第三章液压传动与气压传动课件.ppt

1、第三章液压传动与气压传动第三章液压传动与气压传动.液压泵液压泵液压马达液压马达3.1 液压泵及液压马达概述n液压泵及液压马达的基本工作原理与分类n液压泵及液压马达的性能参数3.1.1 液压泵及液压马达的基本工作原理与分类n原理n分类n两者关系n职能符号一、一、液压泵及液压马达的基本工作原理液压泵及液压马达的基本工作原理根据密闭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，因而液压泵也称为容积泵。容积式液压泵的基本工作原理可由图3-1所示的单柱塞泵来说明。吸油：密封容积增大，产生真空 压油：密封容积减小，油液被迫压出 s=2eeoo1o1o1a6543217图3-1 单柱塞泵工作原理图液压

2、泵基本工作条件（必要条件）：液压泵基本工作条件（必要条件）：(1)形成密封容积(2)密封容积变化(3)吸压油腔隔开（配流装置）二、二、液压泵及液压马达的分类液压泵及液压马达的分类(1)按其结构形式：齿轮式、叶片式、柱塞式等。(2)按输出(入)流量能否调节：定量，变量(3)按输油方向能否改变：双向，单向(4)按工作压力：低压 中压 中高压 高压(5)按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r/min的属高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十N.m到几百N.m），所以又称为高速小扭矩液压马达。低速液压马达输出转矩大(可

3、达几千N.m到几万N.m),所以又称为低速大扭矩液压马达。三、液压马达与液压泵的关系三、液压马达与液压泵的关系功用上 相反液压泵:将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。结构上 相似原理上 互逆 四、液压泵和液压马达一般图形符号四、液压泵和液压马达一般图形符号液压泵和液压马达一般图形符号如图3-2所示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)图3-2 液压泵及液压马达图形符号3.1.2 液压泵及液压马达的性能参数n压力n转速n排量和流量n功率和效率一、压力一、压力1.工作压力p：指泵（或马达）实际工作时输出（或

4、输入）油液的压力，其值取决于外负载与压力损失。2.额定压力pn（公称压力、铭牌压力）：液压泵和马达在正常工作条件下，按试验标准规定能 连续正常运转时的最高压力。当p pn即泵过载。3.最高允许压力pmax 泵（或马达）在短时间内允许超载使用的极限压力。p p n p max 二、额定转速和最高转速二、额定转速和最高转速 1、额定转速ns（r/min）：液压泵或马达在额定压力下，能长时间连续运转时的最高转速。2、最高转速nmax（r/min）：液压泵或马达在额定压力下，超过额定转速允许短时间运行时的最高转速。三、排量和流量三、排量和流量1.排量V（m3/rad）：液压泵（或马达）每转一弧度，由其

5、几何尺寸计算而得到的排出（或吸入）液体的体积，或在没有泄漏的情况下，泵（或马达）每转一周所排出（或吸入）的液体的体积（m3/r）。2、理论流量qt（m3/s）：在不考虑泄漏的情况下，液压泵（或马达）在单位时间内排出（或输入）的液体体积。3.实际流量：液压泵工作时实际排出的流量，称为液压泵的实际流量。它等于液压泵的理论流量减去泄漏量。实际输入给液压马达的流量称为液压马达的实际流量。它等于液压马达的理论流量加上因泄漏等而损失的流量。4.额定流量qn（m3/s）：在额定压力和额定转速下，液压泵（或液压马达）输出（或输入）的实际流量。5.瞬时流量：泵在某一瞬时的几何流量。四、功率四、功率1.实际输入功

6、率 2.理论输出功率 3.实际输出功率pwTp,pmpvmvmmmwTm,tpQtmQ五、效率五、效率 1.机械效率 2.容积效率 3.总效率pwTp,pmpvmvmmmwTm,tpQtmQ液压泵及液压马达的能量转换图1.实际输入功率 2.理论输出功率 3.实际输出功率4.机械效率 5.容积效率6.总效率7.理论流量8.实际流量mvmmmmmvmmmvmmmmmmmmmmmmvpvpppmmmvpvpmpPmmmmvpvpppmvpvpmpPpvppppvpmpPnqnqwTpnqpnqwTpnqpnqwTpnqwT/pwTp,pmpvmvmmmwTm,tpQtmQpvpppppvpmpvpm

