第3章液压泵.ppt

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1、第3章 液压泵 3.1 液压泵的基本工作原理及分类 3.2 液压泵的基本性能参数和特性曲线 3.3 齿轮泵 3.3 叶片泵 3.5 柱塞泵 3.6 螺杆泵 3.7 各类液压泵的性能比较及应用 潞 郑 吟 颊 蚁 暑 胡 锯 舔 收 疮 淫 羊 酶 隋 扎 毋 姨 摈 胃 耍 其 拂 埂 黄 滔 晾 慕 竣 贰 隶 噎 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.1 液压泵的基本工作原理及分类 原理: 液压泵和液压马达都是靠密封容积的变化来工作的 。图3.1所示为液压泵的结构简图。它具有一定的密封容 积,而且其密封容积是变化的,同时还要有吸压油部分 。液压泵输出油液流量的大小,由密封工作

2、腔的容积变 化量和单位时间内的变化次数决定。因此这类液压泵又 称为容积式泵。 图3.1 容积式液压泵结 构简图 1偏心轮;2柱塞;3 缸体;3弹簧;5吸 油阀;6压油阀 很 沼 掀 徊 朋 胆 盲 汛 责 罢 姑 南 晕 麦 锭 吱 钟 壬 灰 邹 欧 唇 各 恭 啊 积 袜 贼 词 染 掌 碧 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 液压泵的基本工作原理及分类(2/2) 分类:按照结构形式的不同,液压泵可分为齿轮式、叶片式 、柱塞式和螺杆式等类型;按密封工作腔容积变化量能否 调节,液压泵又分为定量式和变量式两类。 液压泵的一般图形符号如图3.2(a)所示,液压马达 的一般图形符号如图

3、3.2(b)所示。 图3.2 液压泵 和液压马 达图形符号 懂 唁 碘 拱 氢 四 帕 狐 醉 回 魔 渠 吠 闲 验 鹃 膀 粱 妮 尊 臂 碎 劲 簿 挥 算 精 砖 骑 胚 枣 柬 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 正常工作条件(必要条件) (1)形成密封容积 (2)密封容积变化(根本原因) (3)配流装置(吸、压油口隔开) (4)油箱和大气通(外因) 涣 栖 哲 歹 醛 喂 郡 表 殿 军 乏 杀 菏 合 伺 汝 缆 音 寄 街 纤 戈 僳 错 组 段 罕 痰 棠 鞠 聚 付 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 1.液压泵的基本性能参数 (1)压力 (a)工作

4、压力 液压泵工作时输出油液的压力值,即泵出 油口处压力值,也称为系统压力。此压力取决于系统中的阻 力。阻力(负载)增大,工作压力升高;反之则工作压力降 低。泵的最大工作压力是由其组成部分零件的结构强度和密 封好坏来决定的,随着泵工作压力的提高,它的泄漏量增大 ,效率降低。 (b)额定压力 指在保证液压泵的容积效率、使用寿命和 额定转速的前提下,泵连续长期运转时允许使用的压力最大 限定值。它是泵在正常工作的条件下,按试验标准规定能连 续运转的最高压力。当泵的工作压力超过额定压力时,就会 过载。 3.2 液压泵的基本性能参数和特性 驭 殆 榔 漳 揖 剥 旱 湖 蛊 耶 淆 净 涉 硷 赃 萎 忿

5、 腊 匣 授 出 登 束 甚 粉 惨 聂 琐 甜 监 畅 虏 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 液压泵的基本性能参数(2/5) (2) 流量和排量 由液压泵的密封容腔几何尺寸变化计算而得到的液压 泵每转排出液体的体积,称为液压泵的排量V。在工程上 ,它可以用在无泄漏的情况下,液压泵轴每转所排出的液 体体积来表示,常用单位为mL/r。 由液压泵的密封容腔几何尺寸变化计算而得到的液压 泵在单位时间内排出液体的体积,称为液压泵的理论流量 qt。它等于液压泵排量V和转速n的乘积,即 (3.1) 液压泵在工作时的输出流量称为液压泵的实际流量q 。这时的流量必须考虑到液压泵的泄漏。 液压泵在

6、额定转速和额定压力下输出的流量称为液压 泵的额定流量qn。 由于液压泵存在泄漏,所以液压泵的实际流量和额定 流量都小于理论流量。 倾 苍 臭 熟 城 营 钳 硒 韧 纸 叭 纳 冈 并 丸 熊 肚 堤 意 耘 王 浚 虑 谭 构 葵 痴 窗 杠 皆 演 怖 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 液压泵的基本性能参数(3/5) (3) 功率 液压泵的输入能量为机械能,其表现为转矩T和角速 度;液压泵的输出能量为液压能,表现为压力p和流量q 。液压缸的输入能量为液压能,其表现为压力p和流量q; 液压缸的输出能量为机械能,表现为力F和速度。以泵 缸系统为例,液压泵的输入功率Pi为 (3.2

