液压泵及液压马达

第 三 章 液 压 泵 及 液 压 马 达 3.1 液 压 泵 及 液 压 马 达 的 作 用 液 压 泵 是 液 压 系 统 的 动 力 元 件 ， 将 原 动 机 输入 的 机 械 能 转 换 为 压 力 能 输 出 ， 为 执 行 元 件提 供 压 力 油 。 液 压 马 达 是 将 液 体 压 力 能 转 换 为 机 械 能 的 装置 ,输 出 转 矩 和 转 速 ， 是 液 压 系 统 的 执 行 元 件 。 3.2 工 作 原 理液 压 泵 必 须 具 备 周 期 性 变 化 的 密 封 容 积 和 配 流 装 置 才 能工 作 ,属 于 容 积 式 泵 .配 流 装 置 使 密 封 容 积 轮 流 和 油 箱 或 负 载 相 通 。 液 压 马 达 的 工 作 原 理 液 压 系 统 中 使 用 的 液 压 马 达 也 是 容 积 式 的 ， 从 原 理上 讲 是 把 容 积 式 泵 逆 用 ， 即 向 泵 中 输 入 压 力 油 ， 就 可 使泵 轴 转 动 ， 输 出 转 矩 和 转 速 ， 成 为 液 压 马 达 。 液 压 泵 正 常 工 作 的 三 个 必 备 条 件 必 须 具 有 一 个 由 运 动 件 和 非 运 动 件 所 构 成 的 密 闭容 积 ； 密 闭 容 积 的 大 小 随 运 动 件 的 运 动 作 周 期 性 的 变 化 ，容 积 由 小 变 大 吸 油 ， 由 大 变 小 压 油 ； 密 闭 容 积 增 大 到 极 限 时 ， 先 要 与 吸 油 腔 隔 开 ，然 后 才 转 为 排 油 ； 密 闭 容 积 减 小 到 极 限 时 ， 先 要与 排 油 腔 隔 开 ， 然 后 才 转 为 吸 油 。 单 柱 塞 泵 是 通过 两 个 单 向 阀 来 实 现 这 一 要 求 的 。 液 压 泵 与 马 达 结 构 上 的 区 别1.一 般 泵 进 口 尺 寸 出 口 尺 寸 ， 马 达 则 进 出 口 尺 寸 相 同 。2.泵 结 构 上 有 自 吸 能 力 ， 而 马 达 则 无 此 能 力 。3.马 达 需 正 反 转 ， 内 部 结 构 一 般 对 称 ， 泵 一 般 无 此 要 求 。4.马 达 结 构 及 润 滑 要 求 要 满 足 很 宽 的 调 速 范 围 ， 泵 高 速 而变 化 小 。5.马 达 需 较 大 的 启 动 扭 矩 ， 要 求 内 部 摩 擦 小 。 液 压 泵 和 液 压 马 达 的 种 类 按 其 排 量 能 否 调 节 分 为 ： 定 量 泵 （ 定 量 马 达 ） 变 量 泵 （ 变 量 马 达 ） 一 、 液 压 泵 和 液 压 马 达 的 分 类 3.3 液 压 泵 和 液 压 马 达 的 分 类按 结 构 形 式 可 分 为 ： 齿 轮 式 叶 片 式 柱 塞 式 螺 杆 式 二 、 液 压 泵 和 液 压 马 达 的 图 形 符 号a.单 向 定 量 液 压 泵b.单 向 变 量 液 压 泵c.单 向 定 量 马 达d.单 向 变 量 马 达e.双 向 变 量 液 压 泵 f.双 向 变 量 马 达 3.4 液 压 泵 和 液 压 马 达 的 性 能 参 数(1)工 作 压 力 :（ 实 际 输 出 油 液 压 力 )取 决 于 负 载。 一 、 压 力(2)额 定 压 力 :按 试 验 标 准 规 定 情 况 下 ， 允 许 连 续运 转 的 最 高 压 力 。(3)最 高 压 力 :短 时 间 运 行 允 许 最 高 压 力 。泵 (1)工 作 压 力 :（ 输 入 油 液 压 力 ） 取 决 于 输 出 轴上 的 转 矩 。(2)额 定 压 力 :按 试 验 标 准 规 定 情 况 下 ， 允 许 连续 运 转 的 最 高 压 力 。(3)最 高 压 力 :短 时 间 运 行 允 许 最 高 压 力 。马 达 二 、 流 量 与 排 量二 、 排 量 V： 不 考 虑 泄 漏 情 况 下 ， 泵 （ 马 达 ） 每 转 一圈 所 排 出 液 体 的 体 积 ， 一 般 由 其 结 构 尺 寸 计 算 得 来 。三 、 流 量 q： 单 位 时 间 内 能 排 出 的 流 体 体 积 。1） 理 论 流 量 ： 不 考 虑 泄 露 tq q q 额 定 压 力 、 额 定 转 速 下 泵 输 出的 流 量 3单 位 （ m / )或 （ / )s L mqt=V n/602） 实 际 流 量3） 额 定 流 量 qn 三 、 功 率理 论 输 入 功 率 实 际 输 入 功 率 理 论 输 出 功 率 实 际 输 出 功 率 bn tP q p biP T bt tP q p bP q p泵理 论 输 入 功 率 实 际 输 入 功 率 理 论 输 出 功 率 实 际 输 出 功 率 马 达 miP q p mn tP q p mt tP q p mP TT、 p、 q 容 积 效 率 ： 反 映 泄 露 的 影 响 ， 影 响 液 压 泵 的 实 际 输 出流 量 。