7、pvpppvpmpPpppmppppnqnqpnqwTpnqwTwT液压泵及液压马达的性能参数例题一液压泵与液压马达组成的闭式回路，液压泵的输出油压 pp=10MPa,其机械效率和容积效率分别为 其排量液压马达的机械效率和容积效率分别为 马达排量 若不计液压马达的出口压力和管路的一切压力损失，且当液压泵转速为 时，试求下列各项：(1)液压泵的输出功率；(2)电动机所需功率；(3)液压马达的输出转矩；(4)马达的输出功率；(5)马达的输出转速。,9.0pv,95.0pmmin/1500r,/10rmlqp,/10rmlqp,95.0mm,9.0mv3.2 齿轮泵及齿轮马达n齿轮泵的分类n外啮合齿

8、轮泵n内啮合齿轮泵n齿轮马达3.2.1 齿轮泵的分类外啮合外啮合内啮合内啮合3.2.2 外啮合齿轮泵n结构组成n工作原理n排量和流量的计算n结构特点及改进措施n外啮合齿轮泵的优缺点及应用一、结构组成一、结构组成结构组成:前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮。二、工作原理二、工作原理密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成 齿轮退出啮合,容积吸油密封容积变化 齿轮进入啮合,容积压油吸压油口隔开：两齿轮啮合线、泵体及泵盖 NpabcdefghabcdefghA-AAA排油10102RpRe吸油2345图3-4 外啮合齿轮泵工作原理图三、排量和流量的计算三、排量和流量

9、的计算 在计算齿轮泵排量时，假设齿间的容积等于轮齿的体积，因此齿轮每转一周，排出的液体的体积等于其中一个齿轮的所有齿间工作容积及其所有轮齿有效体积之和，即等于其中一个齿轮齿顶圆与齿底圆之间环形圆柱的体积（2Rf hoB=2Zm2B），所以齿轮泵的排量为：V=Rf hoB=Zm2B 实际上，齿间容积比轮齿体积稍大，而且齿数越少差值越大；另外，对修正齿轮而言，轮齿变薄，齿间容积也增大。为此，在上式中乘以系数1.06 1.12（齿数多时取小值，齿数少时取大值）来加以修正。修正后的齿轮泵排量为：V=(1.061.12)Zm2B 齿轮泵的实际流量为Q=Vpv=(1.061.12)Zm2Bpv 上式计算的

10、是外啮合齿轮泵的平均流量。实际上，由于齿轮泵在工作过程中，啮合点位置发生周期性的变化，其瞬时流量qsh是脉动的，流量qsh的脉动大小用流量不均匀系数q表示：式中，(qsh)max、(qsh)min 齿轮泵最大和最小瞬时流量 齿数越少，q越大。当Z=6时，q值高达34.7%。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使液压系统产生振动和噪声。%100minmaxtshshqqqq四、结构特点及改进措施四、结构特点及改进措施n困油现象及其消除措施n泄漏n径向作用力不平衡1、困油现象及消除办法（1）困油现象产生原因 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于1

11、 会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积主动(a)BA主动主动(b)(c)图3-5 齿轮泵的困油现象 ab 容积缩小 b c 容积增大（2）困油引起的结果ab 容积缩小 p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bc 容积增大 p 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。（3）消除困油的方法 原则：ab 密封容积减小，使之通压油口 bc 密封容积增大，使之通吸油口 在b点密封容积最小，隔开吸压油 方法：在泵盖（或轴承座）上

12、开卸荷槽以消除困油，CB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好CCminKKA2B2hKK图3-6 消除困油现象的措施b=a/2a主动toPDC 2、泄漏与间隙补偿措施（1）泄漏的途径端面间隙泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的 75%80%径向间隙泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的 15%20%齿面啮合处泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的 5%总之：泵压力愈高，泄漏愈大。（2）齿轮泵的间隙补偿齿轮泵的间隙补偿包括端面间隙自动补偿和径向间隙自动补偿两种方式。端面间隙补偿 通常采用的端面间隙自动补偿的方式有浮动轴套式和弹性侧板式两种。其工作原理是通过引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，来自动补偿端面磨损

