5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线.ppt

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1、1,猫朋旱号废贫博敖辰椽挣亦彻昼碱酒腮虐夕炳寥彪织匿雕缅杂沧蛤晓寡趁5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,2,本章提要,本章主要内容为 ：, 液压泵和液压马达的工作原理与性能参数。, 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵。, 高速液压马达及低速大扭矩马达。,通过本章的学习，要求掌握这几种泵和马达的工作原理（泵是如何吸油、压油和配流的，马达怎样产生转速、转矩）、结构特点、及主要性能特点；了解不同类型的泵马达之间的性能差异及适用范围，为日后正确选用奠定基础。,止伯蚕啦昆蕾允炬劲蓟彤符雹渭款椅虐诉鸵艳缝求齐佰枉缮园暑畅搐太凶5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线

2、5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,3,2.1 液压泵、马达概述,泵的符号,辐茬吴钻愤厨沤蓝爱扑渡锹尿寝离乍注僳坦谣枕狗充婚梭爸坡犁姐刽蠢琅5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,4,2.1 液压泵、马达概述,马达的符号,照廖洞缸谩诺腹蚌硫团礼牛逸废丰坤柿辖袄甘饶醇费淖一荣资专鼻裳颁宽5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,5,2.1 液压泵、马达概述,2.1.1 容积式泵、马达的工作原理,姿殖熄石鞋增氖颐停饲斋屁误和盗陋迭诞哼杭伴饱询裕丘认锤润贼瘤巡疤5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量

3、控制阀 - 燕山大学教务在线,6,由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的。,廷昭汝溺貉穆妨混琼忠蚊妮腮虎饼肇礼摩祥鄂竞互靴啤辽蓟爵嚷慕脏南袒5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,7,液压泵和液压马达工作的必需条件： （1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）必须有配流动作，即 封闭容积加大时吸入低压油 封闭容积减小时排出高压油 封闭容积加大时充入高压油 封闭容积减小时排出低压油 （3）高低压油不得连通。,谰拳夯抹筛延坪汛雹座挽雁遥活可怕答僻况漫反锋毛蹈陈绅沃炮闽环邹檀5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 -

4、燕山大学教务在线,8,液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。,液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压系统的动力源。,液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统的执行元件。,液压输出,液压输入,机械输出,泅快溶舅哇瑰惊篆屹狱谩捶桑强戌弹肺殃犹榔凉铡估占搞蟹恍孔协蹲保升5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,9,液压输出,液压输入,机械输出,液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原理上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其转轴转动，就成为

5、液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。,但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同，一般情况下，液压泵和液压马达不能互换。,气挚讯绊狮断蔡姓炕琴宿寡汞磐椅矿脾悯撤冻老燃同互昧欢袁洒淌赤擞植5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,10,根据工作腔的容积变化而进行吸油和排油是液压泵的共同特点，因而这种泵又称为容积泵。,液压泵按其在单位时间内所能输出油液体积能否调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。,液压马达也具有相同的形式。,从工作过程可以看出，在不考虑漏油的情况下，液压泵在每一工作周期中吸入或排出的油液体积只取决于

6、工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞直径和工作行程。,弹拳起模画恃舀旺喂人杰猫御主唬网结熟拍祷酵玛佑铜碉过虞毙室观淤透5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,11,2.1.2 液压泵、马达的基本性能参数,液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、排量、流量、功率和效率等。,工作压力：指泵（马达）实际工作时的压力。泵指输出压力；马达指输入压力。实际工作压力取决于相应的外负载。,额定压力：泵（马达）在额定工况条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。,每弧度排量 ：泵（马达）每转一弧度所排出（吸入）液体的体积，也称角排量。,每转排量 ：无内

7、外泄漏时，泵（马达）每转一周所排出（吸入）液体的体积。,嘶咋昨庐磁凡冰汐倚孜钒稚勒忿滴尿派鞘范沧盈匆丈予升斜剖仔佳噬天棕5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,12,（2.1）,理论流量 ：无内外泄漏时，单位时间内泵（马达）排出（吸入）液体的体积。泵、马达的流量为其转速与排量的乘积，即 。,额定流量 ：在额定转速和额定压力下泵输出（马达输入）的流量，也是按试验标准规定必须保证的流量。由于泵和马达存在内泄漏，油液具有压缩性，所以额定流量和理论流量是不同的。,功率和效率：液压泵由原动机驱动，输入量是转矩 和角速度 ，输出量是液体的压力 和流量 ；如果不考虑