机 械 效 率 ： 反 映 液 压 泵 的 机 械 摩 擦 损 失 ， 影 响 驱 动 液压 泵 所 需 的 转 矩 。总 效 率 为 两 个 效 率 的 乘 积 。 四 、 效 率 容 积 效 率 ： 经 过 容 积 损 失 后 实 际 输 出 功 率 （ 流 量 ） 与 理 论 输 出功 率 （ 流 量 ） 之 比 / / v b bt b btP P q q泵马 达机 械 效 率 ： 理 论 输 入 功 率 （ 转 矩 ） 与 实 际 输 入 功 率 （ 转 矩 ） 之比 / /m bn bi bn biP P T T 容 积 效 率 ： 经 过 容 积 损 失 后 理 论 输 入 功 率 （ 流 量 ） 与 实 际 输 入 功 率 （ 流 量 ） 之 比 / / v mt mi mt miP P q q机 械 效 率 ： 实 际 输 出 功 率 （ 转 矩 ） 与 理 论 输 出 功 率 （ 转 矩 ） 之比 / /m m mt m mtP P T T 计 算 实 例 1 某 液 压 系 统 ， 泵 的 排 量 V 10m L/r， 电 机 转 速 n1200rpm， 泵 的 输 出 压 力 p=5Mpa 泵 容 积 效 率 v 0.92，总 效 率 0.84， 求 ： 1） 泵 的 理 论 流 量 ； 2） 泵 的 实 际 流 量 ； 3） 泵 的 输 出 功 率 (实 际 ） ； 4） 驱 动 电 机 功 率 。 解 ： 1） 泵 的 理 论 流 量 qt=v n 10-3=10 1200 10-3 12 L/min 2) 泵 的 实 际 流 量 q qt v 12 0.92 11.04 L/min 3)泵 的 输 出 功 率 4） 驱 动 电 机 功 率 计 算 实 例 15 11.04 0.9( )60 60 pqP kw0.9 1.07( )0.84 i pP kw 计 算 实 例 2已 知 泵 的 排 量 为 160mL/r， 转 速 为 1000r/min， 机 械 效 率 为0.9， 总 效 率 为 0.85； 液 压 马 达 排 量 为 140 mL/r ， 机 械 效 率0.9， 总 效 率 为 0.8， 系 统 压 力 为 8.5MPa， 不 计 管 路 损 失 ， 液压 马 达 的 转 速 是 多 少 ？ 其 输 出 转 矩 是 多 少 ？ 驱 动 液 压 泵 所 需的 转 矩 和 功 率 是 多 少 ？ 6 3 3160 10 (1000/60) 0.85 2.52 10 ( / )0.9b b bbmn v m s b泵 实 际 流 量 q bv泵 容 积 效 率 bbtqq bbm bv b bq v nbt0.8 0.890.9mmm v马 达 容 积 效 率 v mt mtm bq qq q t m mv m mq q v n3151( / ) 0.89 960 /140 10 ( / )b mv mq L mn r mv L r 马 达 转 速 m mmt mtP TP T 马 达 机 械 效 率 mt mmT T 6 68.5 10 140 10 0.9 1702 2m mmpvT Nm 马 达 输 出 转 矩 3 62.52 10 8.5 10 25.20.85 kW bi泵 实 际 输 入 功 率 bbi b 泵 总 效 率 bi b bb bP q pP 2b bP T nT bi 32.52 10 240.72 2 1000/60biP Nmn b泵 所 需 转 矩 T 3.5 齿 轮 泵 和 齿 轮 马 达 外 啮 合内 啮 合 分 类 按 齿 面按 齿 形 曲 线按 啮 合 形 式 直 齿斜 齿 人 字 齿 渐 开 线摆 线 一 、 齿 轮 泵 的 分 类 二 、 外 啮 合 齿 轮 泵 原 理 和 结 构1. 结 构 ： 齿 轮 、 壳 体 、 端 盖 等 (一 )外 啮 合 齿 轮 泵 的 结 构 典 型 结 构 典 型 结 构 剖 切 图 CB齿 轮 泵p = 2.5 MPa卸 荷 槽缩 小 压 油 口减 小 端 面 间 隙0.03 0.04mm增 大 吸 油 口小 槽 a (泄 油 ）小 孔 (二 )、 工 作 原 理吸 油 过 程 ： 轮 齿 脱 开 啮 合 V p 吸 油 ；排 油 过 程 ： 轮 齿 进 入 啮 合 V p 排 油 。 工 作 原 理 （ 动 画 ） 两 啮 合 的 轮 齿 将 泵 体 、前 后 盖 板 和 齿 轮 包 围 的密 闭 容 积 分 成 两 部 分 ，轮 齿 进 入 啮 合 的 一 侧 密闭 容 积 减 小 ， 经 压 油 口排 油 ， 退 出 啮 合 的 一 侧密 闭 容 积 增 大 ， 经 吸 油口 吸 油 。 