13、和减小端面间隙。AASA-Ap吸油口排油口FfFfF1F1轴承套轴承套图3-7 轴向间隙补偿原理图径向间隙补偿 如图3-9所示，在齿轮泵的排油腔安装了径向间隙补偿块1，在泵体2上，将吸油腔沿齿顶扩大到补偿环的外侧。径向间隙补偿环被排油压力适当压紧在齿顶上，将吸、排油腔隔开。23吸油口排油口1图3-9 径向间隙补偿示意图3、径向力及减小径向力的措施（1）齿轮泵的径向力A.沿齿轮圆周液体产生的径向力F1B.由齿轮啮合产生的径向力F2C.径向力的合成 由此可见，从动齿轮轴承比主动齿轮轴承所受径向力的合力要大。因此，在实际运行中，被动齿轮轴承比主动齿轮轴承会较早磨损。图3-10 齿轮泵径向受力分析F2

14、排油01F1F102F2吸油F2FF2F1（2）减小径向力的措施缩小压油口，使排油腔作用在齿轮上的面积减小到只作用在12个齿的范围内，以减小径向力。将排油腔扩大到吸油腔侧，在工作过程中只有12个齿起密封作用，使对称区域的径向力得到平衡，从而减小作用在轴承上的径向力。将吸油腔扩大到接近排油腔侧，只留12个齿起密封作用，并在排油区设置径向间隙补偿块，如图3-9所示。这种结构既减小了径向力，又使容积效率提高。开液压平衡槽23吸油口排油口1图3-9 径向间隙补偿示意图AB排油吸油BA图3-11 液压平衡槽示意图五、外啮合齿轮泵的优缺点及应用五、外啮合齿轮泵的优缺点及应用优点：结构简单，制造工艺性好，价

15、格便宜，自吸能力较 好，抗污染能力强，维护方便，工作可靠。缺点：径向不平衡力大，泄漏大，流量脉动大，噪声大，效 率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能作变 量泵使用。应用：用于环境差、对压力、流量特性要求不高的场合，通常p10MPa（中低压），如工程机械、建筑机械、农用机械等。3.2.3 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线内啮合齿轮泵和内啮合摆线齿轮泵（又称转子泵）两种。12345CPR1R20102Re1Re2图3-12 渐开线内啮合齿轮泵工作原理排油口吸油口排油腔CBAGFE4321De吸油腔图3-13 内啮合摆线齿轮泵0102内啮合齿轮泵特点内啮合齿轮泵特点内啮合齿轮泵结构紧凑，重量轻

16、，流量、压力脉动小，噪声较小，使用寿命长。内啮合摆线齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动平稳，吸油条件更为良好。其缺点是齿形复杂，加工精度要求高，因此价格较高。3.2.4 齿轮马达n 齿轮马达的工作原理n 齿轮马达与齿轮泵的区别n 应用特点一、齿轮马达的工作原理一、齿轮马达的工作原理齿轮马达的结构与齿轮泵基本相同，其工作原理如图3-14所示。01r1r2123123进油口出油口图3-14 齿轮马达的工作原理图02二、齿轮马达与齿轮泵的区别二、齿轮马达与齿轮泵的区别虽然齿轮马达和齿轮泵的结构基本相同，但由于功用不同，在结构上和齿轮泵还是有差别的。其主要区别有：1.齿轮马达有正反转的要求，因而其

17、结构对称。2齿轮马达壳体上设有单独的外泄漏油口。因为马达回油有背压，若采用内部泄油，在马达正反转时容易将轴端密封冲坏。齿轮马达的齿数一般比齿轮泵的齿数多。齿数多，有好的起动性能，运动平稳。齿轮泵提供压力和流量，强调的是容积效率；而齿轮马达产生输出扭矩，强调的是机械效率，并力图因此，一般齿轮马达的齿数14，且多采用滚针轴承。三、齿轮马达的应用特点三、齿轮马达的应用特点与齿轮泵相似容积效率低只能用于中低压场合适合于高转速、低转矩系统3.3 叶片泵及叶片马达n双作用叶片泵n单作用叶片泵n叶片式液压马达3.3.1 双作用叶片泵n结构组成n工作原理n排量和流量的计算n结构特点一、结构组成一、结构组成双作