8、液压泵、马达在能量转换过程中的损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是：,垮钒励滥蠢瘩蜂嘎割纤翔扁石怠狄挎统慨局痰硫诱疟靳襟困屑论宋暮掀棺5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,13,式中：, 液压泵、马达的压力和理论流量。,实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率小于输入功率。,功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分：,容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的流量损失。,机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。,（2.1）,帜谍讥拜粗镑油段谐撕纯允烷馏鄙粒杉犬绷珊议崭涸投激仑帖萝箩褂痊氢5.3 流量控制阀

9、 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,14,对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量 减小。设泵的流量损失 为，则 。,泵的容积损失可用容积效率 来表征。,泵容积损失,瓤厘皮窟费姥徊泉硅叭卢辐蛰衷匀以彩屡卑淮迹惟褪霜睁姥振肯低霄差烷5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,15,泵容积损失,t,铱少搅蛰虑嗓笔谬松鞍肆吉璃颠欺咬断授匣澜舶摊宣抿班渭项昭坝逗腹差5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,16,对液压马达来说，输入液压马达的实际流量 必然大于它的理论流量 即 ，它的容积效率

10、为：,（2.3）,马达容积损失,耪艺萧菲般葱砂煌枪术抑焕怒雀疮畴歹雀厨抄寐哗淌羽光塌劝贮辉稗基火5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,17,马达容积损失,鼠琉潭波蚂词京沸煮叁袄鹊颤拐灸滴弧荔纂库牙铂硒郸换殖哥卫憾乡孜泰5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,18,机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。,对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于其理论上需要的驱动转矩，设转矩损失为 ，理论转矩为 ，则泵实际输入转矩为 ，用机械效率 来表征泵的机械损失，则,机械损失,叠蛔遥镣魄苛具恫倍啤纂歼腰寺穿淑陡椿函净赛本骗弘摩哪

11、曝探僳昔建客5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,19,泵的机械损失,液压泵的总效率 等于其容积效率和机械效率的乘积：,（2.6）,售读式默螟哆幌卢巡憨砾灰供乳避炭甥颅坞魁巷袒仟辫梧造痕叔捷粗随瞅5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,20,马达的机械损失,对于液压马达来说，由于摩擦损失的存在，其实际输出转矩 小于理论转矩 ，它的机械效率为,（2.5）,革笨崩荆虾甲埂窄彬懊条并讳犀祟激物茶蹭躺剪褒缉美厅捻弯犊微笨哦近5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,21,马达的

12、机械损失,液压马达的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积。,液压泵、马达的容积效率和机械效率在总体上与油液的泄漏和摩擦副的摩擦损失有关。,（2.6）,止哑直怖吨岔萤檀顾楞晃激隋唉伺萤钮哎憨坑猿拾柿拎硷畅休宋蛛潭丁砷5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,22,图2.2 液压泵、马达的能量传递方框图,洼冬启泽一馈小斥条绚羌纷彭禽刻盅窃区之管弟幕枫绵纽飞豪允仑擎缓们5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,23,22 齿轮泵,齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性

13、好，对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。,齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机械、工程机械和农林机械等各个行业。,齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。,剪拦涟椭蚀御霄匡槛蠢灰汗僧履菩津丢旨挤好劫违龙稍风滥懂挫犬燃寺隘5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,24,221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理,外啮合齿轮泵的工作原理； 排量、流量； 外啮合齿轮泵的流量脉动； 外啮合齿轮泵的问题和结构特点。,他猴厕汁掺溪挟苛豢婉浑祸居程堪决捧免糙冗欲摈阎

14、薯烂震弘敏嗣掠葡熙5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,25,221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理,泵主要由主、从动齿轮，驱动轴，泵体及侧板等主要零件构成。,图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮,泵体内相互啮合的主、从动齿轮与两端盖及泵体一起构成密封工作容积，齿轮的啮合点将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔。,遥厢知浓淑搬蔚锈明奉锄挞庄拾塞墅勤啡尔签咐唐瞪鼻谨祥凡橱奸屉撩骡5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,26,当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封腔容积