一 、 外 齿 轮 齿 轮 基 本 尺 寸 的 名 称 和 符 号 pnr齿 顶 圆 da、 ra齿 根 圆 df、 rf齿 厚 sk 任 意 圆 上 的 弧 长齿 槽 宽 ek 弧 长齿 距 （ 周 节 ） pk= sk +ek 同 侧 齿 廓 弧 长齿 顶 高 h a 齿 根 高 hf 齿 全 高 h= ha+hf齿 宽 B hahfh rbO Bp rapb分 度 圆 人 为 规 定 的 计 算 基 准 圆表 示 符 号 ： d、 r、 s、 e， p= s+e法 向 齿 距 （ 周 节 ） pn s e sk ek= pb rfpk此 圆 上 具 有 标 准 的 模 数 和 压 力 角基 圆 db、 rb标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 各 部 分 名 称 和 尺 寸 外 啮 合 齿 轮 泵 的 排 量 公 式 V= DhB=2 zm 2B z 主 动 齿 数 ， m 齿 轮 模 数 ， B 齿 宽齿 轮 泵 的 排 量 V相 当 于 一 对 齿 轮 所 有 齿 谷 容 积 之 和 ,假 如 齿 谷 容 积大 致 等 于 轮 齿 的 体 积 ,那 么 齿 轮 泵 的 排 量 等 于 一 个 齿 轮 的 齿 谷 容 积和 轮 齿 容 积 体 积 的 总 和 ,即 相 当 于 以 有 效 齿 高 (h=2m)和 齿 宽 构 成 的平 面 所 扫 过 的 环 形 体 积 。 rhahfh r bOB rapbs e 实 际 上 齿 谷 的 容 积 要 比 轮 齿 的 体 积 稍 大 ,故 上 式中 常 加 以 系 数 进 行 修 正 ,则 上 式 可 写 成 ： 齿 轮 泵 的 流 量 q(1/min)为 ：v = 2kz m 2 Bq= 2kz m 2 Bnv 三 、 齿 轮 泵 结 构 特 点1. 困 油 现 象 吸压 困 油 现 象 产 生 的 原 因 齿 轮 重 迭系 数 1， 在 两 对 轮 齿 同 时 啮 合 时 ，它 们 之 间 将 形 成 一 个 与 吸 、 压 油 腔 均不 相 通 的 闭 死 容 积 ， 此 闭 死 容 积 随 齿轮 转 动 其 大 小 发 生 变 化 ， 先 由 大 变 小 ，后 由 小 变 大 。 困 油 现 象 描 述 困 油 现 象 解 决 方 法 困 油 现 象 的 危 害 :闭 死 容 积 由 大 变 小 时 油 液 受 挤 压 ， 导 致 压 力 冲 击 和 油 液 发 热 ， 闭 死 容 积 由 小 变 大 时 ，会 引 起 汽 蚀 和 噪 声 。 卸 荷 措 施 :在 前 后 盖 板 或 浮 动 轴 套 上 开 卸 荷 槽 2. 径 向 力 不 平 衡 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 F 即为 齿 轮 泵 的 径 向 力 减 小 径 向 力 措 施 （ 1) 减 小 齿 宽 ,增 大 齿 顶 圆 直 径 。（ 2) 缩 小 压 油 腔 尺 寸 ,使 压 力 油 作 用 在 较 少 的 齿 范 围 内 。（ 3) 延 伸 压 油 腔 或 吸 油 腔 ,在 工 作 过 程 中 只 有 很 少 的 齿 起 密封 作 用 。 减 小 径 向 力 措 施 （ 4) 通 过 在 盖 板 上 开 设 平 衡 槽 ， 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 。 平 衡 径 向 力 的 措 施 都 是 以 增 加 径 向 泄 漏 为 代 价 。 3. 泄 漏 问 题1) 泄 漏 途 径 ： 端 面 间 隙 80% ql 径 向 间 隙 15% ql 啮 合 处 5% ql2) 危 害 ： v3) 防 泄 措 施 ： a) 减 小 端 面 间 隙 b) 端 面 间 隙 补 偿 装 置 浮 动 侧 板 浮 动 轴 套 防 泄 措 施 b) 轴 向 间 隙 补 偿 装 置 浮 动 侧 板 浮 动 轴 套a) 减 小 轴 向 间 隙 小 流 量 ： 间 隙 0.025-0.04 mm 大 流 量 ： 间 隙 0.04-0.06 mm F 1稍 大 于 F2 四 、 齿 轮 泵 优 缺 点 和 用 途优 点 ： 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 结 构 紧 凑 ， 工 作 可 靠 ， 自 吸 性 能 好 ， 对 油 液 污 染 不 敏 感 ， 便 于 制 造 、 维 修 。缺 点 ： 效 率 低 ， 流 量 脉 动 大 ， 噪 声 高 。用 途 ： 工 程 机 械 、 机 床 低 压 系 统 。 