1、12本章主要内容本章主要内容 液压泵的工作原理与性能参数液压泵的工作原理与性能参数 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵 通过本章的学习，要求：通过本章的学习，要求：掌握掌握这几种泵的这几种泵的工作原理工作原理（泵是如何吸油、（泵是如何吸油、压油和配流的）、压油和配流的）、结构特点结构特点及主要及主要性能性能特点；特点；了解了解不同类型的泵之间的性能差异及适用范围，不同类型的泵之间的性能差异及适用范围，为日后正确选用奠定基础。为日后正确选用奠定基础。液压泵的分类选用及其符号液压泵的分类选用及其符号3第一节第一节 液压泵概述液压泵概述 液压泵液压泵是液压系统的是液压系统的动力
2、元件动力元件，将原动机，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。元件提供压力油。液压泵的性能液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。工作性能和可靠性。4泵的输入参量泵的输入参量 转矩转矩 T 角速度角速度 输出参量输出参量 流量流量 Q 压力压力 p液压泵的符号液压泵的符号5输出参量输出参量 转矩转矩 T 角速度角速度 液压马达的符号液压马达的符号马达的输入参量马达的输入参量 流量流量 Q 压力压力 p单向定量单向定量单向变量单向变量双向定量双向定量双向变量双向变量6561234图 2.1 液 压 泵
3、 的 工 作 原 理 柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过压油阀的油液便通过压油阀6 6排到系统中去。排到系统中去。凸轮凸轮1 1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生真空，油液便通过吸油阀变大，产生真空，油液便通过吸油阀5 5吸入；吸入；系统系统7QBACO泵吸入泵排出 由此可见，由此可见，泵泵是靠是靠密闭工作腔的容积变化密闭工作腔的容积变化进行进行工作的。工作的。这种吸油和排油均依赖这种吸油和排油均依赖密闭容积变化密闭容积变化的泵，被的泵，被称之为称之为容积式泵容积式泵。8液压泵和液压马达液压泵和液
4、压马达工作的必需条件工作的必需条件：（1）必须有一个大小能作）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积周期性变化的封闭容积；（2）必须有配流动作，即）必须有配流动作，即 封闭容积封闭容积增大增大时吸入低压油时吸入低压油 封闭容积封闭容积减小减小时排出高压油时排出高压油 封闭容积封闭容积增大增大时充入高压油时充入高压油 封闭容积封闭容积减小减小时排出低压油时排出低压油（3）高低压油不得连通高低压油不得连通。液压泵液压泵液压马达液压马达9 液压泵液压泵和和液压马达液压马达都是液压传动系统中的能量转都是液压传动系统中的能量转换元件换元件。液压泵液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成由原动机驱动，把输
5、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，它是液压系统的系统中去，它是液压系统的动力源动力源。液压马达液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以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，是液压传动系统的动系统的执行元件执行元件。Q液压输出液压输出pQ J液压马达液压马达液压泵液压泵机械输入机械输入ppTpQ 液压输入液压输入mmT机械输出机械输出10Q液压输出液压输出pQ J液压马达液压马达液压泵液压泵机械输入机械输入ppTpQ 液压输入液压输入mmT机械输出
6、机械输出 液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，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，就成为液压马达，即转轴转动，就成为液压马达，即容积式泵都可作容积式泵都可作液压马达使用液压马达使用。但在但在实际中实际中由于性能及结构对称性等要求不同，由于性能及结构对称性等要求不同，一般情况下，一般情况下，液压泵和液压马达不能互换液压泵和液压马达不能互换。11 液压泵液压泵按其在单位时间内所能输出油液体积按其在单位时间内所能输出油液体积能否调节而分为能否调节而分为定量泵定量泵和和变量泵变量泵两类；两类；按主要构件的