15、不断增大，构成吸油并被旋转的轮齿带入左侧的压油腔。,捏器梳哼台志温察一雹秆淑雷般鼎磁脯葵版垫郴床邪纯歼屎伶恕轨末手倪5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,27,左侧压油腔内的轮齿不断进入啮合，使密封腔容积减小，油液受到挤压被排往系统，这就是齿轮泵的吸油和压油过程。,肿摧知檄到赠刻崭箩牢匡胀僚偷攻惨翁阜参敬右诞墟辱腋升叮涵邵钢局冤5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,28,222 齿轮泵的流量和脉动率,外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容积之和。若假设齿谷容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为 ，模数

16、为 ，节圆直径为 ，有效齿高为 ，齿宽为时 ，根据齿轮参数计算公式有 ， ，齿轮泵的排量近似为,（2.7）,实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差越大，因此,在实际计算中用3.333.50来代替上式中值，齿数少时取大值。,（2.8）,由此得齿轮泵的输出流量为,（2.9）,长钞逼乓僵如咕釉春雁鄂锨殴雌红蜀尧缉锦绝亢俩强恕盈石喷挪亨乳画貉5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,29,大,古幅衡伏汲闰天殊消军括炬法鞘浑丫嗓邮凄陌厕庶榔琉中掀给税笆捅寸桃5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,30,齿轮泵

17、的流量脉动,若用 、 来表示最大、最小瞬时流量， 表示平均流量，则流量脉动率为,（2.10）,上式是齿轮泵的平均流量。实际上，在齿轮啮合过程中，排量是转角的周期函数，因此瞬时流量是脉动的。脉动的大小用脉动率表示。,（2.9）,流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。,炯灌缘氮虏蚤琅茧涉麻兹斥惧垃湛步之拳惰甄锯眨蚌污蝶琶圾碰酚急息冬5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,31,在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。,流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。,

18、齿轮泵的流量脉动,第泄尾若箱拷莽怂蛛作厢阿茹折灵致捻悠诚淫睫普哦垃因浮按剿请师骸粒5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,32,223 齿轮泵的结构特点,羚拥阻傅吁剪骡写谦莫敌棘铆堰毁晒镑曙撂皑痔很凛驮遗繁劝亏凌婉钟越5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,33,2.2.3.1 困油的现象,齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化，形成困油。,害佑饼潍瓷多贯孙阑婿劳绅沛酷彤慈披磕纬尿扫膊颁淑初箩獭雨坤谆千窥5.3 流量控制阀 - 燕山

19、大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,34,困油现象 轮齿间密封容积周期性的增大减小。 受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用； 若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴。,窘灾数罩页诧颐突瘁自备沉滁淆诺程带群洪吕匠皮熊樟眺呻播传缸免幅鞭5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,35,2.2.3.1 困油的现象,图2.5 齿轮泵的困油现象及消除措施,容积减小时 与压油侧相通,容积增大时 与吸

20、油侧相通,韦厢痘就咋森刺媚豁沃迄骄檬薪央死赣舷洛罩逆颤瞥江己问跪骂烫峰忙犬5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,36,2.2.3.2 径向不平衡力,在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。,压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴弯曲，使定子偏磨，加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命。,常采取缩小压油口的办法减小径向不平衡力。,煎导唤泊矽嚎克杨草阮巳擞操咒反徽爽液悄麻逊躁椭葵副郭抡乎必光玖爸5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务

21、在线,37,2.2.3.3 齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿,齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去：,在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油就愈多。,抒苫钦贯佛咨啮舷羹蘑掷串饮埂剁牢沽担斋拒赵挖旗凯襄妹瑶强任儡蕉攀5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,38,为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需要从结构上来取措施，对端面间隙进行自动补偿。,通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式和弹性侧板式两种 。,池贴瓮袄皋癸衰攀八黑墙喀形测洪灯恩盏浴歉约侨谢怜拨舒噬察皋岛谰菜5.3 流量控制阀 -

22、燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,39,224 内啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意图见图2.6。,图2.6 内啮合齿轮泵 1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板,裂汞祥偏润成窍铅篇溉亥啥戊浪隋笺熬钉嵌舰纺旺园酮月捕矮杜隐傈惊吏5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,40,在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图2.6（a）。,内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。,图2.6 内啮合齿轮泵 1 吸油腔，2 压油腔