五 、 内 啮 合 齿 轮 泵1. 渐 开 线 齿 轮 泵 特 点 :n 结 构 紧 凑 ， 尺 寸 小 ， 重 量 轻n 流 量 脉 动 小 ， 噪 声 小 。 2. 摆 线 齿 轮 泵 （ 转 子 泵 ）特 点 :结 构 简 单 ， 体 积 小重 叠 系 数 大 ， 传 动 平 稳吸 油 条 件 好齿 形 复 杂 ， 加 工 精 度 要求 高 ， 造 价 高 。应 用 ： 机 床 低 压 系 统 摆 线 齿 轮 泵 实 物 结 构 五 、 齿 轮 泵 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法故 障 现 象 产 生 原 因 排 除 方 法噪 声 大 1 吸 油 管 接 头 、 泵 体 与 泵 盖 的 接 合 面 、 堵 头 和 泵 轴密 封 圈 等 处 密 封 不 良 ， 有 空 气 被 吸 入2 泵 盖 螺 钉 松 动3 泵 与 联 轴 器 不 同 心 或 松 动4 齿 轮 齿 形 精 度 太 低 或 接 触 不 良5 齿 轮 轴 向 间 隙 过 小 6 齿 轮 内 孔 与 端 面 垂 直 度 或 泵 盖 上 两 孔 平 行 度 超 差7 泵 盖 修 磨 后 ， 两 卸 荷 槽 距 离 增 大 ， 产 生 困 油 8 滚 针 轴 承 等 零 件 损 坏9 装 配 不 良 ， 如 主 轴 转 一 周 有 时 轻 时 重 现 象 1 用 涂 脂 法 查 出 泄 漏 处 。 用 密 封 胶 涂 敷 管接 头 并 拧 紧 ； 修 磨 泵 体 与 泵 盖 结 合 面 保 证 平面 度 不 超 过 0.005mm； 用 环 氧 树 脂 黏 结 剂 涂敷 堵 头 配 合 面 再 压 进 ； 更 换 密 封 圈2 适 当 拧 紧3 重 新 安 装 ， 使 其 同 心 ， 紧 固 连 接 件4 更 换 齿 轮 或 研 磨 修 整5 配 磨 齿 轮 、 泵 体 和 泵 盖6 检 查 并 修 复 有 关 零 件7 修 整 卸 荷 槽 ， 保 证 两 槽 距 离8 拆 检 ， 更 换 损 坏 件9 拆 检 ， 重 装 调 整 流 量 不 足 或压 力 不 能 升高 1 齿 轮 端 面 与 泵 盖 接 合 面 严 重 拉 伤 ， 使 轴 向 间 隙 过 大2 径 向 不 平 衡 力 使 齿 轮 轴 变 形 碰 擦 泵 体 ， 增 大 径 向间 隙3 泵 盖 螺 钉 过 松4 中 、 高 压 泵 弓 形 密 封 圈 破 坏 、 或 侧 板 磨 损 严 重 1 修 磨 齿 轮 及 泵 盖 端 面 ， 并 清 除 齿 形 上 毛 刺2 校 正 或 更 换 齿 轮 轴3 适 当 拧 紧4 更 换 零 件 过 热 1 轴 向 间 隙 与 径 向 间 隙 过 小2 侧 板 和 轴 套 与 齿 轮 端 面 严 重 摩 擦 1 检 测 泵 体 、 齿 轮 ， 重 配 间 隙2 修 理 或 更 换 侧 板 和 轴 套 结 构 特 点两 个 油 口 一 样 大 ，结 构 对 称 ,调 速 范 围 宽启 动 扭 矩 大 例 一 齿 轮 泵 转 速 为 1200r/min,理 论 流 量 为12.286L/min,齿 数 Z=8,齿 宽 B=30mm,机 械 效 率 和容 积 效 率 均 为 90%,工 作 压 力 为 5.0 106Pa.试 求该 齿 轮 泵 的 齿 轮 模 数 m,输 出 功 率 和 输 入 功 率 . 课 后 练 习 题1 容 积 式 液 压 泵 是 靠 _来 实 现 吸 油 和 排 油 的 。2.液 压 泵 的 额 定 流 量 是 指 泵 在 额 定 转 速 和 _下 的输 出 流 量 。3.液 压 泵 的 机 械 损 失 是 指 液 压 泵 在 _上 的 损 失 。 4.液 压 泵 是 把 _能 转 变 为 液 体 _能 的转 换 装 置 。5.齿 轮 泵 的 泄 漏 一 般 有 三 个 渠 道 ： _;_;_。其 中 以 _最 为 严 重 。密 封 容 积 的 变 化 额 定 压 力克 服 相 对 运 动 件 表 面 的 摩 擦机 械 ， 压 力径 向 间 隙 ， 端 面 间 隙 ， 啮 合 处 ； 端 面 间 隙 3.6 叶 片 泵 与 叶 片 马 达 一 、 叶 片 泵 分 类优 点 ： 输 出 流 量 均 匀 、 脉 动 小 、 噪 声 低 、 体 积 小 。缺 点 ： 自 吸 性 能 差 、 对 油 液 污 染 敏 感 、 结 构 较 复 杂 。分 类 单 作 用双 作 用 每 转 排 油 一 次每 转 排 油 两 次 二 . 双 作 用 叶 片 泵工 作 原 理旋 转 一 周 ， 完 成 二 次 吸 油 ， 二次 排 油 双 作 用 泵径 向 力 平 衡 平 衡 式 叶 片 泵（ 两 个 吸 油 区 ， 两 个 排 油 区 ) 2、 结 构 形 式 定 子 和 转 子 同 心 ； 定 子 内 曲 线 由 四 段 圆 弧 和 四 段 过 渡 曲 线 组 成 ； 配 油 盘 上 有 四 个 月 牙 形 窗 口 。 