7、形状和运动方式可以分为按主要构件的形状和运动方式可以分为齿轮齿轮式式、叶片式叶片式、柱塞式和螺杆式柱塞式和螺杆式四大类。四大类。液压马达液压马达也具有相同的形式。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下，液压泵在每一工作周期中吸入或排出的油液吸入或排出的油液体积只取决于工作构件的几何尺寸体积只取决于工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的，如柱塞泵的柱塞直径和工作行程。柱塞直径和工作行程。三、液压泵的分类和选用三、液压泵的分类和选用 12液压泵的液压泵的选用选用 是否要求变量是否要求变量 径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作径向柱
8、塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。用叶片泵是变量泵。工作压力工作压力 柱塞泵压力柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力；叶片泵压力6.3MPa，高压化以后可达，高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达，高压化以后可达21MPa。工作环境工作环境 齿轮泵的抗污染能力最好。齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标噪声指标 低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。量均匀。效率效率 轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵
9、，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。下总效率最高。13四、液压泵的基本性能参数四、液压泵的基本性能参数 液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、压力、排量、流量、功率排量、流量、功率和和效率效率等。等。工作压力工作压力P：指泵（马达）实际工作时的压力。指泵（马达）实际工作时的压力。泵泵指输出压力；马达指输入压力。实际工作压力取决指输出压力；马达指输入压力。实际工作压力取决于相应的外负载。于相应的外负载。额定压力额定压力Ps：泵（马达）泵（马达）在额定工况条件下按试在额定工况条件下按试验标准规定
10、的连续运转的最高压力验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是，超过此值就是过载。过载。吸入压力吸入压力：泵进口处的压力。：泵进口处的压力。压力压力14排量排量 每转排量每转排量 ：无内外泄漏时，泵（马达）每无内外泄漏时，泵（马达）每转一周所排出（吸入）液体的体积转一周所排出（吸入）液体的体积。V 每弧度排量每弧度排量 ：泵（马达）泵（马达）每转一弧度所排每转一弧度所排出（吸入）液体的体积出（吸入）液体的体积，也称角排量。，也称角排量。dV15流量流量 理论流量理论流量 ：无内外泄漏时，单位时间内泵无内外泄漏时，单位时间内泵（马达）排出（吸入）液体的体积（马达）排出（吸入）液体的体积。泵、马
11、达的流。泵、马达的流量为其转速与排量的乘积，即量为其转速与排量的乘积，即 。tqnVVqdt 额定流量额定流量 ：在额定转速和额定压力下泵输出在额定转速和额定压力下泵输出（马达输入）的流量，（马达输入）的流量，也是按试验标准规定必须保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，油液具有压证的流量。由于泵和马达存在内泄漏，油液具有压缩性，所以缩性，所以额定流量和理论流量是不同的额定流量和理论流量是不同的。q 瞬时流量瞬时流量qsh：液压泵任一瞬时理论输出流量。：液压泵任一瞬时理论输出流量。shq16nTTpqNtttt2 功率和效率功率和效率：液压泵由原动机驱动，输入量是：液压泵由
12、原动机驱动，输入量是转矩转矩 和角速度和角速度 ，输出量是液体的压力，输出量是液体的压力 和流量和流量 ；如果不考虑液压泵、马达在能量转换过程中的损失，如果不考虑液压泵、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则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是是：Tqp 液压泵、马达的理论转矩和转速。液压泵、马达的理论转矩和转速。tTn,tqp,液压泵、马达的压力和理论流量。液压泵、马达的压力和理论流量。式中：式中：17 实际上，液压泵和液压马达在实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的，因能量转换过程中是有损失的，因此输出功率小于输入功率。此输出功率小于
13、输入功率。功率损失功率损失可以分为可以分为容积损失容积损失和和机械损失机械损失两部分：两部分：容积损失容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的流量损失。等造成的流量损失。机械损失机械损失是因摩擦而造成的转矩上的损失。是因摩擦而造成的转矩上的损失。dtdtttVTPVPTTqP;:理想泵或马达18 对对液压泵液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量流量 减小。设泵的流量损失为减小。设泵的流量损失为 ，则，则 qlqltqqqtltlttvqqqqqqq1vtqq 可用可用容积效率容积效率 来表征来表征。v 泵容积损失泵