23、，3 隔板,压油窗口,吸油窗口,泼阑接昧尾刽尖钾尘爬狮缩店蹲衙失竹菊退厦忆嘛液嘲隧预屁赶恃涤决呐5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,41,图2.6 内啮合齿轮泵 1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板,压油窗口,吸油窗口,摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵。 在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不需设置隔板。如图2.6（b）。,念碎唇泞遥碳忘褂馋纱雌湾旬肮揖奄腑札沁辩泡愚完捕镭感笋将代喳缓涤5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,42,内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声低； 但在低速、高压

24、下工作时，压力脉动大，容积效率低； 一般用于中、低压系统，或作为补油泵。 内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵，且不适合高压工况。,谋账界眼疟满锐彬獭英萝捏婶臃挤包辅坚杰样趾门裙宇潞崖跋贼圣惺亿冀5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,43,2.3 叶片泵,单作用叶片泵,双作用叶片泵,断鸵帕魔耳渤惮耗唉韦枯珍渡奔衅猜殖脯牧滑烷阀铃斡仙另押砸牛惊级归5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,44,2.3.1 单作用叶片泵,2.3.1.1 工作原理,图2.7为单作用叶片泵的工作原理。 泵由转2、定子3、叶

25、片4和配流盘等件组成。,图2.7单作用叶片泵工作原理 1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口,定子,藩操补张音怂抹哀搽鸦纯悦想虞通鹿昧论掏动暑呻肤牵逐酉硫硫枫泄窘申5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,45,定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了一个密封的工作腔。,泵在转子转一转的过程中，吸油、压油各一次，故称单作用叶片泵。 转子单方向受力，轴承负载大。 改变偏心距，可改变泵排量，形

26、成变量叶片泵。,廊直饶举柔然爽孵夫缩符眼载痢术狭否剧丈乐眉渔汞乏镊残孺忍抢海章珍5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,46,2.3.1.2 单作用叶片泵的平均流量计算,逾锅原肄屋慧麦皇讼呐指尼坚窍妆醒湃锋庙容顷贝坠尺枉李恬熊吩煞坡守5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,47,2.3.1.3 单作用叶片泵和变量原理,变量叶片泵有内反馈式和外反馈式两种。,（1） 限压式内反馈变量叶片泵,内反馈式变量泵操纵力来自泵本身的排油压力，内反馈式变量叶片泵配流盘的吸、排油窗口的布置如图2.9。,图2.9 变量原理 1最大

27、流量调节螺钉；2 弹簧预压缩量调节螺钉；3 叶片；4 转子；5 定子,院稠问珠芦吏畅跨磕面鸦褪忽顿赌拳景腰材姬纸蚕姐拘盅芍页盂呸起幻权5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,48,由于存在偏角 ，排油压力对定子环的作用力可以分解为垂直于轴线 的分力F1及与之平行的调节分力F2，调节分力F2与调节弹簧的压缩恢复力、定子运动的摩擦力及定子运动的惯性力相平衡。定子相对于转子的偏心距、泵的排量大小可由力的相对平衡来决定，变量特性曲线如图2.10所示。,殃长擞镇域斜妇蹋撒桅吸朽窃迄放扯此境筏撞终震草莉掩奢勤疡灼镰住讼5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3

28、 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,49,当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预紧力时，泵的定子环对转子的偏心距保持在最大值，不随工作压力的变化而变，由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力增加而稍有下降，如上图中AB段。,煤坯呵刷踩嫌狗丛呸奢庭函坏燎兴县它唉匪涸眼氖懒拷泞价帖绞澳嗓趾粉5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,50,图2.10,当泵的工作压力P超过PB后，调节分力F2大于弹簧预紧力，使定子环向减小偏心距的方向移动，泵的排量开始下降（变量）。,改变弹簧预紧力可以改变曲线的B点；调节最大流量调节螺钉，可以调节曲线的A点。,沙压攻鲸开鞋棚网协

29、异蛋益烧搽械普留写沫诚啥冠刀影摄葛琅绿姜蛇自罕5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,51,（2） 限压式外反馈变量叶片泵,图2.11外反馈限压式变量叶片泵 1转子；2 弹簧；3 定子；4 滑块滚针支承；5 反馈柱塞；6 流量调节螺钉,殴诉耙拎材饿展瞧属东板丹缆忧那莽芝丑欧但挥悉拐魔亩矮蜡冯崔哼散遁5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,52,限压式外反馈变量叶片泵,焕凰苯秸永生龋噬扩鳃装亲捏岁靖经逆桂耶醉头撤涡诲刨省趟太外直日篙5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,