动 画 (1)过 渡 曲 线 :影 响 泵 工 作 性 能 （ 如 流 量 脉 动 、 噪 声 和 寿命 ） 的 主 要 因 素结 构 特 点一 般 采 用 等 加 速 等 减 速 曲 线 、 阿 基 米 德 曲 线 等 。长 、 短 半 径 的 比 越 大 ， 泵 的 排 量 越 大 ， 但 比 值 过大 ， 会 引 起 叶 片 卡 死 、 折 断 和 脱 空 。(2)径 向 力 平 衡 :吸 、 压 油 口 是 对 称 设 置 的 ， 径 向 液 压 力平 衡 。 配 油 盘 上 的 三 角 槽 原 因 ： p V 油 液 倒 流 。影 响 ： 流 量 脉 动 ， 噪 声 。措 施 ： 开 三 角 槽 ， 减 小 困 油 。作 用 ： 缓 冲 ， 避 免 压 力 突 变 ， 减 小 流 量 脉 动 和 噪 声 。吸 压(3) 困 油 现 象封 油 区 的 包 角 大 于 或等 于 相 邻 两 叶 片 间 的间 距 角 。 4） . 叶 片 与 定 子 内 表 面 的 良 好 接 触叶 片 底 部 通 压 油 腔 。吸 油 时 ， 叶 片 与 定 子 之 间 的 接 触 面 磨 损 严 重 。 受 力 分 析 ： N TP T = N sin 压 力 角 T sin , , sin, T 危 害 ： 叶 片 难 以 回 槽 ， 叶 片 和 槽 磨 损 ， 卡 死 。措 施 ： 沿 旋 转 方 向 前 倾 角 前 倾 角 后 ： N T P 压 力 角 (- )叶 片 倾 角在 过 渡 曲 线 上 ， 法 线 与 转 子 的 径 向 力 不 重 合 作 用 ： 减 小 切 向 分 力 ， 减 轻 叶 片 和 槽 的 磨 损 ， 避免 卡 死 。 一 般 取 = 1014 O YB 型 叶 片 泵 取 =13 O 叶 片 倾 斜 放 置 的 泵 不 能 反 转 典 型 结 构 及 结 构 特 征 典 型 结 构 剖 切 图 3. 流 量 计 算 2 22 ( ) cos vR rq B R r z n其 中 ： B - 叶 片 宽 度 R - 定 子 长 轴 半 径 r - 定 子 短 轴 半 径 叶 片 倾 角 叶 片 厚 度2) 流 量 ： 吸 压 2 22 ( )v B R r1） 排 量 ： 三 、 单 作 用 叶 片 泵1. 结 构 ： 转 子 、 定 子 、 叶 片 、 配 油 盘 、 壳 体 、 端 盖 等 。 特 点 ： 定 子 和 转 子 偏 心 ； 定 子 内 曲 线 是 圆 ； 配 油 盘 有 二 个 月 牙形 窗 口 。 叶 片 靠 离 心 力 伸 出 。 2. 工 作 原 理密 封 工 作 腔 （ 转 子 、 定 子 、 叶 片 、 配 油 盘 组 成 ）吸 油 过 程 ： 叶 片 伸 出 V p 吸 油 ；排 油 过 程 ： 叶 片 缩 回 V p 排 油 。旋 转 一 周 ， 完 成 一 次 吸 油 ， 一 次 排 油径 向 力 不 平 衡 非 平 衡 式 叶 片 泵 V = 4Re Bq= 4Re Bn v流 量 公 式排 量 公 式 控 制 方 式 ： 手 动 控 制 ， 机 械 控 制 ， 液 压 控 制 等 。 3. 单 作 用 变 量 叶 片 泵转 子 固 定 不 动 ， 定 子 中 心 也 相 对 于 转 子 中 心 作 水平 移 动 ， 调 节 偏 心 距 e的 大 小 和 方 向 ， 从 而 实现 排 量 大 小 和 排 油 方 向 的 改 变 。 调 节 性 能 ： 限 压 式 、 恒 功 率 式 ， 恒 流 量 式 等 。 其 中 限 压 式 应 用 最 广 泛 。 外 反 馈 限 压 式 变 量 叶 片 泵 1） .结 构 特 点 : 弹 簧 、 控 制 活 塞 、 限 位 螺 钉 。eo o2） .工 作 原 理 ： 改 变 e， 改 变 流 量 ； 调 节 弹 簧 力 的 大 小 ， 改 变 压 力 。 转 子 中 心 固 定 ，定 子 可 以 水 平 移 动外 反 馈 、 限 压 泵 的 输 出 压 力 作 用 在 定 子 右 侧 的 活 塞 1上 。 当 压 力 作 用 在 活 塞 上 的 力 不超 过 弹 簧 2的 预 紧 力 时 ， 泵 的 输 出 流 量 基 本 不 变 。 当 泵 的 工 作 压 力 增 加 ，作 用 于 活 塞 上 的 力 超 过 弹 簧 的 预 紧 力 时 ， 定 子 向 左 移 动 ， 偏 心 量 减 小 ， 泵的 输 出 流 量 减 小 。 当 泵 压 力 到 达 某 一 数 值 时 ， 偏 心 量 接 近 零 ， 泵 没 有 流量 输 出 。 