14、容积损失19泵容积损失泵容积损失vtqq:d理想泵P泵的角度排量dVVTTp/()(dtVqttPTt20 对对液压马达液压马达来说，输入液压马达的实际流量来说，输入液压马达的实际流量 必然大必然大于它的理论流量于它的理论流量 即即 ，它的容积效率为：，它的容积效率为：qtqltqqqvtqqqqqqqqqlltv1 马达容积损失马达容积损失21 马达容积损失马达容积损失vtqq:d理想泵P泵的角度排量dVVTT p/()(dtVqttPTt22机械损失机械损失是因摩擦而造成的转矩上的损是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对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于
15、其理论上需要的驱动转矩，设转矩损失为要的驱动转矩，设转矩损失为 ，理论转矩为，理论转矩为 ，则泵实际输入转矩为则泵实际输入转矩为 ，用机械效率，用机械效率 来来表征泵的机械损失，则表征泵的机械损失，则fTtTftTTTm mtTT23mtTT 液压泵的液压泵的总效率总效率 等于其容积效率和机械效率的乘等于其容积效率和机械效率的乘积积：mv24 马达的马达的机械损失机械损失mtTT 对于液压马达来说，由于摩擦损失的存在，其实际对于液压马达来说，由于摩擦损失的存在，其实际输出转矩输出转矩 小于理论转矩小于理论转矩 ，它的机械效率为，它的机械效率为TtTmtftfttmTTTTTTT125mtTT液
16、压马达的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积。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、马达的液压泵、马达的容积效率和机械效率容积效率和机械效率在总体上在总体上与与油液的泄漏和摩擦副的摩擦损失油液的泄漏和摩擦副的摩擦损失有关。有关。mv26图图2.2 液压泵、马达的液压泵、马达的能量传递方框图能量传递方框图mtTTmtTTvtqqvtqq:d理想泵P泵的角度排量dVVTT p/()(dtVqttPT27柱塞泵 柱塞沿径向放置的泵称为柱塞沿径向放置的泵称为径向径向柱塞泵，柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为柱塞轴向布置的泵称为轴向轴向柱塞泵。为了连柱塞泵。为了连续吸油和压油，续吸油和压油，
17、柱塞数必须大于等于柱塞数必须大于等于3 3，且，且都为奇数都为奇数。径向柱塞泵径向柱塞泵 配流轴式径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵 阀配流径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵 斜轴式无铰轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵28配流轴式径向柱塞泵工作原理配流轴式径向柱塞泵工作原理 工作原理工作原理缸体缸体 均布有几个柱塞均布有几个柱塞孔，柱塞底部空间为孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。密闭工作腔。柱塞柱塞 其头部滑履与定其头部滑履与定子内圆接触。子内圆接触。定子定子 与缸体存在偏心。与缸体存在偏心。配流轴配流轴传动轴传动轴 排量公式排量公式 V=（d 2/2）e
18、z式中：式中：e 定子与缸体之间的偏心距定子与缸体之间的偏心距 Z 柱塞数柱塞数29配流配流轴式轴式径向径向柱塞柱塞泵泵30配流轴式径向柱塞泵结构特点配流轴式径向柱塞泵结构特点 配流轴配流配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。平衡，容积效率较高。柱塞头部装有滑履柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接，滑履与定子内圆为面接触，接触面触，接触面比压很小比压很小。可以实现可以实现多泵同轴串联多泵同轴串联，液压装置，液压装置结构紧凑结构紧凑。改变定子相对缸体的偏心距改变定子相对缸
19、体的偏心距可以可以改变排量改变排量，且变量方式多样。且变量方式多样。31斜盘式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵工作原理 工作原理工作原理缸体：缸体：均布均布Z Z 个柱个柱塞孔，分布圆直径为塞孔，分布圆直径为D D柱塞滑履组柱塞滑履组：柱塞：柱塞直径为直径为d d斜盘斜盘：相对传动轴：相对传动轴倾角为倾角为配流盘配流盘传动轴传动轴排量公式排量公式 V=（d 2/4）D z tg 改变改变斜盘倾角斜盘倾角可以改变泵的排量可以改变泵的排量3233斜盘1柱塞2缸体3配油盘434缸体缸体柱塞滑履组柱塞滑履组配流盘配流盘斜盘斜盘35轴向轴向柱塞泵柱塞泵 径向径向柱塞泵柱塞泵 吸油吸油 压油压油 36斜