18、用叶片泵的结构如图所示:定子、转子、叶片、左右配油盘、传动轴、壳体等组成.双作用叶片泵的转子每转一周，叶片在槽内往复运动两次，完成两次吸油、排油过程，故称为双作用叶片泵。双作用叶片泵由于具有两个吸油腔和两个排油腔，并且各自的中心夹角是对称的，其密闭工作容积数（等于叶片数）为偶数，所以作用在转子上的油液压力相互平衡，因此这种泵又称为卸荷式叶片泵。二、工作原理二、工作原理V密 形成：定子、转子和相邻两叶片、配流盘围成 左上、右下腔，叶片伸出，V密吸油V密 变化：转子顺转 右上、左下腔，叶片缩回，V密压油 吸压油口隔开：配油盘上封油区及叶片排油吸油1234rR图3-15 双作用叶片泵工作原理图三、排

19、量和流量的计算三、排量和流量的计算 如图3-16所示，V1为吸油后封油区内的油液体积，V2为排油后封油区内的油液体积，考虑到叶片厚度及叶片倾角对吸油和排油时油液体积的影响，泵的排量为:cos2/221ZrRrRbZVVVrRV1V2r0图3-16 双作用叶片泵的流量计算泵的实际输出流量为:双作用叶片泵也存在着流量脉动，但比其它型式的泵要小得多，且在叶片数为4的倍数时最小，叶片数一般取12或16。并且，双作用叶片泵是定量泵。cospvpvZrRrRbVq四、结构特点四、结构特点1定子曲线 定子曲线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，如图3-17（a）所示。长、短半径之差Rr越大

20、，泵的排量也越大。但差值过大，叶片从转子叶片槽中滑出的长度越大，受液压力所产生的弯矩越大，会引起叶片折断、卡死等现象；另外，差值越大，过渡曲线的斜率也越大，使叶片的离心力不足以将叶片紧贴在定子的过渡曲线上，即产生脱空现象。一般Rr值不超过7.3 mm。过渡曲线应保证叶片贴紧在定子内表面上，保证叶片在转子叶片槽中径向运动时速度和加速度的变化均匀，叶片对定子内表面的冲击要尽可能小。定子曲线所用的过渡曲线有阿基米德螺线、正弦加速曲线、等加速等减速曲线和高次曲线等。其中等加速等减速曲线用得较为广泛。2配流盘 如图3-18所示，双作用叶片泵的配流盘上有两个吸油窗口2、4和两个排油窗口1、3，窗口之间为封

21、油区。AAb1234排油腔排油腔A-Ab图3-18 配流盘结构3叶片的倾角 叶片泵在工作过程中，叶片受离心力和底部液压力的作用，使叶片顶紧在定子内表面上。为减小侧向力，将叶片顺着转子旋转方向向前倾一个角，这样可使压力角减小为（=）。双作用叶片泵叶片倾角一般取10 14。MFTFNFPMFTFNFP90RrO图3-23 叶片的倾角 3.3.2 单作用叶片泵一、工作原理一、工作原理如图3-24所示。单作用叶片泵是由转子1、定子2、叶片3、泵体4以及配流盘5等零件组成。泵的转子每旋转一周，叶片在槽中往复滑动一次，密闭工作腔的容积增大和缩小各一次，完成一次吸油和排油，故称单作用叶片泵。12345排油吸

