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1、1,1、单柱塞泵工作原理,液压泵是把机械能转换为液压能的能量转换元件。,第三章、 液压动力元件,容积式液压元件,3-1、液压泵概述,2,容积式液压元件正常工作的条件（工作要素） ：,1）能够形成可以周期性变化的 密闭容积,2）具有相应的配油机构,3）要满足一定的吸、排油条件,3-1、液压泵概述,3,1、齿轮泵的结构及工作原理,第二节、 齿轮泵,1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体 8-前泵盖 9-螺钉10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔 15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销,4,图为外啮合齿轮泵实物结构,第二节、 齿轮泵,1、齿
2、轮泵的结构及工作原理,5,第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,6,（2）排量V （ Displacement ),第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,泵轴转一转，由其密封容腔几 何尺寸变化所算得的排出液体的体积。,假设齿间槽的容积等于轮齿的体积，则当齿数为z、节圆直径为D、齿高为h、模数为m、齿宽为B时，泵的排量为：,7,（3）流量 q (Flow rate),第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,是指泵在单位时间内由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出的液体体积。,理论流量qt ,8,（4）流量脉动 (Delivery fluctuation),流量脉动率:,齿轮泵工作时，在压油腔
3、轮齿逐渐啮合，使工作空间的容积逐渐减小，将齿间的工作液挤出而向管路输出压力油。但是，齿轮运转时，轮齿的不同啮合点工作空间容积的变化率是不一样的，故在每一瞬间所压出的工作液的多少也不相同，这就是齿轮泵瞬时输出流量和压力有脉动的主要原因。可见，要详细而严密地计算齿轮泵的输出流量是比较复杂的。,第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,9,（5）功率 P (Power),第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,是指作用在液压泵主轴上的机械功率。,输入功率Pi ,10,（6）效率 (Efficiency),第二节、 齿轮泵,2、齿轮泵的重要参数,液压泵理论上需要的扭矩Mt 与实际输入的扭矩 M 的比值。
4、,机械效率 m ,总效率,11,（1）困油现象,第二节、 齿轮泵,3、外啮合齿轮泵的存在的问题及解决措施,产生原因齿轮啮合的重叠系数大于1,解决措施开卸荷槽,危害性 ,（1）受挤油液,强行从一切可能泄漏的缝隙中挤出,造成功率损失,使油液发热；,（2）使系统压力急剧上升, 轴承上突然受到很大的冲击载荷,使泵产生振动和噪音；,（3）使系统的瞬时流量脉动性加大。,12,（2）径向不平衡力,第二节、 齿轮泵,3、外啮合齿轮泵的存在的问题及解决措施,解决措施,产生原因 ,（1）液压压力产生径向力；,（2）齿轮啮合传递扭矩时产生径力；,（3）困油现象产生的径向力。,13,（3）泄漏,第二节、 齿轮泵,3、
5、外啮合齿轮泵的存在的问题及解决措施,（1） 径向泄漏通过齿轮外圆与泵体配合处径向间隙的泄漏。0.13-0.16mm，泄漏量占15-20。,外啮合齿轮泵主要存在三种泄漏途径：,（2） 啮合线泄漏由于有齿向误差，通过两个齿轮的啮合线处的泄漏。占4-5。,（3） 轴向泄漏通过齿轮外圆与泵体配合处径向间隙的泄漏。0.13-0.16mm，泄漏量占80。,解决措施：提高加工精度，减小间隙， 采用特殊结构,14,第二节、 齿轮泵,4、齿轮泵的特点,结构简单、价格低廉、工作可靠、对油液污染不敏感、吸性好；,自吸性：在额定转速下，液压泵从低于其以下的开式油箱中自行吸油的能力。用吸油高度来表示（一般h = 0.5