7、) 液压泵的输出功率Po为 (3.3) 当忽略能量转换及输送过程中的损失时,液压泵的输 出功率应该等于输入功率,即液压泵的理论功率为 (3.3) 式中 液压泵的转动角速度(rad/s); Tt液压泵的理论转矩(Nm)。 雀 詹 敖 缠 谱 片 拔 诅 杨 瓮 狂 期 键 憾 韭 譬 薛 脸 靡 郭 诽 肯 座 靛 试 獭 淤 昼 司 鹰 憋 拼 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 液压泵的基本性能参数(3/5) (3) 效率 液压泵由于存在泄漏,因此它的实际输出流量q为 (3.6) q和ql都与液压泵的工作压力p有关,ql随p的升高而加大 ,从而导致q随p的升高而减小。 液压泵实际

8、流量与理论流量的比值,称为容积效率,以 v表示 (3.7) 由于液压泵内零件之间的间隙很小,泄漏油液的流态可 以看做是层流,所以泄漏量ql和液压泵的工作压力p成正比关 系,即 (3.8) 故又有 (3.9) 巴 畸 碴 季 穷 击 娄 染 延 庆 烧 付 脆 陌 杀 悦 硬 醚 瘫 黍 蛊 昆 讥 惠 酥 感 硅 铺 害 夷 化 饲 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 液压泵的基本性能参数(5/5) 液压泵由于存在机械摩擦(相对运动零件之间的摩 擦及液体的粘性摩擦),因此它的实际输入转矩Ti必然 大于理论转矩Tt。液压泵理论转矩与实际转矩的比值, 称为机械效率,以m表示 (3.10

9、) 或根据式(3.3),将 代入上式,得 (3.11) 因此,液压泵的总效率可写成 (3.12) 憎 焙 偏 绒 毅 聘 蛋 驭 框 搂 制 船 龋 馆 技 签 獭 灯 阿 藏 终 捎 房 吉 奠 着 粟 烈 霄 试 饮 街 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 由图可见,液压泵的理论流量不随液压泵的压力变化。 由于液压泵的泄漏量随压力升高而增大,所以液压泵的实际 输出流量q随压力的升高而降低,而容积效率也随之降低。总 效率开始随压力p的增大很快上升,达到最大值后,又逐步 下降。由容积效率和总效率这两条曲线的变化,可以看出 2.液压泵特性曲线 机械效率的变化情况。液压泵在低 压时,机

10、械摩擦损失在总损失中所 占的比重较大,其机械效率很低。 随着工作压力的提高,机械效率很 快提高。在达到某一值后,机械效 率大致保持不变,从而表现出总效 率曲线几乎和容积效率曲线平行下 降的变化规律。 图3.3 液压泵特性曲线 内 吼 敝 抛 闲 夫 环 犊 牛 醛 初 肘 铰 罪 蛹 渐 敝 乘 陈 柳 楞 举 谅 粳 羌 匣 楼 扣 手 泥 戚 涛 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.3 齿轮泵 1.齿轮泵的工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理和结构如图3.5所示。泵体1内 有一对互相啮合的外齿轮2和3,齿轮的两端由端盖密封。这 样由泵体、齿轮的各个齿槽和端盖形成了多个密封工作腔

11、, 同时轮齿的啮合线又将左右两腔隔开,形成了吸、压油腔。 当齿轮按图示方向旋转时,右侧吸油腔内 的轮齿相继脱离啮合,密封工作腔容积不 断增大,形成部分真空,在大气压力作用 下经吸油管从油箱吸进油液,并被旋转的 轮齿齿间槽带入左侧。左侧压油腔由于轮 齿不断进入啮合,使密封工作腔容积减小 ,油液受到挤压被输出送往系统。这就是 齿轮泵的吸油和压油过程。在齿轮泵的啮 合过程中,啮合点沿啮合线移动,这样就 把吸油区和压油区分开。 图3.5 外啮合齿轮泵工作原理 1泵体;2主动齿轮;3从动齿轮 乞 馅 歇 耕 喂 豺 淫 肉 慈 驶 榷 冉 窒 满 贮 毗 六 译 耽 厂 廓 虾 秧 茶 岗 妻 敛 抢

12、刮 删 筛 祖 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 2.齿轮泵的排量和流量 外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿槽 容积之和。若假设齿槽容积等于轮齿体积,则当齿轮齿数为 z、模数为m、节圆直径为d(其值等于mz)、有效齿高为h (其值等于2 m)、齿宽为b时,齿轮泵的排量近似值为 (3.13) 实际上,齿槽容积比轮齿体积稍大一些,并且齿数越少 差值越大,因此需用3.33 3.50来代替上式中的值(齿数少 时,取大值),以补偿误差。即齿轮泵的排量为 (3.13) 由此得齿轮泵的输出流量为 (3.15) 抬 流 愁 譬 截 蚁 谅 茂 玲 吐 荔 聘 疽 妻 鹃 腊 础 盆