22、油e图3-24 单作用叶片泵工作原理二、排量和流量的计算二、排量和流量的计算 单作用叶片泵排量的计算如图3-25所示。两个相邻叶片形成的工作容积在转子旋转一周后所排出的油液体积V为:单作用叶片泵的排量等于转子旋转一周后各密封工作容积所排出的油液体积之和除以2，即 RBeZeReRBVVV4212221 22RBeZVVeR+eR-eR01V1V2图-25 单作用叶片泵排量计算简图当单作用叶片泵转子旋转角速度为时，其实际流量为:qp=Vpv=2RBepv 单作用叶片泵的流量也是有脉动的。分析表明，叶片数越多，流量脉动率越小，且奇数个叶片比偶数个叶片的泵的流量脉动率要小，因此，单作用叶片泵的叶片数

23、均为奇数，一般为13或15片。由上式可见，改变转子和定子的偏心距 e 的大小和方向，能够改变单作用叶片泵的排量，因此，这种泵常用作变量泵。三、限压式变量叶片泵三、限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵有内反馈式和外反馈式两种变量形式。在此仅介绍内反馈式变量叶片泵。1结构组成与工作原理组成：是由定子、转子、叶片、泵体、流量调节螺钉、压力调节螺钉以及配流盘等零件组成。内反馈限压式变量叶片泵的变量原理如图3-26所示。51234FF1F20102e排油腔吸油腔图3-26 变量原理2限压式变量叶片泵的压力流量特性内反馈限压式变量叶片泵的压力流量特性如图3-27所示。调节流量调节螺钉，可改变qmax，使AB段

24、上下平移调节压力调节螺钉，可改变pB，使BC段左右平移 改变弹簧刚度，使BC段斜率 k大，曲线平缓 变化 k小，曲线较陡ABCpqpB0图3-27 压力流量特性pC51234FF1F20102e排油腔吸油腔图3-26 变量原理四、单作用叶片泵结构要点（与双作用相比）四、单作用叶片泵结构要点（与双作用相比）n定子形状：圆环n径向力：存在n叶片数目：13或15，以减少流量脉动n转子与定子位置关系：存在偏心距，变量泵 五、叶片泵的优缺点及其应用五、叶片泵的优缺点及其应用优点：运转平稳，流量、压力脉动小，噪声小。缺点：与齿轮泵相比结构较复杂，对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死；通常只能单方向

25、旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片折断。应用：它广泛的应用于机械制造中的专用机床、自动线等 中低压、要求较高的液压系统中。3.3.3 叶片式液压马达叶片式液压马达一般为双作用式，其工作原理如图3-28所示。12345678p图3-28 双作用叶片式马达工作原理图图3-29所示为双作用叶片式马达的典型结构。它与双作用叶片泵相比，具有如下特点：1叶片底部装有燕式弹簧，其作用是保证马达在起动时，叶片能紧贴定子内表面，形成密闭容积。2马达的壳体内装有两个单向阀，不论马达正转或反转，它都能保证叶片底部始终通入高压油，从而使叶片与定子紧密接触，保证密封。3由于液压马达要作双向旋转，叶片槽呈径向布置。21通

26、叶片底部AAAA图3-29分别与马达进、出油腔相通n提问：根据工作原理图判断：作泵使用或作马达使用时的进出油口位置12345678p图3-28 双作用叶片式马达工作原理图3.4 轴向柱塞泵及轴向柱塞马达 根据柱塞相对缸体的分布情况有两种结构形式：一种是轴向柱塞泵，另一种是径向柱塞泵。柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞沿轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。3.4.1 斜盘式轴向柱塞泵一、工作原理一、工作原理 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理如图3-30所示。缸体每旋转一周，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸、排油过程。x12345678zBAba0R02023y图3-30y 二、排量和流量的计算二、排量和流

27、量的计算 当柱塞从=转到2时，柱塞的行程为:L=2Rtg 缸体每旋转一周，每个柱塞吸油和排油各一次，则泵的排量V 和流量q 分别为：实际上，泵的瞬时流量qsh是脉动的，其流量不均匀系数与柱塞数及其奇偶性有关。柱塞数越多，流量不均匀系数越小；奇数柱塞比偶数柱塞的流量不均匀系数要小。因此，柱塞泵中的柱塞多采用Z=7或9。从上式中可以看出，改变斜盘倾角的大小和方向就可以改变其输出流量的大小和方向，因此，某些轴向柱塞泵可用作双向变量泵。tg412/422ZRdZdLV tg412pvZRdq三、斜盘式轴向柱塞泵的结构及特点三、斜盘式轴向柱塞泵的结构及特点 1、结构 图3-31所示为国产 SCY14-1