四 、 双 作 用 叶 片 马 达1） 结 构 特 点 叶 片 沿 转 子 径 向 放 置 （ 正 反 转 ） 进 、 出 油 口 大 小 相 同 有 外 泄 口2） 工 作 原 理 F = p A = p ( R - r 0 ) b - p ( r - r0 ) b = p ( R - r ) b3） 应 用 ： 高 速 、 低 扭 矩 及 要 求 动 作 灵 敏 的 场 合 。rr0 R 五 、 叶 片 泵 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法故 障 现 象 产 生 原 因 排 除 方 法噪 声 大 1 叶 片 顶 部 倒 角 太 小2 叶 片 各 面 不 垂 直3 定 子 内 表 面 被 刮 伤 或 磨 损 ， 产 生 运 动 噪 声4 由 于 修 磨 使 配 油 盘 上 三 角 形 卸 荷 槽 太 短 ， 不 能 消除 困 油 现 象5 配 油 盘 端 面 与 内 孔 不 垂 直 ， 旋 转 时 刮 磨 转 子 端 面而 产 生 噪 声6 泵 轴 与 原 动 机 不 同 轴 1 重 新 倒 角 （ 不 小 于 1 45 ） 或 修成 圆 角2 检 查 ， 修 磨3 抛 光 ， 有 的 定 子 可 翻 转 180 使 用4 锉 修 卸 荷 槽5 修 磨 配 油 盘 端 面 ， 保 证 其 与 内 孔 的垂 直 度 小 于 0.005 0.01mm6 调 整 连 轴 器 ， 使 同 轴 度 小 于 0.1mm容 积 效 率 低或 压 力 不 能升 高 1 个 别 叶 片 在 转 子 槽 内 移 动 不 灵 活 甚 至 卡 住2 叶 片 装 反3 叶 片 顶 部 与 定 子 内 表 面 接 触 不 良4 叶 片 与 转 子 叶 片 槽 配 合 间 隙 过 大5 配 油 盘 端 面 磨 损6 限 压 式 变 量 泵 限 定 压 力 调 得 太 小7 限 压 式 变 量 泵 的 调 压 弹 簧 变 形 或 太 软8 变 量 泵 的 反 馈 缸 柱 塞 磨 损 1 检 查 ， 选 配 叶 片 或 单 槽 研 配 保 证 间隙2 重 新 装 配3 修 磨 定 子 内 表 面 或 更 换 叶 片4 选 配 叶 片 ， 保 证 配 合 间 隙5 修 磨 或 更 换6 重 新 调 整 压 力 调 节 螺 钉7 更 换 合 适 的 弹 簧8 更 换 新 柱 塞 3.7 柱 塞 泵 和 柱 塞 马 达轴 向 式 径 向 式 一 、 轴 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 。 为 了 连 续 吸 油 和压 油 ， 柱 塞 数 必 须 大 于 等 于 3。径 向 柱 塞 泵 配 流 轴 式 径 向 柱 塞 泵 阀 配 流 径 向 柱 塞 泵轴 向 柱 塞 泵 斜 盘 式 轴 向 柱 塞 泵 斜 轴 式 无 铰 轴 向 柱 塞 泵 1 .工 作 原 理工 作 原 理 缸 体 ： 均 布 Z 个 柱 塞 孔 ，分 布 圆 直 径 为 D 柱 塞 滑 履 组 ： 柱 塞 直 径 为 d 斜 盘 ： 相 对 传 动 轴 倾 角为 配 流 盘 传 动 轴 * 缸 体 转 动* 斜 盘 、 配 油 盘 不 动缸 体 、 柱 塞 、 配 油 盘 、 斜 盘* 柱 塞 伸 出 低 压 油机 械 装 置2.典 型 结 构 3. 流 量 计 算hAV hd4 2 tgDdV 4 2排 量 : 24dV Vz Dtg z 一 个 密 封 空 间 : tgDh 24v vdq vn Dtg zn 流 量 : 式 中 ： d - 柱 塞 直 径 D - 柱 塞 分 布 圆 直 径 - 斜 盘 倾 角 z - 柱 塞 数tgDh q tg , q ; q 。改 变 的 大 小 变 量 泵 ；改 变 的 方 向 双 向 泵 。流 量 脉 动 率 ： )2(sin2 )4(sin2 22 zzq z为 奇 数z为 偶 数结 论 ： 柱 塞 数 为 奇 数 时 流 量 脉 动 小 ， 柱 塞 数 越 多 ， 脉 动 越 小 。一 般 取 z = 7、 9、 1124 vdq D tg zn 4.特 点 及 应 用 特 点 ：n 容 积 效 率 高 ， 压 力 高 。 （ v=0.98, p = 32 Mpa） （ 柱 塞 和 缸 体 均 为 圆 柱 表 面 ,易 加 工 ,精 度 高 ， 内 泄 小 ）n 结 构 紧 凑 、 径 向 尺 寸 小 ， 转 动 惯 量 小 ;n 易 于 实 现 变 量 ；n 构 造 复 杂 ,成 本 高 ；n 对 油 液 污 染 敏 感 。 应 用 ： n 用 于 高 压 、 高 转 速 的 场 合 。 5. 