸油腔之間存在著壓差， 液體壓力的合力作用在齒輪和軸上，是一種徑向不 平衡力。 徑向不平衡力的大小為： F=K.p.B.De 式中，K系數(shù)；主動(dòng)輪為0.75；從動(dòng)輪為0.85； p泵進(jìn)出口壓力差；De齒頂圓直徑。 當(dāng)泵的尺寸確定以后，油液壓力越高徑向不平衡力就越大。結(jié)果是加速軸承的磨損，增大內(nèi)部泄漏，甚至造成齒頂與殼體內(nèi)表面的摩擦。 減小徑向不平衡力的方法有： 縮小壓油腔 開(kāi)壓力平衡槽,2.2 齒

13、輪泵一、外嚙合齒輪泵,4、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 尺寸小，重量輕 價(jià)格低廉 工作可靠 自吸能力強(qiáng) 抗油液污染能力強(qiáng)，維護(hù)容易,2.2 齒輪泵一、外嚙合齒輪泵,缺點(diǎn) 承受徑向不平衡力，磨損嚴(yán)重 內(nèi)部泄漏大，工作壓力的提高受到限制 流量脈動(dòng)大 ，壓力脈動(dòng)和噪聲大 排量不能調(diào)節(jié),齒輪泵通常被用于工作環(huán)境比較惡劣的各種低壓、中壓系統(tǒng)中。,4、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 尺寸小，重量輕 價(jià)格低廉 工作可靠 自吸能力強(qiáng) 抗油液污染能力強(qiáng)，維護(hù)容易,缺點(diǎn) 承受徑向不平衡力，磨損嚴(yán)重 內(nèi)部泄漏大，工作壓力的提高受到限制 流量脈動(dòng)大 ，壓力脈動(dòng)和噪聲大 排量不能調(diào)節(jié),2.2 齒輪泵二、內(nèi)嚙合齒輪泵,

14、1、內(nèi)嚙合漸開(kāi)線(xiàn)齒輪泵 工作原理 小齒輪1和內(nèi)齒輪2相互嚙合，它們的嚙合線(xiàn)和 月牙板3將泵體內(nèi)的容腔分成吸油腔和壓油腔。 當(dāng)小齒輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖中上面的腔體是吸油腔，下面的腔體是壓油腔。 特點(diǎn) 流量脈動(dòng)率僅是外嚙合齒輪泵的5%10% 結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、效率高 但齒形復(fù)雜，需要專(zhuān)門(mén)的高精度加工設(shè)備 多被用在一些要求較高的系統(tǒng)中。,2.2 齒輪泵二、內(nèi)嚙合齒輪泵,2、內(nèi)嚙合擺線(xiàn)齒輪泵 工作原理 內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子只差一個(gè)齒，沒(méi)有月牙板。 在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸心線(xiàn)上有一偏心e。 內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動(dòng)輪。 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合點(diǎn)將吸、壓油腔分開(kāi)。 在嚙合過(guò)程中，上側(cè)密封容腔逐漸變大是 吸油腔，下側(cè)

15、密封容腔逐漸變小是壓油腔。 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 但流量脈動(dòng)比較大，嚙合處間隙泄漏大。 通常在工作壓力為2.57MPa的液壓系統(tǒng)中作為潤(rùn)滑、補(bǔ)油等輔助泵使用。,2.3 葉片泵,容積式葉片泵的主要形式有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 葉片泵按結(jié)構(gòu)可分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。 單作用葉片泵，是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，密封工作容積完成一次吸油和一次壓油； 雙作用葉片泵，是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，密封工作容積完成兩次吸油和兩次壓油。,2.3 葉片泵一、單作用葉片泵,1、結(jié)構(gòu) 單作用葉片泵主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、端蓋和配油盤(pán)組成。,定子和轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面都是圓柱形，但定子與轉(zhuǎn)子之間存在偏心距e。 轉(zhuǎn)子上面開(kāi)有