28、B 型斜盘式轴向柱塞泵的结构。该泵是由主体结构和变量机构两部分组成。12345678910111213141516171819201234567891011121314151617181920 2、特点 1）变量机构 轴向柱塞泵变量机构的结构形式很多，有手动变量机构、伺服变量机构等。图3-31所示为手动变量机构，图3-34所示为伺服变量机构。7图3-348ye1h23gf4d56p(a)(b)(2)摩擦副 在斜盘式轴向柱塞泵中，柱塞与柱塞孔、缸体与配流盘、滑靴与斜盘构成三对运动摩擦副，这三对运动摩擦副的工作状态直接影响泵的密封性能、效率和使用寿命等。滑靴与斜盘 如图3-32所示，作用在柱塞底部

29、的液压力F1为:421pdF pabc斜盘pFthF1FfFN F1在柱塞头部分解成的法向力FN为 油膜在滑靴底部产生的反推力Ff为 当FN=Ff，即柱塞头部作用在滑靴上的法向力FN 和油膜作用在滑靴上的反力Ff 完全相等，称为全平衡状态。此时滑靴与斜盘脱离接触，不存在金属摩擦，只有油液的粘性摩擦。这种状态机械效率较高，但泄漏较大，容积效率较低。当FNFf，称为过平衡状态。此时油膜刚度大，泄漏量也大，此种方案很少采用。当FNFf，称为部分平衡状态。即滑靴始终压在斜盘上，两者的剩余压紧力F=FNFf不大，通常取压紧系数 这样，既可以保证泄漏小，又不至于滑靴与斜盘之间压得太紧而加速磨损。cos4c

30、os21pdFFN 2121APAPFf101051.FFmfN缸体与配流盘 如图3-33所示，缸体1内有七个均布的柱塞孔，柱塞孔底部开有腰圆形的进出油口，腰形孔的通流面积比柱塞孔小，因此当柱塞排油时，油液压力对缸体产生一个轴向推力，加上弹簧的预压紧力，构成了缸体对配流盘2的总压紧力。为了减少缸体与配流盘之间的摩擦、磨损，在它们之间也采用了剩余压紧力的方法。如图3-33（a）、（b）所示。如图3-33（c）所示，为了防止吸油腔与排油腔相通，在配流盘上封油区的周向长度L要大于缸体上腰形孔的周向长度L。由于缸体柱塞孔底部的腰形孔道在配流盘上、下死点前后一小段行程（L-Lo）内，既不与排油腔相通，也

31、不与吸油腔相通，而此时柱塞仍有微小行程，使柱塞底部出现变大或变小的闭死容积，由此产生困油现象。解决办法是在配流盘吸油窗口与排油窗口的两端各开小三角油槽，使两尖端之间的距离等于或略小于柱塞底部腰形孔的长度L0，如图3-33（d）所示。这种办法既使吸、排油窗口之间有足够的密封长度而不致泄漏过多，又可以在闭死容积变化时能通过小三角油槽吸、排油，以消除困油现象。1D5L0345D2D5D4D3D15(a)(d)(c)(b)图3-33 配流盘与缸体之间的配合AABB2D1D2D3D4pA-Ae-e展开B-BeeL0L 柱塞与缸体内柱塞孔 这一对摩擦副为圆柱面，工艺性能较好，易保证密封性。但由于斜盘倾角的

32、影响，柱塞上作用有侧向力Ft，如图3-32所示。侧向力Ft通过柱塞作用于缸体上，它可以使缸体倾斜，造成缸体和配流盘之间出现楔形间隙，使泄漏增大，并且使密封表面产生局部接触，柱塞与缸体之间的磨损加剧。为了减小侧向力，斜盘的倾角不宜过大（通常20）；增加柱塞在缸体内柱塞孔中的接触长度，在柱塞上开均压槽，合理选择柱塞和缸体的材料及热处理工艺，都有利于提高耐磨性能，减小泄漏。四、柱塞泵的优缺点及其应用四、柱塞泵的优缺点及其应用优点：工作压力高，p2040MPa，Pmax可达到100MPa；容积效率高，95%，流量大，易于实现变量。缺点：结构较复杂，价格高，对油液要求高，使用、维修要求严格。应用：该泵适