13、凯 伺 餐 拣 缉 郁 跋 欲 妮 攫 谋 浦 祸 讨 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 齿轮泵的排量和流量(2/2) 实际上,由于齿轮泵在工作过程中啮合点沿啮合线移动 ,使其工作油腔的容积变化率是不均匀的。因此,齿轮泵 的瞬时流量是脉动的。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。如 果脉动频率与系统的固有频率一致,还将引起共振,加剧 振动和噪声。若用qmax和qmin表示最大、最小瞬时流量,q表 示平均流量,则流量脉动率可用下式表示 (3.16) 它是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。在容积 式泵中,齿轮泵的流量脉动最大,并且齿数愈少,

14、脉动率 愈大。这是外啮合齿轮泵的一个缺点。所以,齿轮泵一般 用于对工作平稳性要求不高的场合,要求平稳性高的高精 度机械不宜采用齿轮泵。 次 漠 毙 蹦 象 慈 巫 约 坍 难 疾 阔 期 泉 狙 威 甫 冷 喜 曹 乌 褥 模 蔚 琢 唁 嘛 壶 城 巧 赠 盎 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.齿轮泵结构分析 (1) 困油现象 齿轮泵要平稳地工作,齿轮啮合的重合度必须大于 1,即有两对轮齿同时啮合的时刻,因此,就会有一部分 油液困在两对轮齿所形成的封闭容积之内,如图3.8所示 。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小(由图3.8(a) 到图3.8(b),然后又逐渐增大(由图3.8

15、(b)到图 3.8(c)。 图3.8 齿轮泵困油现象及其消除措施 世 僧 蛰 劝 骤 施 芭 腊 辞 猛 康 吴 峙 尚 屁 概 让 迪 仑 弃 虞 敢 掷 栅 巩 梁 洲 朗 蛆 对 转 润 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 齿轮泵结构分析(2/5) 封闭容积减小,会使被困油液受挤压而产生高压, 并从缝隙中流出,导致油液发热,轴承等机件也受到附 加的不平衡负载作用;封闭容积的增大又会造成局部真 空,使溶于油液中的气体分离出来,产生气穴,这就是 齿轮泵的困油现象。困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声 并引起振动和气蚀,降低泵的容积效率,影响工作的平 稳性,缩短使用寿命。 消除困油的方法

16、,通常是在两端盖板上开卸荷槽( 图3.8(d)中的虚线),使封闭容积减小时,通过右边 的卸荷槽与压油腔相通;封闭容积增大时,通过左边的 卸荷槽与吸油腔相通。两卸荷槽的间距必须确保在任何 时候都不使吸油腔和压油腔相通。 涉 坐 哆 臼 庐 尔 注 舌 兢 瘫 责 皆 软 涧 汗 趾 君 禾 搂 竖 搀 足 昌 斌 柜 茂 纹 遂 渴 韭 蓟 兜 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 慢 窑 矾 描 藐 剁 佯 幂 继 捏 腑 亩 绍 幅 梆 副 哈 尖 惟 娠 记 拔 作 掘 愉 扶 戳 袄 萝 吭 籽 洼 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 齿轮泵结构分析(3/5) (2

17、) 径向不平衡力 在齿轮泵中,液体作用在齿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。工作压力 越高,径向不平衡力也越大。径向不平衡力很大时,能 使泵轴弯曲,导致齿顶接触泵体,产生摩擦;同时也加 速轴承的磨损,降低轴承使用寿命。为了减小径向不平 衡力的影响,常采取缩小压油口的办法,使压油腔的压 力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内;同时适当增大 径向间隙,使齿顶不和泵体接触。 殴 棉 壶 逃 矣 晴 椎 洼 临 喝 竖 聋 轴 匝 馈 珠 绷 邹 一 暇 留 廊 策 亮 敢 雌 巡 肛 岩 陶 俺 瘩 第 3 章 液 压 泵 第

18、 3 章 液 压 泵 (3) 端面泄漏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径泄漏到吸油腔 去:一是通过齿轮啮合线处的间隙;二是通过泵体内孔和 齿顶间的径向间隙;三是通过齿轮两端面和盖板间的端面 间隙。在这三类间隙中,端面间隙的泄漏量最大。液压泵 的压力越高,由间隙泄漏的液压油就愈多,因此,一般齿 轮泵只用于低压系统。为减小泄漏,用减小间隙的方法并 不能取得好的效果,因为在泵经过一段时间运转后,由于 磨损而使间隙变大,泄漏又会增加。为提高齿轮泵的压力 和容积效率,需要从结构上采取措施,对端面间隙进行自 动补偿。 齿轮泵结构分析(3/5) 仅 踞 札 铝 悠 鹏 眷 劝 劳 附

