请 继 续 学 习 第 四 章1第四章 液压泵和液压马达 24-1 概述一 、作用和分类 (一)、液压泵的作用和分类 1、作用： 把驱动电机的机械能转换成 输到系统中去的油液的压力能，供液 压系统使用。 2 、工作原理原理图如图4-1所示。1)、工作过程：34 当凸轮旋转时 柱塞和弹簧右移 密封工作腔体积 产生真空 油 液便通过吸油阀吸入； 当凸轮旋转时 柱塞和弹簧左移 密封工作腔体积已吸入的油液通过 压油阀输出到系统中去。 2)、泵输出流量的大小由密封工作腔体 积变化量确定。53 、分类 1、按流量是否可调分为： 定量泵 变量泵 2、按结构形式分为 ： 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵定量泵变量泵6(二)、液压马达 1 、作用 ：把输出油液的压力能转换成 机械能，使主机的工作部件克服负载 及阻力而产生运动。 2 、工作原理 从原理上说 ：向容积式泵中输入 压力油，使其轴转动，就成为液压马 达。大部分容积式泵都可作液压马达 使用，但在结构细节上有一些不同。 3 、分类 ：按输入流量是否可调分为 定量马达 变量马达 7液压马达的职能符号定量马达变量马达8二 、压力、 排量和流量 1 、压力 1)1)、液压泵的工作压力：是指泵实际工 作时的输出压力。 2)2)、液压马达的工作压力：是指马达实 际工作时的输入压力。 3)3)、液压泵(液压马达)的额定压力：是指 泵(马达)在正常工作条件下按试验标准 规定的连续运转的最高压力，超过此 值就是过载。92 、排量 v ：指在不考虑泄漏的情况下 ，轴转过一整转时所能输出(或所需输 入)的油液体积。 3 、流量 q 1)、液压泵(液压马达)的油液流量 qt :指在不考虑泄漏的情况下，单位 时间内所能输出(或所需输入)的油液体 积。设液压泵(液压马达)的转速为nqt = v n102)、液压泵(液压马达)的额定流量：指在 额定转速和额定压力下液压泵输出(或 输入马达)的流量。注 意实际中液压泵和液压马达存在 内泄漏，所以额定流量与理论流量 不同。11三 、 功率和效率 (一)、 功率液压泵由电机驱动，输入量是 转矩和转速，输出量是液体的压力 和流量；马达则刚好相反。 1 、 若不考虑能量损失 ：输出功率 =输入功率Pt = p qt = p v n = Tt = 2Tt n 式中 ：Tt 理论转矩； 液压泵(马达)的角速度。 122 、若考虑能量损失 能量在转换过程中是有损失的。 因此输出功率小于输入功率，两者之 差称为功率损失。 即：功率损失 P = P入 P出 1)、容积损失 ： 因内泄漏而造成的流 量上的损失。2)、机械损失 ： 因摩擦而造成的转矩 上的损失。13(二)、效率 1、 液压泵的效率 1)、容积效率vqv =qt 式中 ：q t - 理论流量。 2)、机械效率m Ttm = T式中：Tt - 理论转矩。142 、液压马达的效率 1)、容积效率vqtv = q 2)、机械效率mTm =Tt 3 、液压泵（马达）的总效率输出功率 P出 = = =vm 输入功率 P入 154-2 齿轮泵齿轮泵可分为内啮合式和外啮合式两 类 一 、外啮合式齿轮泵的工作原理 如图4 - 3所示外啮合齿轮泵的工作原 理 1 、配油系统 ：存在配油盘(在端盖上) 2 、密封容积 ：壳体、端盖和齿轮的各 个齿间槽组成。16173 、密封容积是可变的 1)、当齿轮旋转时 相互啮合的齿轮逐 渐脱开(右侧) 密封容积 形成部 分真空 油箱中的油液被吸进来。 2)、当齿轮旋转时 齿轮逐渐进入啮合 密封容积 油液被挤出去。 二 、流量计算和流量脉动1 、 流量计算 排量的精确计算根据齿轮啮合原理。 近似计算可认为“排量=两个齿轮的齿 间槽容积之和”，而“齿间槽的容积 轮齿的体积”。18所以： v =D h b = 2zm2b考虑齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，通 常取v = 6.66zm2b 齿轮泵的实际输出流量：q = 6.66zm2bnv 式中：z 齿轮系数；D 节圆直径；h 齿高；m 模数；b 齿宽。192 、 流量脉动 q max q min = q1)、外啮合齿轮泵的 z ( max=0.2以 上) 2)、内啮合齿轮泵的流量脉动小于外啮合的 流量脉动 。z外啮合内啮合20 、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点 (一)、困油 现象1、 齿轮泵的困油现象 齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数 1，于是总有两对轮齿同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭空腔之间，如图所示：21当齿轮旋转时 这个封闭腔的容积以后又逐渐221)、封闭腔容积的减少会使被困油液受 挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压 力，油液发热，并使机件(例如；轴承 等)受到额外的负载； 2)、封闭腔容积的增大又会造成局部真 空使油液中溶解的气体分离，产生气 穴现象。上述这些都将使泵产生强烈的 振动和噪声，这就是齿轮泵的困 油现象。