33、用于高压、大流量、大功率的场合。3.4.3 轴向柱塞马达轴向柱塞马达的结构特点基本上与同类型的液压泵相似，除采用阀式配流的液压泵不能作为液压马达用之外，其它形式的液压泵基本上都能作液压马达使用。图3-36所示为斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图。TNFTRTT图3-36AAAA3.4.2 斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵的主轴与缸体的旋转轴线不在同一直线上，而是成一个角度。图3-35所示斜轴式轴向柱塞泵是由主轴1、轴承组2、连杆柱塞副3、缸体4、配流盘6、壳体5等零件组成。斜轴式轴向柱塞泵中主轴与缸体轴线夹角较大，一般为25，最大可达40，由于倾角大，变量范围大，所需的摆动空间也大，故做成双向变量

34、泵时体积大而且笨重。图3-35123456789 3.5 液压泵及液压马达的性能比较和选用原则液压泵及液压马达是液压系统中的核心元件。合理地选择液压泵及液压马达对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。一、液压泵的选择一、液压泵的选择选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和液压系统对工作性能的要求，首先应决定选用变量泵还是定量泵。变量泵的价格高，但能达到提高工作效率、节能及压力恒定等要求。然后，再根据各类泵的性能、特点及成本等确定选用何种结构类型的液压泵。最后，按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。表3-1列出了常用液压泵的技术性能

35、。齿 轮 泵 叶 片 泵 柱 塞 泵 内 啮 合 轴 向 式 外啮合 渐开线 摆 线 单作用 双作用 斜盘式 斜轴式 径 向 式 螺杆泵 压力范围(MPa)2.525 10 6 6.310 6.328 740 1640 2.510 排量范围(mL/r)2.5210 1.7663.6 16 10125 2.5237 2.51616 9.4915 0.161463 转速范围(r/min)14504000 20003000 15002000 6001800 6002800 10003600 9707500 1001800 最大功率(kW)187.2 16.8 4 53 49 148 583 290

36、容积效率(%)7095 90 90 6090 8595 9097 9097 7095 总效率(%)6590 85 85 5585 6585 8090 8090 7085 功率重量比 中 中 中 小 中 大 中 小 流量脉动(%)1127 13 3 15 14 1 对污染敏感性 小 小 小 中 中 大 大 小 最高自吸能力(kPa)50 33.5 33.5 16.5 16.5 63.5 价 格 最低 低 低 中 中低 高 高 100 0.25188 1500 46 95 90 小 2 中 16.5 高 高 类 型 性 能 类 型 适 用 工 况 应 用 实 例 外啮合 一般适合于中低压(8 MP

37、a 以下)的工况，在高压(25 MPa 以下)时要选用高压齿轮泵。自吸能力好，抗污染能力强，但噪声大，流量脉动大。渐开 线式 适合于中低压工况，转速较高，流量脉动相对较小，抗污染能力强，噪声较小。齿 轮 泵 内 啮 合 摆线 转子式 使用压力一般不超过 6 MPa，排量范围较小，流量脉动相对较小，抗污染能力强，噪声较小。用于机床、工程机械、农业机械、航空、船舶以及一般机械的润滑系统中。外啮合齿轮泵还用于矿山机械、起重运输机械等设备的液压系统中。内啮合齿轮泵还用于高压作用设备的液压系统中。摆线转子泵还用于大、中型车辆的液压转向系统、柴油机润滑系统中。单作用 使用压力不超过 10 MPa，可以变量