16、葉片槽，葉片可在槽內(nèi)滑動(dòng)（外伸或縮回）。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力作用，葉片頂部始終緊靠定子內(nèi)壁，這樣在定子內(nèi)壁、轉(zhuǎn)子外壁、葉片和兩側(cè)配油盤(pán)之間就形成了若干個(gè)密封的工作容積。,2.3 葉片泵一、單作用葉片泵,2、工作原理 配油方式為盤(pán)式配油，也稱(chēng)端面配油。 配油盤(pán)上開(kāi)有兩個(gè)腰圓形的窗口， 即一個(gè)吸油窗口和一個(gè)壓油窗口。 在吸油窗口和壓油窗口之間有一段封油區(qū)， 用于把吸油腔和壓油腔隔開(kāi)。 配油盤(pán)裝在前端蓋或后端蓋內(nèi)側(cè)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)， 在泵的左半部，葉片逐漸外伸，葉片間的工作容積逐漸增大，從吸油口吸油； 在泵的右半部，葉片被定子內(nèi)壁壓進(jìn)槽內(nèi)，葉片間的工作容積逐漸減小，從壓油口排油

17、。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作容積完成一次吸油和一次壓油。 轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。,3、排量和流量計(jì)算 排量，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，所有密封工作容積排出的油液體積總和V。 設(shè)定子直徑為D，寬度為B，兩葉片間夾角為，葉片數(shù)為z，定子與轉(zhuǎn)子的偏心量為e ，泵轉(zhuǎn)速為n，容積效率為V。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，某一密封工作容積排出的油液體積，即為兩相鄰葉片間的密封容積的變化量(V1 - V2)。若把AB和CD看作是以O(shè)1為中心的圓弧，且不考慮葉片厚度，則,2.3 葉片泵一、單作用葉片泵,單作用葉片泵排量和流量計(jì)算簡(jiǎn)圖,因此排量 理論流量 流量,4、特點(diǎn) 變量泵 改變定子與轉(zhuǎn)子偏心距的大小，就改變了泵的排

18、量。 改變定子與轉(zhuǎn)子偏心距的方向，就改變了泵的吸、壓油口。 當(dāng)偏心e=0時(shí)，密封工作容積大小不能變化，也就不具備液壓泵的工作條件了。 非卸荷泵 單作用式葉片泵的轉(zhuǎn)子承受不平衡的徑向液壓力。 不宜用于高壓，主要用于中、低壓。 葉片數(shù)為奇數(shù)，一般為13或15片。 單作用葉片泵的流量是有脈動(dòng)的。 泵內(nèi)葉片數(shù)越多，流量脈動(dòng)率越小。 葉片數(shù)為奇數(shù)比葉片數(shù)為偶數(shù)時(shí)泵的脈動(dòng)率小。 為了使葉片運(yùn)動(dòng)自如、減小磨損，葉片槽通常向后傾斜2030 。 通過(guò)特殊的溝槽使得壓油腔一側(cè)的葉片底部和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底部和吸油腔相通。這樣葉片僅受離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上。,2.3 葉片泵一、單作用葉片泵,2.3

19、 葉片泵二、雙作用葉片泵,1、結(jié)構(gòu) 雙作用葉片泵主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、端蓋和配油盤(pán)組成。,定子與轉(zhuǎn)子中心重合，即不存在偏心。 定子的內(nèi)表面輪廓曲線(xiàn)由八段圓弧組成：兩段大半徑圓弧、兩端小半徑圓弧和四段過(guò)渡曲線(xiàn)。 理想的過(guò)渡曲線(xiàn)應(yīng)保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和加速度的變化均勻，使葉片對(duì)定子內(nèi)表面的沖擊盡可能小。 對(duì)于過(guò)渡曲線(xiàn)，國(guó)產(chǎn)泵采用阿基米德螺旋線(xiàn)，在較為新式的泵中通常采用等加速-等減速曲線(xiàn)，在國(guó)外有些葉片泵還采用高次曲線(xiàn)。,2、工作原理 密封的工作容積 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和根部壓力油 的作用下，在葉片槽內(nèi)向外移動(dòng)而緊靠定子 內(nèi)壁，這樣在相鄰葉片之間就