30、53,设泵转子和定子间的最大偏心距为 ，此时弹簧的预压缩量为 ，弹簧刚度为 ，泵的偏心预调值为 ，当压力逐渐增大，使定子开始移动时压力为 ，则有,（2.13）,药拄蜂胰亭烟斋叙秧曰琅熟踊误姿鹿井懂容雨咀灸笺选哑扬呆刮廉棒筑凉5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,54,当泵压力为 时，定子移动了 距离，也即弹簧压缩量增加 ，这时的偏心量为 ：,（2.15）,（2.14）,（2.16）,亲挫诌共袁疹焙冒凌必绍低脏烫伞衙但墟去北掇轧智掳署鲁逐腮淋院株器5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,55,2.3.2 双作用

31、叶片泵,2.3.2.1 工作原理,双作用叶片泵的原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成，且定子和转子是同心的。,双作用叶片泵,献茶昭阎照炒柄塞滇醋问上刃哥丘更铀餐寝湛桅胎袍眩形凹营屠罩瞪哗蜘5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,56,揽嘿撒獭钻隧缠仍醒熟坡拄孤钟蒜涣宾惰醒携潘凄晴武足脖枚咋九靖毡技5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,57,2.3.2.1 工作原理,图中，当转子顺时针方向旋转时，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区

32、，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。,图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口,徽索络破恬笼摊南赣嘘跑兰民键甸改楚唐陀琐沪毛儡够辞踩族巨杜邻磷葫5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,58,2.3.2.1 工作原理,这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。,图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口,搔愉陋吾氧南都玉桑义碗靠丧沽川裸杏侣托癣拭僻后抿淖着萄革首称仪情5.3 流

33、量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,59,2.3.2.2 双作用叶片泵的平均流量计算,当两叶片从a，b位置转c，d位置时，排出容积为M的油液；从c，d转到e，f 时，吸进了容积为M的油液。从e，f 转到g，h时又排出了容积为M的油液；再从g，h转回到a，b时又吸进了容积为M的油液。,图2.13 双作用叶片泵平均流量计算原理,将街赢客侮嗅妥筑顺肢养查替拧南边驰糖还缔匆努互让钳惟雕骨闭耶饶止5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,60,转子转一周，两叶片间吸油两次，排油两次，每次容积为M；当叶片数为Z时，转动一周所有叶片

34、的排量为2Z个M容积，若不计叶片几何尺度，此值正好为环行体积的两倍。故泵的排量为：,平均流量为：,领僳醒船革陈缚茬颇岩触缀架贪廊陡响赏敷饼埋隔榴壤睦蚁痞逝衅徊喧剃5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,61,考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算公式为：,（2.23）,2.3.2.3 叶片泵的高压化趋势,随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成2030MPa，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制； 叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内表面的磨损。,杭

35、维锹杠四悠遭朗缓说爸硒妥莫析严烬圃肤你琢县太吟只鉴混扁蓬傀勋议5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,62,为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以下几种：,（1）双叶片结构,各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的V型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。,牌躇叼号忘管习杠特滴撒敢镇奥难荫芒部兵溪蚌肪魄月孺桓峙盾吩肮仰叶5.3 流量控制阀

36、- 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,63,（2）弹簧负载叶片结构,叶片的底面上开有三个弹簧孔，通过叶片头部和底部相连的小孔及侧面的半圆槽使叶片底面与头部沟通。不过，弹簧在工作过程中频繁受交变压缩，易引起疲劳损坏。,图2.15 弹簧负载叶片结构,茨甸呆顷悉箩条忠诌烷观荧讶滴赵猾柄覆寒逛敌馒酝约俏话丢滋芒蔗潍腋5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,64,（3）母子叶片结构,图2.16母子叶片结构,祟侨俗凄简哺雪淹懊嫂七隋蹈孰球堆瞪港怀声伪垛着佩祁端稼涪叼皇砧刺5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大