20、盘式轴向柱塞泵的结构特点斜盘式轴向柱塞泵的结构特点 三对磨擦副三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达力可达31.5MPa。泵体上有泵体上有泄漏油口泄漏油口。传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。为减为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：为奇数：5，7，9。37 为为防止防止密闭容积密闭容积在吸、压油转换在吸、压油转换时因压力突变引时因压力突变引起的起的压力冲击压力冲击，在配流盘的配流在配流盘的配流窗口前端开有窗口前端开有减
21、减振槽或减振孔振槽或减振孔。38斜轴式无铰轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵 工作原理工作原理与斜盘式轴与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不缸体轴线与传动轴不在一条直线上在一条直线上，它们，它们之间存在一个之间存在一个摆角摆角，柱塞与传动轴之间通柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复塞在缸体孔内作往复运动。运动。39斜轴式无铰轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵 特点特点：柱塞：柱塞受力状态较受力状态较斜盘式好，斜盘式好，不仅可增大不仅可增大摆角来增大摆角来增大流量，且耐
22、流量，且耐冲击、寿命冲击、寿命长。长。40叶片泵叶片泵 叶片泵叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。片泵。双作用叶片泵只能作定量泵双作用叶片泵只能作定量泵用，用，单作用叶片泵可作变量泵单作用叶片泵可作变量泵用。用。双作用双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油两次吸油和压油和压油而得名。而得名。单作用单作用叶片泵转子每转一周，叶片泵转子每转一周，吸、压油吸、压油各一次各一次，故称为单作用。，故称为单作用。41双作用叶片泵双作用叶片泵 结构组成结构组成 定子定子 其内环由其内环由两段大
23、半径两段大半径R 圆弧圆弧、两段小半径两段小半径 r 圆弧圆弧和和四段过渡曲线四段过渡曲线组成组成 转子转子 铣有铣有Z个叶片槽，且与个叶片槽，且与定子同心，宽度为定子同心，宽度为B 叶片叶片 在叶片槽内能自由滑在叶片槽内能自由滑动动 左、右配流盘左、右配流盘 开有对称布开有对称布置的吸、压油窗口置的吸、压油窗口 传动轴传动轴42双作用叶片泵4344双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵工作原理 工作原理工作原理 由由定子内环、转子外圆和左右配流盘定子内环、转子外圆和左右配流盘组成组成的密闭工作容积被叶片分割为的密闭工作容积被叶片分割为四部分四部分，传动轴带动转子，传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作
24、用下旋转，叶片在离心力作用下 紧贴定子内表面，因紧贴定子内表面，因定子定子 内环由两段大半径圆弧、内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过两段小半径圆弧和四段过 渡曲线组成渡曲线组成，故有，故有两部分两部分 密闭容积将减小，受挤压的密闭容积将减小，受挤压的 油液经配流窗口排出，油液经配流窗口排出，两部分两部分密闭容积将增大形成真密闭容积将增大形成真 空，经配流窗口从油箱吸油。空，经配流窗口从油箱吸油。45 排量公式排量公式 V=2B（R 2 r 2）-2 z BS（R-r）/cos 为叶片倾角为叶片倾角46双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵的结构特点 径向力平衡径向力平衡。为保证叶片自由滑
25、动且始终紧贴定子内表面，为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油叶片槽根部全部通压力油。合理设计合理设计过渡曲线形状和叶片数过渡曲线形状和叶片数（z8z8），可），可使理论流量均匀，噪声低。使理论流量均匀，噪声低。定子曲线圆弧段圆心角定子曲线圆弧段圆心角配流窗口的间距角配流窗口的间距角 叶片间夹角叶片间夹角（=2/z 2/z）。）。为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有流窗口前端开有减振槽减振槽。47 叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作