6、 m）,优点：,（1）噪音大、流量脉动性大； （2）效率低、漏油现象严重； （3）存在径向不平衡力问题。,缺点：,一般用在低压系统中或作为辅助液压泵供油。,15,第二节、 齿轮泵,5、提高齿轮泵压力的方法,1浮动轴套式,2浮动侧板式,3挠性侧板式,16,第二节、 齿轮泵,6、内啮合齿轮泵,（2）工作原理,（1）种类： 渐开线齿轮泵 摆线转子泵,（3）优点： 结构紧凑 压力脉动小 传动平稳噪声小 容积效率高 自吸能力强 缺点：齿形复杂，加工精度要求高,17,第二节、 齿轮泵,6、内啮合齿轮泵,18,19,20,1、单作用叶片泵的结构及工作原理,第三节、 叶片泵,（1）结构：主要零部件有定子、转子
7、、叶片、配油盘和端盖,叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两类,（2）工作原理 转子转一转，只完成一次吸排油动作，所以叫单作用叶片泵；转子受力不平衡，所以又叫非平衡式泵。,21,2、单作用叶片泵的排量为：,第三节、 叶片泵,3、单作用叶片泵的实际流量为：,22,4、单作用叶片泵的特点：,第三节、 叶片泵,（1）改变偏心距 e 可改变排量及流量，可以做成变量泵；偏心反向，吸排油口换向，可以做成双向泵； （2）叶片底部与吸排油腔相通； （3）转子受不平衡径向液压作用力。,23,1、双作用叶片泵的结构及工作原理,第三节、 叶片泵,（1）结构：主要零部件有定子、转子、叶片、配油盘和端盖,（2）工作原理
8、 转子转一转，完成两次吸排油动作，所以叫双作用叶片泵；转子受力平衡，所以又叫平衡式泵。,24,25,(2) 工作原理 泵轴转一转，每个 密封工作腔完成两次 吸排油动作，所以被称 为双作用叶片泵； 因为转子受力平衡， 所以又称为平衡式叶片 泵。,26,（3）双作用叶片泵的排量为：,（4）双作用叶片泵的 实际流量为：,27,3、限压式变量叶片泵 （1）结构 压力调节螺钉、泵体 、转子、定子、传动轴 、反馈柱塞、最大流 量调节螺钉、配流盘等,28,（2）工作原理,（3）应用 可实现低压大流量， 高压小流量的工况， 并有自我保护功能。 缺点是：结构复杂 泄漏量大，轴上受 不平衡力作用。,29,三、柱塞
9、泵 分为轴向柱塞泵和 径向柱塞泵两类。,1、轴向柱塞泵 (1) 结构： 包括轴、配流盘、 缸体、柱塞、滑靴、 斜盘等。,30,（2）工作原理,缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸排 油动作。改变斜盘倾角，可改变柱塞的行程，因而改变泵 的排量。,31,（2）柱塞泵的排量,（3）实际流量：,32,（4）斜轴式柱塞泵,33,34,35,（6）柱塞泵的变量控制机构,（5）柱塞泵的滑靴结构,36,2、径向柱塞泵 (1) 结构： 包括定子、转子、 配油轴、柱塞、衬套等,37,四、液压马达 包括齿轮式、叶片式、柱塞式等 1、轴向柱塞式液压马达,2、主要参数 （1）理论转矩,（2）实际转矩,（3）马达转速,38,39,练习题: 某泵排量 , 总泄漏量 , ，泵以1450r/min的转速转动， 分别计算 p=0、2.5、5和10MPa时泵的实际流量和 容积效率。 如果泵的摩擦损失转矩为2 Nm，且与压力无关，试 计算上述各压力下的总效率。当用电机带动时，电机 功率应多大？,40,直轴式轴向柱塞泵斜盘倾角，柱塞直径 d = 22mm, 柱塞分布圆直径 D0 = 68mm, 柱塞数 Z = 7,机械效率m = 0.90,容积效率v = 0.97,泵转速 n = 1450r/min,输出压力pa= 28MPa。 试计算 （1）平均理论流量； （2）实际输出的平均流量； （3）泵的输入功率。,