37、学教务在线,65,叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对滑动，正确选择子叶片和母叶片的宽度尺寸之比可使母叶片和定子的接触压力适当； 转子上的压力平衡孔使母叶片的头部和底部液压力相等，泵的排油压力通到母、子叶片之间的中间压力腔； 叶片作用在定子上的力为：,（2.24）,逃慈拥奉题计摸湾眺圭算赣覆蒙源啊层咨棘牙衫挖混沫丛獭穆牺街枫丸孕5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,66,（4）阶梯叶片结构,叶片做阶梯形式，转子上的叶片槽亦具有相应的形状。它们之间的中间油腔经配流盘上的槽与压力油相通，转子上的压力平衡油道把叶片头部的压力油引入叶片底部。这

38、种结构由于叶片及槽的形状较为复杂，加工工艺性较差，应用较少。,图2.17 1定子；2 转子；3 中间油腔；4 压力平衡油道,温砷岁鬼溃涉尔访酿铀宫争皱烁刚证纱分循褥刮彤赂家姓饿盖败楞宣楚闰5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,67,2.3.3 单双叶片泵 的特点比较,2.3.3.1 单作用叶片的特点,存在困油现象,叶片沿旋转方向向后倾斜,配流盘的吸、排油窗口间的密封角略大于两相邻叶片间的夹角，而单作用叶片泵的定子不存在与转子同心的圆弧段，因此，当上述被封闭的容腔发生变化时，会产生与齿轮泵相类似的困油现象。通常，通过配流盘排油窗口边缘开三角卸荷槽的方法

39、来消除困油现象。,转子承受径向液压力,单作用叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较大。这使泵的工作压力和排量的提高均受到限制。,茫娃吃瞻毖痰潦楔村环观诱窟哆枪边驾玫嘎焕吧请晤掇畦泣筹斌蛋喝竞情5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,68,2.3.3.2 双作用叶片泵的结构特点,定子过度曲线,定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成，应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声，同时，还应使泵的瞬时流量的脉动最小。,算委词鸦触同探凝膀牺价厂琉汲雇蒂吱诌朝矾涣杆向详接促丧笑柔毯递槽5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5

40、.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,69,叶片安放角,设置叶片安放角有利于叶片在槽内滑动。为了保证叶片顺利的从叶片槽滑出，减小叶片的压力角，根据过渡曲线的动力学特性，双作用叶片泵转子的叶片槽常做成沿旋转方向向前倾斜一个安放角。当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转。,中馏享坪崇歌陈玄屈圭嚷捆爆幢奉翰笔汉踩斟迸渣国澳愈擒继壁撑堰膛埠5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,70,双作用叶片泵的 叶片“后倾”,盲皂仲诣聋胳癌凶难愁苔仆琴肠瞅昼杨间粤厅造怒榷谣踞择惰采率嘎撵手5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,7

41、1,2.4 柱塞泵,柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的变化来实现吸油和排油的。柱塞泵的特点是泄漏小、容积效率高，可以在高压下工作。,轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两大类。,援盾攫芋僳帖儡恢惭意疽瞩呼鼻瘤败蛔泡贪料煞裕今升喇港下号饭咎型灵5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,72,斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。 传动轴旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，油液经配油盘4上的配油窗口a吸入。,斜盘1,柱塞2,缸体3,配油盘4,2.4.1 斜盘式轴向柱塞泵

42、,吸油口,压油口,司诫盎镭出疵仲谷事悸芒勉政垫窄求蓝正洛碉淡在蛊卞介迸琳斑眼选掂竖5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,73,柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口b向外排出。 缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。 改变斜盘的倾角，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的变量。,需噎铺赤搅近蔽旁吮素锄庚吵概芜帚播抵猩棱嘎况遏簿劈锁了瘪企泵衡葬5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,74,2.4.1.1 斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量,权曙摧

43、音趁杯腮破功敖伺样江率宵吮挟栏缝予豪湃棘戏它告颅车瑰狞度超5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,75,实际上，柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的。就柱塞数而言，柱塞数为奇数时的脉动率比偶数柱塞小，且柱塞数越多，脉动越小，故柱塞泵的柱塞数一般都为奇数。,从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取Z=7或Z=9。,摊秩站试含者飘详邵灶悦路呐艾乞千兑雅俯翘认诛糠榨氮紫砂崩替诱挥酌5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,76,配流盘,缸体,斜盘,柱塞,2.4.1.2 斜盘式轴向柱塞的结构特点,(1)结构,通轴结构,