26、用叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用：定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。进而，影响了泵的寿命和额定压力的提高。进而，影响了泵的寿命和额定压力的提高。措施措施：减小吸油区叶片槽根部油液压力或叶片根部：减小吸油区叶片槽根部油液压力或叶片根部有效作用面积。有效作用面积。48 提高双作用叶片泵额定压力的措施提高双作用叶片泵额定压力的措施：采用采用浮动配流盘浮动配流盘实现端面间隙补偿实现端面间隙补偿 减小减小通往吸油区叶片根部的通往吸油区叶片根部的油液压力油液压力（p）减
27、小吸油区叶片根部减小吸油区叶片根部的的有效作用面积有效作用面积 阶梯式叶片（阶梯式叶片（s）子母叶片（子母叶片（b）柱销式叶片柱销式叶片（b）图2.16母子叶片结构 t 子叶片母叶片压力油道中间压力腔压力平衡孔转子定子Bp1p1p21图2.17 1定子；2 转子；3 中间油腔；4 压力平衡油道 243149单作用叶片泵单作用叶片泵 工作原理工作原理 定子定子 内环为圆内环为圆 转子转子 与定子存在与定子存在偏心偏心e，铣有，铣有z 个个叶片槽叶片槽 叶片叶片 在转子叶片在转子叶片槽内自由滑动，宽槽内自由滑动，宽度为度为B 左、右配流盘左、右配流盘 铣铣有吸、压油窗口有吸、压油窗口 传动轴传动轴
28、排量公式排量公式 V=4BzRe sin(/z)51243e50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 51单作用叶片泵的特点单作用叶片泵的特点 可以通过可以通过改变定子的偏心改变定子的偏心距距 e 来来调节调节泵的泵的排量和流排量和流量量。叶片槽根部分别通油叶片槽根部分别通油，叶，叶片厚度对排量无影响。片厚度对排量无影响。因叶片矢径是转角的函数，因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。流量的脉动。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
29、油口 52限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 变量原理变量原理 ：定子右：定子右边控制活塞作用着泵边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边的出口压力油，左边作用着作用着调压弹簧力调压弹簧力，当当FFt，定子将向，定子将向偏心减小的方向移动，偏心减小的方向移动，泵的输出流量减小。泵的输出流量减小。图图2.9 变量原理变量原理 1最大流量调节螺钉（控制活最大流量调节螺钉（控制活塞）；塞）；2 弹簧预压缩量调节螺钉；弹簧预压缩量调节螺钉；3 叶片；叶片；4 转子；转子；5 定子定子FtF53限压式变量叶片泵特性曲线限压式变量叶片泵特性曲线 调调节压力调节螺钉的预压縮量节压力调节螺钉的预压縮量，即改变特性曲
30、线中拐点，即改变特性曲线中拐点B 的压力大小的压力大小 pB，曲线曲线 BC 沿水平方向平移。沿水平方向平移。调节定子右边的最大流量调节螺钉调节定子右边的最大流量调节螺钉，可以改变定子的最，可以改变定子的最大偏心距大偏心距emax，即改变泵的最大流量，曲线，即改变泵的最大流量，曲线 AB上下移上下移动。动。54限压式变量叶片泵特性曲线限压式变量叶片泵特性曲线 更换不同刚度的弹簧更换不同刚度的弹簧，即改变了，即改变了BC 的斜率，泵的最的斜率，泵的最高压力高压力pc也就不同。也就不同。55齿轮泵齿轮泵 齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要是是结构结构简单简单，制造
31、方便制造方便，价格低廉价格低廉，体积小体积小，重量轻重量轻，自吸性自吸性好好，对油液污染不敏感对油液污染不敏感，工作可靠工作可靠；其主要；其主要 齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑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。机械、工程机械和农林机械等各个行业。齿轮泵齿轮泵是利用是利用齿轮啮合原理齿轮啮合原理工作的，根据啮合形式工作的，根据啮合形式不同分为不同分为外啮合外啮合齿轮泵和齿轮泵和内啮合内啮合齿轮泵。齿轮泵。56螺杆泵螺杆泵 因因螺杆的螺旋面螺杆的螺旋面可视为可视为齿轮曲线作螺旋运动所形齿轮曲线作螺旋运动所形成的表面成的表面，螺杆的啮合相当