38、，自吸能力一般，噪声较低，对油液污染较敏感，寿命较低。叶 片 泵 双作用 一般适合于中低压(8 MPa)以下，在中高压(816 MPa)时要选用高压叶片泵，自吸能力一般，噪声较低，对油液污染较敏感。用于机床、注塑机、液压机、起重机、工程机械、飞机、船舶、压铸机、冶金机械等设备的液压系统。螺 杆 泵 适合于中低压的工况，排量范围大，流量脉动小，抗污染能力强，噪声低，自吸能力好。用于精密机床、精密机械、食品、化工、石油、纺织等机械，还可用于潜艇、液压电梯、汽轮机、水电站调速系统中。斜盘端 面配流 适合于中高压(832 MPa)的工况，容积效率高，有多种变量形式，自吸能力差，对油液污染敏感，噪声较大

39、。轴 向 斜轴端 面配流 适合于中高压的工况，最低转速不低于 50 r/min，其定量泵自吸能力好，效率高。作变量泵时响应慢，对油液污染敏感，噪声较大。多用于农业机械、工程机械、船舶、冶金机械、飞机、火炮及空间技术，尤其适用于闭式回路或需要经常改变泵排量的系统中。柱 塞 泵 径向轴配流 适合于超高压(32100 MPa)工况，效率高，抗污染能力差，自吸能力强，径向尺寸较大。适用于锻压机械、工程机械、运输机械、矿山机械、轧钢机械等设备的液压系统。选择液压马达的原则与选择液压泵的原则基本相同。在选择液压马达时，首先要确定其类型，然后按系统所要求的压力、负载、转速的大小确定其规格型号。一般来说，当负

40、载扭矩小时，可选用齿轮式、叶片式和轴向柱塞式液压马达，其技术性能与表3-1所列相近。如负载扭矩大且转速较低时，宜选用低速大扭矩液压马达。表3-3列出了各类低速液压马达的主要性能参数。常用液压马达的应用范围及选用如表3-4所示。二、液压马达的选择二、液压马达的选择 单 作 用 式 多 作 用 式 结 构 特 点 连杆式 无连 杆式 摆缸式 双斜盘式 柱塞传 力式 柱塞传力 钢球式 横梁传力式 额 定 20.5 17.0 20.5 20.5 13.5 13.5 29.0 压力（MPa）最 高 24.0 28.0 24.5 24.0 20.5 20.5 39.0 额 定 510 2 0.5 510

41、0.5 1 0.5 转速/(r/min)最 高 200 275 220 200 120 600 75 机械效率（%）93 95 95 96 95 95 95 容积效率（%）96.8 95 95 95 95 95 95 总效率（%）90 90 90 91 90 90 90 起动效率（%）85 90 88 90 90 82 88 单位排量重量(N/mL)1.0 1.6 1.1 1.4 0.96 0.67 1.35 类 型 适 用 工 况 应用实例 外啮合式 适合于高速小扭矩、且速度平稳性要求不高、噪声限制不大的场合。齿 轮 马 达 内啮合式 适合于高速小扭矩，要求噪声较小的场合。适用于钻床，风扇以

42、及工程机械、农业机械、林业机械的回转机构液压系统。叶片马达 适合于负载扭矩不大、噪声要求小、调速范围宽的场合。适用于机床（如磨床回转工作台）等设备中。高速小扭矩马达 轴向柱塞马达 适合于负载速度大、有变速要求、负载扭矩较小、低速平稳性要求高，即中高速小扭矩的场合。适用于起重机、绞车、铲车、内燃机车、数控机床等设备。曲轴连杆式 适合大扭矩低速工况，起动性较差。内曲线式 适合于负载扭矩大、速度范围宽、起动性好、转速低的场合。当扭矩比较大、系统压力较高（如大于 16MPa），且输出轴承受径向力时，宜选用横梁式内曲线液压马达。低速大扭矩马达 径向马达 摆缸式 适用于大扭矩、低速工况 适用于塑料机械、行走机械、挖掘机、拖拉机、起重机、采煤机牵引部件等设备。双斜盘轴向柱塞马达 低速性好，可作伺服马达。适用范围广，但不宜在快速性要求严格的控制系统中使用。中速中扭矩马达 摆线马达 适用于中低负载速度、体积要求小的场合。适用于塑料机械、煤矿机械、挖掘机、行走机械等设备。)(sXi)(sXo1G2G1H3G4G2H3H