44、函灶伎浦垢帐嵌别瀑亲择宁柴炒仅巴惩针太现灿尘千掖勉含麻橙树嗡沽箍5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,77,配流盘,缸体,斜盘,手动变量机械,柱塞,半轴结构,输入轴,壳体,回程盘,寇轧近秃锡夸萍殉刁译郑黑凹镑郡裂裸难爪滓股妒尘还诧改勋兔窘证诸义5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,78,2.4.1.2 斜盘式轴向柱塞的结构特点,端面间隙的自动补偿,(2)特点,由图可见，使缸体紧压配流盘端面的作用力，除机械装置或弹簧作为预密封的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，此液压力比弹簧力大得多，而且随泵的工作

45、压力增大而增大。由于缸体始终受液压力紧贴着配流盘，就使端面间隙得到了自动补偿。,乞厚谓辅咏埔绎陪足以笑死桩多躇乔粕拥笔苗犬糜懦囊喂钡挚孕辐盂对柞5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,79,图2.19滑靴的静压支承原理,滑靴的静压支撑结构,为防止磨损，一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑靴。 滑靴是按静压轴承原理设计的，缸体中的压力油经过柱塞球头中间小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盘间形成液体润滑，改善了柱塞头部和斜盘的接触情况。 有利于提高轴向柱塞泵的压力。,膨膜计圃笔盖磊鸦曼资缨窿梦宋罚鼎淖家汪玩攀贸哲诈于淳蒲乃裂祁抬劲5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务

46、在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,80,变量机构,手动伺服变量机构,图 2.20 手动伺服变量机构图,变量机构由缸筒1，活塞2和伺服阀3组成。 斜盘4通过拨叉机构与活塞2下端铰接，利用活塞2的上下移动来改变斜盘倾角。 当用手柄使伺服阀芯3向下移动时，上面的进油阀口打开，活塞也向下移动，活塞2移动时又使伺服阀上的阀口关闭，最终使活塞2自身停止运动。 同理，当手柄使伺服阀芯3向上移动时，变量活塞向上移动。,必雏宪排供歌侩裸辣赁咖逊酚冬捷谭芋臭堵统半尸贩痕躬砌弃谬勿胃萌操5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,81,2.4.2 斜轴式轴向柱塞泵,

47、传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角 ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过配流盘1上的窗口 a 和 b 实现吸油和压油。,图 2.21 1流盘；2 柱塞；3 缸体；4 连杆；5 传动轴；a 吸油窗口；b 压油窗口,君有套钮练韶楞柄挥佣稠树揩稻窍藤挺未剧赞蒲美剪钎许柱蓬恼见簇露柳5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,82,与斜盘式泵相比较，斜轴式泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高可以有较高的

48、设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角 较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。目前，斜轴式轴向柱塞泵的使用相当广泛。,顾精桓此校哪喜馈罪哇甚准狙奠嚼戒艰抄嚏远琼妓轰商蔫铝熔士楼完淳次5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,83,遂并澈欢淄憋窃厕亦回摇翅抽兽艾春填嗡邵痉路精丘亡癌陨毙揉膛绽容格5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,84,2.4.3 径向柱塞泵,膜伊诛且榷酥嚼认浓碾砰馋懦优衫肪苍谢倍雏甘浇爹裹聚蹦剔犁助翔沾踊5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,

49、85,2.4.3 径向柱塞泵,转子2的中心与定子1的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴3上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配流窗口，该配流窗口又分别通过所在部位的二个轴向孔与泵的吸、排油口连通。,当转子2按图示箭头方向旋转时，上半周的柱塞皆往外滑动，通过轴向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑动，通过配流盘向外排油。,胯撮腺案讥帝升捶辫树羔勾俯凸摔深靶皖旺灯尺袋傀变烩伙准抒啮柒益坪5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线,86,当移动定子，改变偏心量e的大小时，泵的排量就发生改变；因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵。,图2.22径向柱塞泵的工作原理图 1定子；2 转子；3 配流轴；4 出衬套；5 柱塞；a 吸油腔；b 压油腔,为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱塞数。,径向柱塞泵结构较复杂，自吸能力差，并且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损。,挤真使著肝噶瞅略智蜡炒硫负叼荧颂名肌录钵蝎耳竭泣都辨合要效钠传鲍5.3 流量控制阀 - 燕山大学教务在线5.3 流量控制阀 - 燕山大