20、形成了若干個(gè) 密封的工作容積。 當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)， 在泵的第一、三象限，葉片從小半徑圓弧經(jīng)過(guò)渡曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到大半徑圓弧， 葉片逐漸外伸，葉片間的工作容積逐漸增大，從吸油口吸油； 在泵的第二、四象限，葉片從大半徑圓弧經(jīng)過(guò)渡曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到小半徑圓弧， 葉片逐漸回縮，葉片間的工作容積逐漸減小，從壓油口排油。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作容積完成兩次吸油和兩次壓油。 轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。,2.3 葉片泵二、雙作用葉片泵,配油方式為盤(pán)式配油，也稱(chēng)端面配油。 配油盤(pán)上開(kāi)有兩個(gè)吸油窗口和兩個(gè)壓油窗口。 窗口之間是封油區(qū)，用于把吸油腔和壓油腔隔開(kāi)。 封油區(qū)中心角應(yīng)大于等于兩葉片間夾角 ， 否則

21、會(huì)使吸油腔和壓油腔連通，造成泄露。 配油盤(pán)裝在前端蓋或后端蓋內(nèi)側(cè)。 眉毛槽 是開(kāi)在配油盤(pán)的壓油窗口上的一個(gè)三角槽，用來(lái)減小泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)。 封油區(qū)中兩相鄰葉片之間的油液其壓力基本與吸油區(qū)壓力相同，當(dāng)這部分液體從 封油區(qū)到達(dá)壓油窗口時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)低壓區(qū)域突然和一個(gè)高壓區(qū)域接通，這勢(shì)必 造成壓油腔中的油液倒流進(jìn)來(lái)，引起泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)。 在配油盤(pán)上葉片從封油區(qū)進(jìn)入壓油窗口的一邊開(kāi)三角槽，可使那塊低壓液體逐漸 進(jìn)入壓油窗口,壓力逐漸上升，從而緩解了流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)，降低了噪聲。,2.3 葉片泵二、雙作用葉片泵,3、排量和流量計(jì)算 排量，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，所有密封工作容積排出的油液體積總

22、和V。 設(shè)定子大圓弧半徑為R，小圓弧半徑為r，寬度為B，兩葉片間夾角為，葉片數(shù)為z，泵轉(zhuǎn)速為n，容積效率為V。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)密封工作容積完成兩次吸油和壓油。 若不考慮葉片厚度和葉片傾角，則排量 設(shè)葉片厚度為b，葉片傾角為，則排量 理論流量 流量,2.3 葉片泵二、雙作用葉片泵,雙作用葉片泵排量和流量計(jì)算簡(jiǎn)圖,4、提高雙作用葉片泵的壓力的措施 由于雙作用葉片泵的葉片底部通壓力油，就使得處于吸油區(qū)的葉片頂部和底部的液壓作用力不平衡，葉片頂部以很大的壓緊力抵在定子吸油區(qū)的內(nèi)表面上，使磨損加劇，影響葉片泵的使用壽命。尤其是工作壓力較高時(shí)，磨損更嚴(yán)重。因此吸油區(qū)葉片兩端壓力不平衡，限制了雙作用葉

23、片泵工作壓力的提高。 減小葉片壓向定子作用力的常用措施：圖2-16，2-17 減小作用在葉片底部的油液壓力 將泵的壓油腔的油液通過(guò)阻尼槽或內(nèi)裝式小減壓閥通到吸油區(qū)的葉片底部，使葉片通過(guò)吸油腔時(shí)，葉片壓向定子內(nèi)表面的作用力不致過(guò)大。 減小葉片底部承受壓力油作用的面積 使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡,2.3 葉片泵二、雙作用葉片泵,5、特點(diǎn) 葉片數(shù)為4的整數(shù)倍，一般為12或16片。 由于葉片有厚度，尤其是葉片底部和壓油腔相通，使得雙作用葉片泵的流量存在微小的脈動(dòng)。 當(dāng)葉片數(shù)是4的整數(shù)倍時(shí)流量脈動(dòng)最小。 葉片槽通常向前傾斜1014 。 葉片底部都通向壓油腔。 定量泵 定子和轉(zhuǎn)子之間無(wú)偏心。 卸荷泵