19、齿 栗 恿 提 纯 谆 惑 撂 逝 澜 忱 漾 屁 丸 该 菏 泞 外 锰 姓 鸿 拐 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 齿轮泵结构分析(5/5) 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。浮动轴套式齿轮泵的浮动轴套是浮动 安装的,轴套外侧的空腔与泵的压油腔相通。所引入压 力油使轴套或侧板紧贴在齿轮侧端面上,泵输出的压力 愈高,贴得愈紧,因而自动补偿端面磨损和减小间隙。 当泵工作时,浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面, 将齿轮两侧面压紧,从而补偿了端面间隙。 1壳体;2主动齿轮;3从动齿轮;3前端盖;5后端盖;6浮动轴套;7压力盘 穷 剔 攻 习 轩 族 拧

20、约 怪 剪 哉 震 灯 铱 堑 环 握 逊 针 朝 往 泅 杆 鳖 惹 妓 佣 眨 芋 酿 诽 秦 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.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。其工作原理 和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。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。摆线齿形内啮合齿轮泵又称摆线转子泵,在这种 泵中,小齿轮和内齿轮相差一齿,因而不需设置隔板。内啮合 齿轮泵中的小齿轮是主动轮。 东 搞 洞 靡 豺 外 瀑 纫 遗 待 恕 拍 衔 膳 禽 皖 抢 膳 啸 碴 揖 少 持 就 笑 蒲 校 犬 穷 脏 偏 丈 第

21、 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 内啮合齿轮泵(2/2) 内啮合齿轮泵的结构紧凑,尺寸小,质量小,运转平稳 ,噪声低,在高转速工作时有较高的容积效率。但在低速高 压下工作时,压力脉动大,容积效率低,所以一般用于中低 压系统。在闭式系统中,常用这种泵作为补油泵。内啮合齿 轮泵的缺点是:齿形复杂,加工困难,价格较贵。 肤 叁 伟 讣 跨 矗 屹 蜜 瓮 腥 雾 柠 惶 并 私 砷 惕 撇 骏 川 刹 稀 贿 针 昼 丘 络 撩 据 探 吵 迁 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.3叶片泵 叶片泵分为: 单作用叶片泵,流量可变,可作定、变量泵用 双作用叶片泵,流量不可变,

22、只能作定量泵用 特点: 优点:结构紧凑,工作压力较高,流量脉动小, 工作平稳,噪声小,寿命较长。 缺点:吸油能力差,对油液污染比较敏感,结构 复杂,制造工艺要求比较高,成本高。 虚 堕 炊 锋 作 落 纲 挫 想 帖 谐 即 枯 拆 岁 抹 览 桑 鄙 急 旁 诵 赘 绷 摩 伍 弊 折 蛮 客 仿 渤 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.3 叶片泵 3.3.1 双作用叶片泵 转子每转一周,完成两次吸、压 油过程,故称为双作用叶片泵。转子 上液压力径向平衡,又称作平衡式叶 片泵。 垛 克 袖 尉 傲 鉴 其 蘸 蛇 婶 犹 释 赦 沟 谦 喘 午 僳 松 不 椭 瞻 绞 浑 够

23、 召 猴 蒜 摈 鞋 略 亡 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 1.结构组成 啤 酿 烹 佣 堰 祈 担 惯 壕 步 式 蝉 坐 宫 拴 谊 事 轧 乱 僵 样 乘 铣 甘 梨 贿 盟 赘 折 以 畦 沛 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 双作用叶片泵的工作原理 1压油窗口;2转子;3定 子;4吸油窗口 耘 拉 体 限 酪 德 徒 孟 刹 写 响 茎 辣 超 而 半 住 倍 卑 窃 吻 渍 牧 正 吩 轴 嚎 血 甭 逃 兽 猛 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 2.工作原理 僚 俭 吱 瘟 略 栏 碾 宫 倾 桔 扮 憋 溃 譬 别 妆 孟 藏 瞻

24、可 簧 嘉 夺 脆 袒 犹 笆 封 疚 鸣 倪 价 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 泵轴转一转输出的液体体 积。其值为大半径R,小半径r ,叶片宽度为b的圆环体积。排 量为 泵的实际输出流量为 体积对排量无影响。因为 在压油腔,叶片缩回排出的液 体体积补偿了叶片在压油腔所 占的体积。 3.排量和流量 调 撤 值 添 嚼 绰 绝 坏 蛋 窃 泊 爸 拖 小 蹬 歌 康 掳 毛 呢 捐 肺 苑 线 拟 排 拍 均 砸 乃 楞 所 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 在一定的条件下,如不考虑叶片厚度,则理论上双 作用叶片泵无流量脉动。这是因为在压油区位于压油窗 口的叶片不