结 构 分 析SCY14-1型 轴 向 柱 塞 泵 （ p = 32 MPa）斜 盘 配 油 盘变 量 机 构 压 盘 缸 体滑 靴 配 油 盘 传 动 轴 缸体 柱塞滑履组配流盘 结 构 特 点n 滑 靴 ： 降 低 接 触 应 力 ， 减 小 磨 损 。n 柱 塞 的 伸 出 ： n 由 弹 簧 压 紧 压 盘n 变 量 机 构 ： 手 动 变 量 机 构 。 图 3-22 配 流 盘配 流 盘 由 于 存 在 困 油 问 题 ， 为 减 少 困 油 ， 因 此 在配 油 盘 的 槽 I、 II的 起 始 点 开 上 条 小 三 角 槽 ， 且在 二 配 流 槽 的 两 端 都 开 有 小 三 角 槽 。 见 下 图 ： 变 量 机 构 类 型 为 了 节 约 能 量 ， 希 望 泵 的流 量 能 自 动 改 变 。 常 用 的自 动 变 量 泵 有 恒 功 率 式 、恒 压 力 式 和 恒 流 量 式 等 。图 中 为 实 现 恒 功 率 控 制 的压 力 补 偿 变 量 机 构 ， 以 此机 构 代 替 上 图 手 动 变 量 泵左 端 的 手 动 变 量 机 构 ， 就成 为 恒 功 率 变 量 泵 。 图 中滑 阀 5和 活 塞 6则 形 成 一 个液 压 伺 服 机 构 。 1-限 位 螺 钉 2-弹 簧 套 3、 4-弹 簧 5-伺 服 滑 阀 6-变 量 机 构 7-变 量 壳 体 8-轴 销 9-导 杆 图 3-26 恒 功 率 特 性 曲 线其 中 AG 为 斜 盘 倾 角 最 大 时 ， 泵 的 最 大 流 量 。 而 G F 则表 示 当 泵 压 力 升 高 ， 斜 盘 倾 角 减 小 ， 泵 流 量 减 少 。 当 泵 压力 进 一 步 升 高 时 ， 流 量 按 图 中 F E 线 改 变 。 最 后 倾 角 不再 变 化 ， 则 流 量 不 再 变 化 ， 如 图 中 E D 线 。 因 此 ， 泵 的 输 出 流 量 根 据 使 用 压 力 自 动 按 折 线 G F E D 变 化 。 折 线 G F E D 与 等 功 率 线 HK接 近 。 泵 的 流 量 压 力 特 性 可 在 图 中 阴 影 的 范 围 内 调 节 。恒 功 率 变 量 泵 特 性 曲 线 如 下 图 所 示 ： 6、 斜 轴 式 无 铰 轴 向 柱 塞 泵 工 作 原 理 与 斜 盘 式 轴 向柱 塞 泵 类 似 ， 只 是 缸 体轴 线 与 传 动 轴 不 在 一 条直 线 上 ， 它 们 之 间 存 在一 个 摆 角 ， 特 点 ： 柱塞 受 力 状 态 较 斜 盘 式 好 ，不 仅 可 增 大 摆 角 来 增 大流 量 ， 且 耐 冲 击 、 寿 命长 。 图 中 为 斜 轴 式 轴 向 柱 塞 泵 外 形 7.轴 向 柱 塞 泵 的 常 见 故 障 及 排 除 方 法故 障 现 象 产 生 原 因 排 除 方 法噪 声 大或 压 力波 动 大 1 变 量 柱 塞 因 油 脏 或 污 物 卡 住运 动 不 灵 活2 变 量 机 构 偏 角 太 小 ， 流 量 过小 ， 内 泄 漏 增 大3 柱 塞 头 部 与 滑 履 配 合 松 动 1 清 洗 或 拆 下 配 研 、 更 换2 加 大 变 量 机 构 偏 角 ， 消 除 内 泄 漏3 可 适 当 铆 紧容 积 效 率 低 或 压 力提 升 不 高 1 泵 轴 中 心 弹 簧 折 断 ， 使 柱 塞回 程 不 够 或 不 能 回 程 ， 缸 体 与配 流 盘 间 密 封 不 良2 配 油 盘 与 缸 体 间 接 合 面 不 平或 有 污 物 卡 住 以 及 拉 毛3 柱 塞 与 缸 体 孔 间 磨 损 或 拉 伤4 变 量 机 构 失 灵5 系 统 泄 漏 及 其 他 元 件 故 障 1 更 换 中 心 弹 簧2 清 洗 或 研 磨 、 抛 光 配 油 盘 与 缸 体 结 合 面3 研 磨 或 更 换 有 关 零 件 ， 保 证 其 配 合 间 隙4 检 查 变 量 机 构 ， 纠 正 其 调 整 误 差5 逐 个 检 查 ， 逐 一 排 除 二 、 轴 向 柱 塞 马 达1. 结 构 2.工 作 原 理 输 入 的 高 压 油 通 过 柱 塞 作 用 在 斜 盘 上 。斜 盘 给 柱 塞 的 反 作 用 力 的 径 向 分 力 ， 使 缸 体产 生 转 矩 。 通 过 输 出 轴 带 动 负 载 做 功 。n 改 变 供 油 方 向 马 达 反 转 。 双 向 马 达n 改 变 斜 盘 倾 角 排 量 变 ， 转 速 变 。 变 量 马 达 应 用 ： 高 转 速 、 较 大 扭 矩 的 场 合 。 三 、 径 向 柱 塞 泵1.结 构 特 点 ： 定 子 不 动 缸 体 （ 转 子 ） 转 动 偏 心 距 e 配 油 轴 （ 不 动 ） 衬 套 （ 与 缸 体 紧 配 合 ） 2. 