24、 由于有兩個(gè)吸油腔和兩個(gè)壓油腔，并且對(duì)稱(chēng)布置，葉片數(shù)是偶數(shù)，所以作用在轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力完全平衡。 壓力脈動(dòng)和噪聲很小，宜用于高壓。,2.3 葉片泵二、雙作用葉片泵,2.3 葉片泵三、雙級(jí)葉片泵和雙聯(lián)葉片泵,1、雙級(jí)葉片泵 由兩個(gè)相同的單級(jí)葉片泵裝在一個(gè)泵體內(nèi)在油路上串聯(lián)而成。 兩個(gè)單級(jí)葉片泵的轉(zhuǎn)子由同一傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并首尾相接。 第一級(jí)泵經(jīng)油管從油箱吸油，輸出的油液送入第二級(jí)泵的吸油口， 第二級(jí)泵的輸出油液經(jīng)管路送往工作系統(tǒng)。 設(shè)第一級(jí)泵輸出壓力為p1，第二級(jí)泵輸出壓力為p2， 正常工作時(shí)p2=2p1。,1、雙級(jí)葉片泵 由于兩個(gè)泵的定子內(nèi)壁曲線(xiàn)和寬度不可能 做得完全一樣，故V1V2。 若V

25、1V2 ，則第一級(jí)泵過(guò)載； 若V1V2 ，則第二級(jí)泵吸不足。 為了平衡兩個(gè)泵的載荷，在泵體內(nèi)設(shè)有載荷平衡閥。 第一級(jí)泵的出油口經(jīng)管路1通到平衡閥的大滑閥端面； 第二級(jí)泵的出油口經(jīng)管路2通到平衡閥的小滑閥端面； 兩滑閥的面積比A1/A2=2。 當(dāng)V1V2，p1A1p2A2，平衡閥左移，閥口2打開(kāi)，部分油液流回第二級(jí)泵的進(jìn)油口。 當(dāng)V1V2，p1A1p2A2，平衡閥右移，閥口1打開(kāi)，多余油液流回第一級(jí)泵的進(jìn)油口。 當(dāng)V1V2 ，平衡閥兩邊的閥口1、2都關(guān)閉。,2.3 葉片泵三、雙級(jí)葉片泵和雙聯(lián)葉片泵,2.3 葉片泵三、雙級(jí)葉片泵和雙聯(lián)葉片泵,2、雙聯(lián)葉片泵 由兩個(gè)單級(jí)葉片泵裝在一個(gè)泵體內(nèi)在油路上并

26、聯(lián)而成。 兩個(gè)葉片泵的轉(zhuǎn)子由同一傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，各有獨(dú)立的出油口。 它常用于有快進(jìn)和工進(jìn)要求的機(jī)械加工專(zhuān)用機(jī)床中。 這時(shí)雙聯(lián)泵由一小流量泵和一大流量泵組成。 當(dāng)快進(jìn)時(shí)，兩個(gè)泵同時(shí)供油（低壓大流量）； 當(dāng)工進(jìn)時(shí)，由小流量泵供油（高壓小流量），同時(shí)油路系統(tǒng)使大流量泵卸荷。,2.3 葉片泵四、限壓式變量葉片泵,1、工作原理 限壓式變量葉片泵能借助輸出壓力的大小自動(dòng)改變偏心距e，從而改變輸出流量。 當(dāng)p低于某一調(diào)定的限定壓力時(shí)，泵的輸出流量最大；當(dāng)p高于限定壓力時(shí)，隨著壓力的升高，泵的輸出流量線(xiàn)性減小。,2.3 葉片泵四、限壓式變量葉片泵,2、特性曲線(xiàn) 限壓式變量葉片泵屬于單作用葉片泵，由定子、轉(zhuǎn)子、