232 、 消除困油的方法通常是在两侧盖板上开卸荷槽 使封闭腔容积减少时通过左边的卸荷 槽与压油腔相通； 容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油 腔相通。(二)、泄漏高压腔的压力油通过如下三条途径 泄 漏到低压腔中去： 1 、 通过齿轮啮合处的间隙；242 、通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间 隙； 3 、 通过齿轮两侧面和侧盖板间的端面 间隙。（通过端面间隙的泄漏量最大 ，可占总泄漏量的 75% - 80%。）结 论普通齿轮泵的容积效率较低，输出压 力也不易提高。要提高齿轮泵的压力，首 要的问题是减小端面间隙。25(三)、径向不平衡力齿轮与壳体内孔的径向间隙中， 可认为压力由高压腔压力逐渐分级下 降到吸油腔的压力，综合作用的结果 ，相当于给齿轮一个径向作用力，使 齿轮和轴承受载。1、径向不平衡力产生的后果 1)、使得齿轮与壳体接触，同时加速轴 承的磨损，降低轴承的寿命。 26解决的方法： 改为带保护架的滚针轴承(设计寿命为 2000h)； 采用滑动轴承； 采用SF型复合材料作为润滑材料。 2)、 使轴弯曲。 2、减小F径的办法1)、缩小压油口；2)、增大径向间隙。27(四)、 优缺点 1、优点 结构简单、尺寸小、重量轻、制 造方便、价格低、工作可靠、自吸能 力强、对油液污染不敏感、维护容易 ，寿命较长(设计寿命5000h)。 2、缺点一些机件承受不平衡径向力，磨 损严重，泄漏大，工作压力的提高受 到限制，流量脉动大。28四、 提高外啮合齿轮泵压力的措施若想 提高 齿轮 泵的 压力 ，必 须减 小端 面泄 漏。29利用特制的通道将泵内压油腔的 压力油引到轴套外侧作用在一定形状 和大小的面积上，产生液压力，使轴 套压向齿轮端面，这个力必须大于齿 轮端面作用在轴套内侧的作用力，才 能保证在各种压力下，轴套始终自动 贴紧齿轮端面，减小泵的端面泄漏， 达到提高压力的目的。工作原理3043 叶片泵叶片泵分为单作用叶片泵（变量 泵）和 双作用叶片泵（定量泵）。在 中高压系统中广泛使用。优点：输出流量均匀，流量脉动小，噪声小 。缺点：结构较复杂，对油液污染较敏感等。一、单作用叶片泵1、工作原理31321)、结构特点 泵由转子、定子、叶片、配油盘和端 盖等部件组成； 定子的内表面是园柱形孔； 转子和定子之间存在偏心； 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通过叶片根部 压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定 子内表面上。332)、工作原理、配油盘、密封的工作腔：由两相邻叶片、配油盘、 定子和转子形成。、密封的工作腔是可变的 当转子旋转时叶片向外伸密封的工作腔 容积 产生局部真空 通过吸油口和配 油盘上窗口将油吸入； 当转子旋转时叶片缩进密封的工作腔容 积油液进入配油盘另一个窗口和压油口 被压出而输到系统中去。342、流量计算1)、流量单作用叶片泵的实际输出流量：q = 2 b e D nv式中：b 叶片宽度；e 转子与定子间的偏心；D 定子内径。352)、流量脉动、当叶片为奇数时： 1.25/z2、当叶片为偶数时： 5/z2式中：z 叶片数。结 论单作用叶片泵的叶片数总取奇数，一般 为13或15。363、特点1)、改变定子和转子间的偏心距便可改 变流量。偏心反向时，吸油压油方向 也相反；2)、通过特殊结构，保证叶片与顶部相 接触；3)、不宜用于高压 (因为转子受不平衡径 向力的作用) 。37二、双作用叶片泵381、工作原理双作用叶片泵的工作原理与单作 用叶片泵相似，不同之处在于：、 定子内表面是由两段长半径园弧、两 段短半径园弧和四段过渡曲线八部分 组成；、定子和转子同心。1)、配油盘；2)、密封的工作腔：由两相邻的叶片、 定子、转子、配油盘形成；393)、密封的工作腔容积是可改变的 当转子旋转时密封工作腔的容积（ 在左上角和右下角处） 吸油； 当转子旋转时密封工作腔的容积（ 在左下角和右上角处）压油。402、流量计算1)、流量：双作用叶片泵的实际输出流量计算：q = 2 b (R2-r2) sz(R-r)/cos nv式中：R和r 定子圆弧的长短半径； 叶片的倾角；s 叶片的厚度；z 叶片数。412)、流量脉动：双作用叶片泵若不考虑叶片的厚度 ，则瞬时流量是均匀的。但实际上叶 片是有厚度的，且R和r也不可能完全 同心，尤其叶片底部槽设计成与压油 腔相通，泵的瞬时流量仍将出现微小 的脉动。但脉动率较其他泵(螺杆泵除 外)小得多，且在叶片数为4的倍数时 最小，一般取12和16片。4244 柱塞泵依靠柱塞在其缸体 内往复运动时密封工作腔 的容积变化来实现吸油和 压油的。工作原理特 点泄漏小、容积效率v高 ，可在高压下工作。43一、轴向柱塞泵441、工作原理 1)、工作原理： 、配油盘 、密封容积：由缸体内孔与柱塞形成。 、密封容积可变的： 当传动轴旋转时缸体和柱塞旋转下柱塞 从下向上的半周内逐渐向外伸出密封容积 从a口吸油； 当传动轴旋转时缸体和柱塞旋转上柱塞 从上向下的半周内逐渐向里推入密封容积 从b油口压油。452)、为何为变量泵：改变斜盘的倾角，可以 改变柱塞往复行程的大小，因而改变流量q 。2、流量的计算1)、流量：轴向柱塞泵的实际输出流量：q = /4 d2 D tg z nv式中：z 柱塞数；d 柱塞直径；D 柱塞分布园直径； 斜盘与缸体轴线间的夹角。462)、