32、于无数个无限薄的齿轮，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合，因此将曲线的啮合，因此将螺杆泵螺杆泵放在齿轮泵一起介绍。放在齿轮泵一起介绍。57外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 结构组成结构组成 一对一对几何参数完全几何参数完全相同的相同的齿轮齿轮，齿宽，齿宽为为B，齿数为，齿数为z 泵体泵体 前后盖板前后盖板 长短轴长短轴58工作原理工作原理 两啮合的轮齿将泵体、两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部的密闭容积分成两部分，轮齿分，轮齿进入啮合的进入啮合的一侧密闭容积减小一侧密闭容积减小，经压油口排油，经压油口排油，退出退出啮合的一侧密闭容积啮合的一侧密闭容积增
33、大增大，经吸油口吸油。，经吸油口吸油。59外啮合齿轮泵的排量公式外啮合齿轮泵的排量公式 V=2z m 2 B z 齿数，齿数，m 齿轮模数，齿轮模数，B 齿宽齿宽 齿轮齿轮节圆直径一定节圆直径一定时，为时，为增大泵的排量增大泵的排量，应，应增大模数，增大模数，减小齿数减小齿数。齿轮泵的齿轮多为齿轮泵的齿轮多为修正齿轮修正齿轮。齿轮泵的齿轮泵的瞬时理论流量是脉瞬时理论流量是脉动的，动的，这是齿轮泵产生这是齿轮泵产生噪声的噪声的主要根源主要根源。为。为减少脉动减少脉动，可同，可同轴轴安装两套齿轮安装两套齿轮，每套齿轮之，每套齿轮之间间错开半个齿距错开半个齿距，组成共压油，组成共压油口和吸油口的两个
34、分离的齿轮口和吸油口的两个分离的齿轮泵。泵。60外啮合齿轮泵的结构特点外啮合齿轮泵的结构特点 泄漏与间隙补偿措施泄漏与间隙补偿措施齿轮泵存在齿轮泵存在端面泄漏端面泄漏、径径向泄漏向泄漏和和轮齿啮合处泄漏轮齿啮合处泄漏。端面泄漏占端面泄漏占8085。端面间隙补偿采用静压平端面间隙补偿采用静压平衡措施衡措施：在齿轮和盖板之：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如间增加一个补偿零件，如浮浮动轴套或浮动侧板动轴套或浮动侧板，在，在浮动零件的背面引入压力浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜其差值由一层很薄的油膜
35、承受。承受。61 液压径向力及平衡措施液压径向力及平衡措施齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力 F=K p B De,K为系数，对主动齿轮为系数，对主动齿轮K=0.75；对从动齿；对从动齿轮轮K=0.85。62 液压液压径向力的平衡措施径向力的平衡措施：一是一是通过在盖板上开设通过在盖板上开设平平衡槽衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液压径向力平衡的作用。压径向力平衡的作用。二是二是扩大压油口（或
36、吸油口）扩大压油口（或吸油口）。平衡径向力的措施都是以平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价增加径向泄漏为代价。63困油的现象困油的现象AB间的死容间的死容积逐步减小积逐步减小AB间的死容间的死容积逐步增大积逐步增大AB间的死容间的死容积达到最小积达到最小 为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮啮合时的为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮啮合时的重合重合度度（重叠系数重叠系数）必大于）必大于1，故有一部分油液困在两，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。的大小随齿轮转动而变化，形成困油。64AB间的
37、死容积间的死容积逐步减小逐步减小AB间的死容积间的死容积逐步增大逐步增大AB间的死容积间的死容积达到最小达到最小 困油现象：困油现象：轮齿间密封容积轮齿间密封容积周期性的增大减小周期性的增大减小。困油现象危害困油现象危害：若若密封容积减小密封容积减小时，受困油液受到挤压而产生瞬间时，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，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；也受到附加冲击载荷的作用；若若密封容积增大密封容积增大时，无油液的补充，又会造成
38、局部时，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。真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴。65容积减小时容积减小时与压油侧相通与压油侧相通容积增大时容积增大时与吸油侧相通与吸油侧相通卸荷槽卸荷槽 解决措施：解决措施：在前后盖板或浮动轴套上在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽。开卸荷槽。开设卸荷槽的开设卸荷槽的原则原则：两槽间距：两槽间距a使闭死容积最小，使闭死容积最小，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。积由小变大时与吸油腔相通。66大大外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵转速高转速高、自吸能力好自吸能力好