工 作 原 理调 节 e的 大 小 变 量 泵改 变 e的 方 向 双 向 泵 ededhAV 224 22 22 vdq e Z n 22dv VZ eZ 密 封 工 作 腔柱 塞 伸 出 ： 离 心 力3. 流 量 计 算 例 题 某 轴 向 柱 塞 泵 的 柱 塞 直 径 d 20mm， 柱 塞 分 布圆 直 径 D 60mm， 柱 塞 数 z 7。 当 斜 盘 倾 角 20 ， 转 速 n=1450r min， 输 出 压 力 p=28Mpa， 容积 效 率 v=0.95， 机 械 效 率 =0.9时 ， 试 求 泵 的理 论 流 量 、 实 际 流 量 和 所 需 电 动 机 功 率 。 如 泵 其它 参 数 不 变 ， 斜 盘 倾 角 由 20 变 为 12 ， 求 上 述参 数 。 2 6 33.14 0.02 0.06tan20 7 48 10 ( / )4q m r 2 tan4dV Z D Z 泵 排 量 q 6 3 31450 48 10 1.16 10 /60t泵 理 论 流 量 q v n m S3 30.95 1.10 10 /泵 实 际 流 量 q t v tq q m S 36 328 10 1.10 10 36.02 10 360.95 0.9所 需 电 机 功 率 P v mpq W KW3 30.06 10 /泄 漏 流 量 q tq q m S 2 6 33.14 0.02 0.06tan12 7 28 10 ( / )4 v m r当 斜 盘 倾 角 变 化 时 6 3 31450 28 10 0.68 10 /60t泵 理 论 流 量 q v n m S3 3 3 (0.68 0.06) 100.62 10 /泵 实 际 流 量 q t tq q qm S 36 328 10 0.68 10 21.16 10 21.20.95 0.9所 需 电 机 功 率 P v mpq W KW 四 、 低 速 大 扭 矩 马 达1.单 作 用 连 杆 型 径 向 柱 塞 马 达 结 构 组 成 （ 动 画 ） 排 量 公 式 v = d 2e z / 2d 为 柱 塞 直 径 ； e 为 曲 轴 偏心 距 ； z 为 柱 塞 数 。特 点 ： 结 构 简 单 ， 工 作 可 靠 ，可 以 是 壳 体 固 定 曲 轴 旋 转 ，也 可 以 是 曲 轴 固 定 壳 体 旋 转 ，但 体 积 重 量 较 大 ， 转 矩 脉 动 ，低 速 稳 定 性 较 差 。 2.多 作 用 内 曲 线 径 向 柱 塞 马 达结 构 组 成 （ 动 画 ） 结 构 原 理结 构 原 理 壳 体 内 环 由 x 个 导 轨 曲 面 组成 ， 每 个 曲 面 分 为 a、 b两 个区 段 ； 缸 体 径 向 均 布 有 z 个 柱 塞 孔 ，柱 塞 球 面 头 部 顶 在 滚 轮 组 横梁 上 ， 使 之 在 缸 体 径 向 槽 内滑 动 ；n 柱 塞 、 滚 轮 组 组 成 柱 塞 组 件 ， a段 导 轨 对 柱 塞 组 件 的法 向 反 力 的 切 向 分 力 对 缸 体 产 生 转 矩 ；n 配 流 轴 圆 周 均 布 2x 个 配 流 窗 口 ， 其 中 x 个 窗 口 对 应于 a段 ， 通 高 压 油 ， x 个 窗 口 对 应 于 b段 ， 通 回 油（ xz )； n 输 出 轴 ， 缸 体 与 输 出 轴 连 成 一 体 。 放 大 排 量 公 式 v =（ d 2/4） Hxyz H为 柱 塞 行 程 ； x 为 作 用 次 数 ； y 为 柱 塞 排 数 ； z 为 每 排 柱 塞 数 应 用 : 转 矩 脉 动 小 ， 径 向 力 平 衡 ， 启 动 转 矩大 ， 能 在 低 速 下 稳 定 运 转 ， 普 遍 用 于 工 程 、建 筑 、 起 重 运 输 、 煤 矿 、 船 舶 、 农 业 等 机械 中 。 能 否 变 量 压 力脉 动 率 油 液 要 求效 率噪 声 外 啮 合齿 轮 泵 双 作 用叶 片 泵 单 作 用叶 片 泵 轴 向 柱塞 泵能不 能 能不 能低 压 高 压低 压低 压大 小 中 等 中 等较 低 中 等 中 等 高 低 中 等 中 等 高 大 小 中 等 中 等 3.8 液 压 泵 的 性 能 比 较 与 选 用 3.9 液 压 泵 的 选 用 原 则选 用 原 则 ： 是 否 要 求 变 量 要 求 变 量 选 用 变 量 泵 。 额 定 压 力 满 足 系 统 （ 如 液 压 缸 ） 压 力 要 求 。 额 定 流 量 满 足 执 行 元 件 的 速 度 要 求 。 工 作 环 境 齿 轮 泵 的 抗 污 能 力 最 好 。 噪 声 指 标 双 作 用 叶 片 泵 和 螺 杆 泵 属 低 噪 声泵 。 效 率 轴 向 柱 塞 泵 的 总 效 率 最 高 。 其 它