25、会造成它前后两个工作腔之间的隔绝不通, 两个相邻的工作腔连成一体,形成了一个组合的密封工 作腔。随着转子匀速转动,位于大、小半径圆弧处的叶 片均在圆弧上滑动,因此组合密封工作腔的容积变化率 是均匀的。 实际上,由于制造工艺误差,两圆弧有不圆度,也 不可能完全同心;其次,叶片有一定的厚度,根部又连 通压油腔,叶片底槽在吸油区时,消耗压力油,但在压 油区时,压力油又被压出,同样会造成了流量脉动。由 理论分析和实验表明,双作用叶片泵的脉动率在叶片数 为3的整数倍且大于8时最小,故双作用叶片泵的叶片数 通常取为12或16。 双作用叶片泵排量和流量(2/2) 戳 吉 苯 广 剧 县 毖 僳 呕 柄 屉

26、贱 汲 戌 巾 兹 倾 御 筋 芜 聂 勉 竹 今 吱 晤 缔 究 泵 巷 孟 驹 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (a)定子过渡曲线 定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成。理 想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度和加速 度变化均匀,而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧交接点处的 加速度突变不大,以减小冲击和噪声。目前双作用叶片泵一 般都使用综合性能较好的等加速、等减速曲线或高次曲线作 为过渡曲线。 3. 双作用叶片泵结构特点 定子内表面曲线要求:: a) 叶片不发生脱空 b) 获得尽量大的理论排量 c) 减小冲击,以降低噪声,减少磨损 d) 提高叶片泵流量的均匀性

27、,减小流量 脉动。 常用定子内表面曲线有:阿基米德曲 线,正弦曲线,等加速-等减速曲线,高次曲线等 。 性 硅 东 辅 诈 镁 赤 秧 球 匙 紧 里 锭 谰 椒 茂 疮 梯 邪 歌 羞 江 侮 柑 滴 荆 田 壶 雌 泉 条 豌 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (b)叶片安放角 叶片在压油区工作时,均受定子 内表面推力的作用不断缩回槽内。当 叶片径向安放时,定子表面对叶片作 用力的方向与叶片沿槽滑动的方向所 成的压力角较大,因而叶片在槽内 运动时所受到的摩擦力也较大,使叶 片滑动困难,甚至被卡住或折断。为 了解决这一矛盾,将叶片不按径向安 放,而是顺转向前倾一个角度,这 时的

28、压力角就是。压力角的 减小有利于叶片在槽内的滑动,所以 双作用叶片泵转子的叶片槽常做成向 前倾斜一个安放角。在叶片前倾安 放时,叶片泵的转子就不允许反转。 双作用叶片泵结构特点(2/6) 图3-11 双作用叶片泵叶片倾角 压力角:定子对叶片的法 向反力与叶片运动方向的 夹角。 倾角:叶片与径向半径的 夹角。 叶片倾角一般取为10 14。 抢 给 植 灼 示 芜 苹 裁 寅 夫 油 梁 与 娜 偏 馋 折 攀 腔 涅 螟 壳 藏 撅 椒 圭 舔 熏 峪 悲 手 矣 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 上述的叶片安放形式不是绝对的,实践表明,通过 配流孔道以后的压力油引入到叶片根部后,

29、其压力值小于 叶片顶部所受的压油腔压力,因此在压油区推压叶片缩回 的力除了定子内表面的推力之外,还有液压力(由顶部压 力与根部压力之差引起),所以上述压力角过大使叶片难 以缩回的推理就不十分确切。目前,有些叶片泵的叶片作 径向安放仍能正常工作。 (c)端面间隙的自动补偿 叶片泵同样存在着泄漏问题,特别是端面的泄漏。 为了减少端面泄漏,采取的间隙自动补偿措施是将配流盘 的外侧与压油腔连通,使配流盘在液压推力作用下压向定 子。泵的工作压力愈高,配流盘就会愈加贴紧定子。同时 ,配流盘在液压力作用下发生变形,亦对转子端面间隙进 行自动补偿。 双作用叶片泵排量和流量(3/6) 疵 之 颅 廷 绳 肪 耙

30、 饰 坍 蒙 杨 涪 已 国 颧 遁 掣 驹 很 放 忠 驮 伐 张 遥 突 垢 臣 碟 机 与 雷 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (d)提高工作压力的主要措施 双作用叶片泵转子所承受的径向力是平衡的,因此 工作压力的提高不会受到这方面的限制。同时泵采用配流 盘对端面间隙进行补偿后,泵在高压下工作也能保持较高 的容积效率。双作用叶片泵工作压力的提高,主要受叶片 与定子内表面之间磨损的限制。 前面已经提到,为了保证叶片顶部与定子内表面紧 密接触,所有叶片的根部都是与压油腔相通的。当叶片处 于吸油区时,其根部作用着压油腔的压力,顶部却作用着 吸油腔的压力,这一压力差使叶片以很大的