27、葉片、配油盤(pán)、調(diào)壓彈簧、調(diào)壓螺釘、調(diào)節(jié)流量螺釘、柱塞、柱塞缸和平面滾針軸承等組成。泵的出口經(jīng)通道和柱塞缸相通。在泵未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，定子在調(diào)壓彈簧作用下，緊靠柱塞。這時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心e為最大偏心e0，e0可通過(guò)調(diào)節(jié)流量螺釘改變。調(diào)壓彈簧的壓縮量為預(yù)壓縮量x0， x0可通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘改變。 設(shè)泵的出口壓力為p，輸出流量為q，柱塞面積為A，泵開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后， 當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，pAksx0，定子緊靠柱塞，此時(shí)ee0，q最大。 當(dāng)負(fù)載 ，則p隨之。當(dāng)滿(mǎn)足pAksx0時(shí)，記此時(shí)p為pB。pB為泵的限定壓力，即泵處于 最大流量時(shí)所能達(dá)到的最高壓力。 當(dāng)負(fù)載繼續(xù) ，ppB，pAksx0，則定子向上移動(dòng)，e，故q

28、。設(shè)定子向上移動(dòng)x，則 彈簧的附加壓縮量為x，此時(shí)pAks(x0 x)，故ee0 xe0(ppB)A/ks 。 當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子同心時(shí)，輸出流量為0，系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值。此時(shí)xe0 ，pks(x0e0)/A，記此時(shí)p為pC。pC為泵的截止壓力，即泵所能達(dá)到的最高輸出壓力。,2.3 葉片泵四、限壓式變量葉片泵,3、應(yīng)用場(chǎng)合 限壓式葉片泵常用于要求執(zhí)行元件有快慢速和保壓階段的中壓系統(tǒng)中，有利于節(jié)能和簡(jiǎn)化回路。 快速行程需要大流量，負(fù)載低，正好使用特性曲線(xiàn)的AB段； 工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載升高，需要流量減小，正好使用BC段。,2.4 柱塞泵,1、工作原理 柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成密封工作容積的周期性變化來(lái)實(shí)現(xiàn)

29、吸、壓油。 2、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 工作壓力高 容積效率高 構(gòu)成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加工 方便，容易得到較高的配合精度，密封性能好。 易于實(shí)現(xiàn)變量 通過(guò)改變柱塞的工作行程 流量范圍大,缺點(diǎn) 自吸能力差 對(duì)油污染敏感 價(jià)格較昂貴,2.4 柱塞泵,3、應(yīng)用場(chǎng)合 廣泛用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，諸如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山機(jī)械和船舶機(jī)械中。 4、分類(lèi) 按柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向不同， 柱塞泵可分為： 徑向柱塞泵 柱塞軸線(xiàn)與傳動(dòng)軸軸線(xiàn)垂直 柱塞徑向排列安裝在缸體的圓周上 軸向柱塞泵 柱塞軸線(xiàn)與傳動(dòng)軸軸線(xiàn)平行或傾斜 柱塞軸向排列安裝在缸體的圓周上,2.4 柱塞泵一、徑向柱塞泵

30、,1、工作原理 結(jié)構(gòu) 由柱塞 、轉(zhuǎn)子、襯套、定子和配油軸組成。 轉(zhuǎn)子內(nèi)孔壓有襯套，之間為過(guò)盈配合，襯套隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心e，配油軸固定不動(dòng)。 柱塞徑向排列在缸體圓周上的柱塞孔中，轉(zhuǎn)子（缸體）由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)連同柱塞一起 旋轉(zhuǎn)，柱塞靠離心力作用抵緊在定子內(nèi)壁，并在轉(zhuǎn)子的徑向孔內(nèi)運(yùn)動(dòng)，形成密封工 作容腔。 配油方式為軸配油 配油軸和襯套接觸的一段加工出上下兩個(gè)缺口，形成吸油口和壓油口，留下的部分 形成封油區(qū)。 從配油軸的一端往兩缺口部分各鉆兩個(gè)深孔，通向吸油口和壓油口。 油液從上半部的兩個(gè)孔流入，從下半部的兩個(gè)孔壓出。配油軸固定不動(dòng)。,2.4 柱塞泵一、徑向柱塞泵,當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示順時(shí)