39、、抗污染能力强抗污染能力强等优点，等优点，因此得到了广泛应用。因此得到了广泛应用。67 在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并在容积式泵中，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且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。一个弱点。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，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。引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。齿轮泵的流量脉动齿轮泵的流量脉动 流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。要指标。68内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 工作原理工作原理
40、 一对相互一对相互啮合的小齿轮和内齿啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，的一侧密闭容积减小，为压油腔。为压油腔。特点特点 无困油现象无困油现象 流量脉动小，噪声低流量脉动小，噪声低 采取间隙补偿措施后，采取间隙补偿措施后，泵的额定压力可达泵的额定压力可达30 MPa。69 内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有渐开线齿形渐开线齿形和和摆线齿形摆线齿形
41、两种，其两种，其结构示意图见图结构示意图见图2.6。图图2.6 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵1 吸油腔，吸油腔，2 压油腔，压油腔，3 隔板隔板70 在渐开线齿形在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之小齿轮和内齿轮之间要装一块间要装一块月牙隔月牙隔板板，以便把吸油腔，以便把吸油腔和压油腔隔开，如和压油腔隔开，如图图2.6（a）。）。内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵中的中的小齿轮小齿轮是主动是主动轮，轮，大齿轮大齿轮为从动为从动轮，在工作时大齿轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋轮随小齿轮同向旋转。转。图图2.6 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵1 吸油腔，吸油腔，2 压油腔，压油腔，3 隔板隔板
42、主动小齿轮压油窗口吸油窗口月牙板从动内齿轮71图图2.6 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵1 吸油腔，吸油腔，2 压油腔，压油腔，3 隔板隔板主动小齿轮压油窗口吸油窗口从动内齿轮 摆线齿形啮摆线齿形啮合齿轮泵合齿轮泵又称摆又称摆线转子泵。线转子泵。在这种泵中，在这种泵中，小齿轮和小齿轮和内齿轮内齿轮只相差一齿只相差一齿，因，因而而不需设置隔板不需设置隔板。如图如图2.6（b）。）。72 内啮合齿轮泵的内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，重量轻，运转平稳，噪声低；噪声低；但在但在低速、高压下工作时低速、高压下工作时，压力，压力脉动大，容积效率低脉动大，容积效率低；一般一般用
43、于中、低压系统用于中、低压系统，或作为补油泵。，或作为补油泵。内啮合齿轮泵的缺点是内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂齿形复杂，加工困难，加工困难，价格较贵，价格较贵，且不适合高压工况且不适合高压工况。73螺杆泵螺杆泵 工作原理工作原理 相互啮合相互啮合的螺杆与壳体之间形的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积。当成多个密闭容积。当传动轴带动主螺杆顺传动轴带动主螺杆顺时针旋转时，左端密时针旋转时，左端密闭容积逐渐形成，容闭容积逐渐形成，容积增大为吸油腔；右积增大为吸油腔；右端密闭容积逐渐消失，端密闭容积逐渐消失，容积减小为压油腔。容积减小为压油腔。特点特点 流量均匀，噪流量均匀，噪声低；自吸性能好。声低；自吸性能好。