31、力压向定子内 表面,加速了定子内表面的磨损。当泵的工作压力提高时 ,这个问题就更显突出,所以必须在结构上采取措施,使 吸油区叶片压向定子的作用力减小。 双作用叶片泵排量和流量(3/6) 练 俏 景 蘑 馋 哥 兴 届 塞 面 灿 匣 剁 植 邱 笨 澈 爬 梅 骏 逊 聚 宵 婴 叠 战 幌 敏 戮 桔 防 链 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 可以采取的措施有多种,下面介绍在高压叶片泵中 常用的双叶片结构和子母叶片结构。 u双叶片结构。如图3.12所示,在转子2的每一槽内 装有两片叶片1,叶片的顶端和两侧面的倒角构成V 形通道,使根部压力油经过通道进入顶部(图中未标 出通油孔道

32、),这样,叶片顶部和根部压力相等,但 承压面积并不一样,从而使叶片1压向定子3的作用力 不致过大。 双作用叶片泵排量和流量(5/6) 图3.12 双叶片结构 1叶片;2转子;3定子 阴 试 政 寄 侨 宇 动 貌 吟 必 枣 必 陷 冶 澡 已 邪 熙 祭 串 苏 舔 冗 叹 询 魏 火 滑 咬 渭 诞 马 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 u 子母叶片结构。子母叶片又称复合叶片,如图3.13 所示。母叶片1的根部L腔经转子2上的油孔始终和顶 部油腔相通,而子叶片和母叶片之间的小腔C通 过配流盘经K槽总是接通压力油。当叶片在吸油区工 作时,推动母叶片1压向定子3的力仅为小腔C的油

33、压 力,此力不大,但能使叶片与定子接触良好,保证 密封。 双作用叶片泵排量和流量(6/6) 图3.13 子母叶片结构 1母叶片;2转子;3定子;子叶片 颇 剥 孔 矣 絮 悦 鞍 转 哉 借 白 跟 虞 备 祁 坝 出 欢 慑 愿 欢 缕 征 粹 侈 局 秀 玄 锭 寸 袍 铸 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 将两个双作用叶片泵的主要工作部件装在一个泵体内, 同轴驱动,并在油路上实现二泵并联工作,就构成双联叶片 泵。双联叶片泵有两个各自独立的出油口,在使用时,两泵 的输出流量可以分开工作,也可以合并使用。 双联叶片泵多用于机床进给系统,这时的双联泵采用一 小流量泵和一大流量泵进

34、行组合。当执行机构带动工作部件 作轻载快进或快退时,可以使小流量和大流量两泵同时供给 低压油;当重载慢速工进时,高压小流量泵单独供油,大流 量泵输出的油在极低的压力下流回油箱,实现卸荷。系统中 采用双联泵可以节省功率损耗,减少油液发热。 3.双联叶片泵 双级叶片泵串联 用 猾 予 虏 嫂 藐 错 胞 怕 饿 滤 湍 臣 沧 券 踢 和 淖 升 芯 繁 浙 梗 恿 伯 覆 力 派 甚 白 梭 俏 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 5.单作用叶片泵 (1) 结构与工作原理 单作用叶片泵的定子内表面为圆形,转子与定子间有 偏心量e,两端的配流盘上有一个吸油窗口和一个压油窗 口。当转子旋

35、转一周时,每一叶片在转子槽内往复滑动一 次,每相邻两叶片间的密封容腔容积发生一次增大和缩小 的变化,容积增大时通过吸油窗口吸油,容积减小时通过 压油窗口将油挤出。 图3.13 单作用叶片泵工作原理 1压油口;2转子;3定子;3叶片;5吸油口 拱 冯 苯 谴 敲 犊 南 党 克 旨 沸 吟 除 顷 腮 胁 绚 瞻 合 矽 啼 磅 寺 对 羡 廷 鞘 啼 还 胎 碗 寝 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 未 年 翼 咯 八 缕 游 互 耍 姚 贴 做 痹 酞 阎 积 伴 扇 洪 玖 巾 镊 损 钾 院 蕾 纫 讽 刚 涂 醇 菏 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用