31、針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)， 柱塞經(jīng)上半周時(shí)逐漸向外伸出，柱塞底部密封工作容積逐漸增大，經(jīng)襯套上的油孔 從配油軸上的吸油口吸油； 柱塞經(jīng)下半周時(shí)逐漸向內(nèi)縮回，柱塞底部密封工作容積逐漸減小，經(jīng)襯套上的油孔 從配油軸上的壓油口吸油； 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作容積完成一次吸油和一次壓油。 轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。 改變偏心e的大小和方向，就可以改變泵的輸出流量和泵的吸、壓油方向。 因此徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵。 由于徑向柱塞泵的徑向尺寸大，自吸能力差，配油軸受徑向不平衡液壓力 作用，易于磨損。這些原因限制了轉(zhuǎn)速和工作壓力的提高。,2.4 柱塞泵一、徑向柱塞泵,2、排量和流量計(jì)算 當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子

32、間的偏心距為e時(shí)，柱塞在缸孔內(nèi)的行程為2e。 若柱塞個(gè)數(shù)為z，直徑為d，泵的轉(zhuǎn)速為n，容積效率為v， 則泵的流量和排量分別為： 徑向柱塞泵的輸出流量是脈動(dòng)的。 理論與實(shí)驗(yàn)分析表明，柱塞個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)小。 徑向柱塞泵柱塞的個(gè)數(shù)通常是7個(gè)或9個(gè)。,2.4 柱塞泵二、軸向柱塞泵,1、工作原理 結(jié)構(gòu) 斜盤(pán)式軸向柱塞泵由柱塞 、缸體、配油盤(pán)和斜盤(pán)組成。 柱塞軸向排列在缸體圓周上的柱塞孔中，靠彈簧壓緊在斜盤(pán)上，斜盤(pán)法線(xiàn)和缸體軸 線(xiàn)傾斜一角度為。 當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤(pán)和配油盤(pán)是固定不動(dòng)的。柱塞一方面隨 缸體作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一方面在缸孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。柱塞底部的密封工作容腔通過(guò)配 油盤(pán)窗口

33、進(jìn)行吸油和壓油。 配油方式為盤(pán)式配油 吸油窗口和壓油窗口之間的封油區(qū)寬度應(yīng)稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度。 但不能相差太大，否則會(huì)發(fā)生困油現(xiàn)象。 在兩個(gè)配油窗口的兩端部各開(kāi)有三角形卸荷槽，以減緩流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)，從而 減少振動(dòng)和噪聲。,2.4 柱塞泵二、軸向柱塞泵,當(dāng)缸體按圖示順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)， 在2范圍內(nèi)，柱塞逐漸向外伸出，柱塞底部密封工作容積逐漸增大，通過(guò)配 油盤(pán)的吸油窗口吸油； 在2范圍內(nèi)，柱塞逐漸向內(nèi)縮回，柱塞底部密封工作容積逐漸減小，通過(guò)配 油盤(pán)的壓油窗口壓油。 缸體每旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作容積完成一次吸油和一次壓油。 轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。 改變傾角的大小和方向，就可以改變泵的輸出流量和泵的吸、壓油方向。 因此軸向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵。 軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小、慣性、容積效率高，目前最高壓力可 達(dá)到40MPa，但軸向尺寸較大、軸向作用力較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 一般用于壓力機(jī)、工程機(jī)械等高壓系統(tǒng)中。,2.4 柱塞泵二、軸向柱