36、叶片泵(2/10) 由于这种泵在转子每转一周过程中,每个密封容腔 容积吸油压油各一次,故称为单作用叶片泵。又因这种 泵的转子受有不平衡的液压作用力,故又称不平衡式叶 片泵。由于轴和轴承上的不平衡负荷较大,因而使这种 泵工作压力的提高受到了限制。改变定子和转子间的偏 心距e值,可以改变泵的排量,因此单作用叶片泵是变量 泵。 泣 梦 汽 挣 耍 翘 狞 瑰 校 啊 鸽 绕 嫉 誉 箱 个 德 戒 裔 组 祟 秸 压 妇 炳 光 献 灵 京 独 躇 袋 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用叶片泵(3/10) (2) 排量和流量 单作用叶片泵的叶片转到吸油区时,叶片根部与吸 油窗口连

37、通,转到压油区时,叶片根部与压油窗口连通。 因此,叶片的厚度对排量计算无影响。 如图3.15所示,当单作用叶片泵的转子每转一转时, 每两相邻叶片间的密封容积变化量为V1-V2。 图3.15 单作用叶片泵排量计算 候 往 哇 县 练 窥 尝 附 拎 晨 泳 阀 先 泡 沽 击 诧 冻 胰 炽 赁 纪 皿 绑 体 妄 糜 戍 枢 毒 朝 姜 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用叶片泵(3/10) 设定子内径为D,近似把AB和CD看作是中心为O1的圆 弧,半径分别为(D/2+e)和(D/2-e)。设转子直径为d, 叶片宽度为b,叶片数为z,则有 排量V=(V1-V2)z,近似表达式

38、为 (3.19) 泵的实际流量为 (3.20) 改变偏心距e,即可改变泵的输出流量。 单作用叶片泵定子内径和转子外径都为圆柱面,由于偏心 安置,其容积变化是不均匀的,因此有流量脉动。理论分 析表明,叶片数为奇数时脉动率较小,而且泵内的叶片数 越多,流量脉动率就越小。考虑到上述原因和结构上的限 制,一般叶片数为13或15。 瘟 拙 涉 汇 哪 令 假 资 寅 虾 悲 基 秸 渣 宾 发 涅 折 摇 付 啸 婚 冈 吧 烤 忠 泰 泌 宝 拽 呀 授 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用叶片泵(5/10) (3) 单作用叶片泵的结构特点 (a)为了调节泵的输出流量,需移动定子位置

39、,以 改变偏心距e。 (b)径向液压作用力不平衡,因此限制了工作压力 的提高。单作用叶片泵的额定压力一般不超过7 MPa; (c)存在困油现象。由于定子和转子两圆柱面偏心 安置,当相邻两叶片同时在吸、压油窗口之间的密封区内 工作时,封闭容腔会产生困油现象。为了消除困油现象带 来的危害,通常在配流盘压油窗口边缘开三角形卸荷槽。 (d)叶片后倾。单作用叶片泵叶片倾角安装的主要 矛盾不在压油腔,而在吸油腔。因为单作用叶片泵在压油 区的叶片根部通压力油而吸油区的叶片根部通低压油,为 了使吸油区的叶片能在离心力的作用下顺利甩出,叶片采 取后倾一个角度安放。通常后倾角为23。 宽 妮 皇 荚 篷 毯 模

40、掸 厘 盘 找 赋 摘 宙 侄 染 仁 饺 姆 壁 堰 韶 焦 再 晰 饵 精 硼 强 顺 米 墙 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (3) 限压式变量叶片泵 (a)外反馈式变量叶片泵的工作原理。转子中心O1是 固定的,定子可以左右移动,在限压弹簧的作用下,定子 被推向左端,使定子中心O2和转子中心O1之间有一初始偏 心量e0。它决定了泵的最大流量qmax。定子3的左侧装有反 馈液压缸6,其油腔与泵出口相通。 单作用叶片泵(6/10) 图3.16 外反馈限压式变量叶片泵工作原理 1最大流量调节螺钉;2转子;3定子;4 限定压力调节螺钉;5限压弹簧;6反馈 液压缸 飞 幻 事 锐

41、驼 漫 乙 完 磐 清 辙 簧 晾 庆 隘 肯 酷 脐 狠 微 太 席 尚 我 降 穆 铁 试 凋 湛 响 易 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (3) 限压式变量叶片泵 短 揩 羊 削 室 条 哩 撼 公 氛 垛 拘 秋 搞 保 功 脓 蔚 鲁 违 梦 摘 屑 凯 徽 场 淬 惶 丑 拧 嫂 虞 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 晦 久 讥 亭 井 侧 魏 思 哩 劳 辗 诛 暇 簇 淑 颗 羌 携 闸 讯 薛 甥 少 祟 犯 浦 嗜 胎 搜 驱 债 沮 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 袜 程 掠 旧 翰 审 渠 覆 冉 廊 凤 瘫 氰 氯 琉 坚

42、 耍 跟 亩 巨 蝇 嘉 物 裸 计 聚 旺 丽 瞩 鱼 厨 着 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 (b)内反馈变量叶片泵。内反馈变量叶片泵的工作原 理与外反馈式相似,但是,泵的偏心距的改变不是依靠外 反馈液压缸,而是依靠内反馈液压力的直接作用。内反馈 式变量叶片泵配流盘的吸、压油窗口布置如图3.17所示, 由于存在偏角,压油区的压力油对定子3的作用力F在平 行于转子、定子中心连线O1O2的方向有一分力Fx。随着液 压泵工作压力p的升高,Fx也增大。当Fx大于限压弹簧5的 预紧力kx0时,定子3就向右移动,减小了定子和转子的偏 心距,从而使流量相应变小。 单作用叶片泵(8/10)

43、 图3.17 内反馈限压式变量叶片泵工作原理 1最大流量调节螺钉;2转子;3定子; 3限定压力调节螺钉;5限压弹簧 蛊 狮 虽 票 琐 苫 盂 裔 仿 注 厕 窒 游 胁 硼 蹈 沉 均 穷 婴 魁 皇 鹿 贮 垄 碍 钦 棺 帘 返 幽 深 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用叶片泵(9/10) (c)流量压力特性。曲线表示泵工作时流量随压力 变化的关系。当泵的工作压力小于pB时,其流量变化为斜 线,它和理论流量qt的差值q为泄漏量,相当于一个定量 泵,AB称定量段曲线。点B为特性曲线的拐点,其对应的 压力pB就是限定压力,它表示泵在原始偏心距e0时可达到 的最大工作压力。

44、当泵的工作压力超过pB以后,限压弹簧 被压缩,偏心距减小,流量随压力增加而急剧减小,其变 化情况用变量段曲线BC表示。C点所对应的压力pC为极限 压力(又称截止压力)。 图3.18 限压式变量叶片泵特性曲线 炙 庸 尧 立 桥 拥 颁 泅 擂 昭 燃 烈 返 挪 宏 燃 汲 膜 族 般 汇 扩 适 争 掣 陨 鬼 眠 奥 耻 霉 戊 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 单作用叶片泵(10/10) 泵的最大流量由最大流量调节螺钉1调节,它可改变特 性曲线中A点的位置,使AB线段上下平移。泵的限定压力 由限定压力调节螺钉3调节,它可改变特性曲线中B点的位 置,使BC线段左右平移。若改变

45、弹簧刚度k,则可改变BC 线段的斜率。为得到较好的动作灵敏度,可配置不同的弹 簧,以满足实际需要。 限压式变量叶片泵的特点是: 第一,流量自动改变适应负载的实际需要,有利于系 统节省能量; 第二,可降低系统的工作温度,延长液压油液和密封 圈的使用寿命; 第三,在系统中可以使用较小的油箱,可不用溢流阀 或单向阀,从而简化液压传动系统。 限压式变量叶片泵常用于执行机构需要有快慢速要求 的液压传动系统中。 钨 造 冈 攒 傻 滚 勇 渔 回 尝 也 蚕 甜 陛 四 耿 仲 讥 努 驮 交 稀 侵 陷 昧 紧 舵 肇 徘 陈 暮 指 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 3.5 柱塞泵 原理

46、: 依靠柱塞在缸体内往复运动,使密封工作容积变化 来实现吸油和压油。 分类: 按柱塞排列和运动方向不同,可分为轴向柱塞泵和 径向柱塞泵两类。 按配流方式的不同,可分为斜盘式(直轴式)和斜 轴式。 应用: 广泛用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需 要调节的场合。 朽 蒋 裳 噎 背 寂 楼 钮 罢 株 醚 丛 灾 介 倪 嚏 塘 桶 乍 诵 旦 守 氦 伎 努 揭 掷 眉 脐 功 订 让 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 优点: 1. 参数高:额定压力高,转速高,泵的驱动功率大 2. 效率高,容积效率为95左右,总效率为90左右 3. 寿命长 4. 变量方便,形式多 5. 单位

47、功率的重量轻 6. 柱塞泵主要零件均受压应力,材料强度性能可得以 充分利用 缺点: 1. 结构较复杂,零件数较多, 2. 自吸性差, 3. 制造工艺要求较高,成本较贵, 4. 油液对的污染较敏感,要求较高的过滤精度,对使 用和维护要求较高。 累 阑 育 丘 统 这 兵 毖 见 竹 蛋 峰 怪 下 崔 艇 他 倍 佯 泛 谎 稽 疵 轩 责 对 括 确 玲 本 范 艇 第 3 章 液 压 泵 第 3 章 液 压 泵 1.轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵的柱塞轴向安排在缸体中。按其结构特点 ,分为斜盘式和斜轴式两类。 泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配流盘4等主要零件组 成。斜盘和配流盘固定不动。在缸体上有若干个沿

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