1液压与气压传动 第三章1第三章第三章 液压动力元件液压动力元件第一节第一节 液压泵概述液压泵概述 液压泵是液压系统的动液压泵是液压系统的动力元件，它将原动机（电力元件，它将原动机（电动机，内燃机）输入的机动机，内燃机）输入的机械能转化为液压能输出，械能转化为液压能输出，为液压系统提供压力油源。为液压系统提供压力油源。一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理液压与气压传动 第三章12 2液压与气压传动 第三章一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理容积式液压泵必须具备以下基本条件：容积式液压泵必须具备以下基本条件：1 1）结构上具有能实现周期性变化的密封工作容腔。）结构上具有能实现周期性变化的密封工作容腔。2 2）必须具有配流装置，当密封工作容腔容积由小变大时，配流装）必须具有配流装置，当密封工作容腔容积由小变大时，配流装置使密封工作容腔只与吸油腔相通；当密封工作容腔容积由大置使密封工作容腔只与吸油腔相通；当密封工作容腔容积由大变小时，配流装置使密封工作容腔只与排油腔相通。变小时，配流装置使密封工作容腔只与排油腔相通。3 3）必须要有隔离封油装置使液压泵的吸油腔与排油腔始终不能相）必须要有隔离封油装置使液压泵的吸油腔与排油腔始终不能相通。通。4 4）油箱中的油液必须具有一定的压力，以保证液压泵工作容腔增）油箱中的油液必须具有一定的压力，以保证液压泵工作容腔增大时能及时吸油。大时能及时吸油。2液压与气压传动 第三章3液压与气压传动 第三章3二、液压泵的分类及图形符号二、液压泵的分类及图形符号液压泵液压泵按主要运动构件的形按主要运动构件的形式及运动方式不同式及运动方式不同可分为：可分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵四大类。螺杆泵四大类。按排量可分为按排量可分为：定量泵、变：定量泵、变量泵。量泵。按一个工作周期密封容积的按一个工作周期密封容积的变化次数可分为：变化次数可分为：单作用单作用泵、双作用泵、多作用泵。泵、双作用泵、多作用泵。液压与气压传动 第三章34 4液压与气压传动 第三章三、液压泵的主要性能参数三、液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数有：压力、转速、排量、流量、液压泵的主要性能参数有：压力、转速、排量、流量、功率、效率。功率、效率。1 1、液压泵的压力、液压泵的压力（1 1）吸油压力）吸油压力 液压泵进口处的压力液压泵进口处的压力（2 2）工作压力）工作压力 液压泵工作时的出口压力，取决于负载液压泵工作时的出口压力，取决于负载（3 3）额定压力）额定压力 泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。运转的最高压力。（4 4）最大允许压力）最大允许压力 按试验标准规定，超过额定压力允许短按试验标准规定，超过额定压力允许短暂运行的最高压力。暂运行的最高压力。4液压与气压传动 第三章5 5液压与气压传动 第三章三、液压泵的主要性能参数三、液压泵的主要性能参数2 2、泵的额定转速和最高转速、泵的额定转速和最高转速（1 1）额定转速）额定转速n nn n 泵在额定压力下能连续长时间工泵在额定压力下能连续长时间工作的最高转速，单位为作的最高转速，单位为r/minr/min（2 2）最高转速）最高转速n nmaxmax 泵在额定压力下超过额定转速泵在额定压力下超过额定转速允许暂短时间运行的最高转速，单位为允许暂短时间运行的最高转速，单位为r/minr/min5液压与气压传动 第三章6 6液压与气压传动 第三章三、液压泵的主要性能参数三、液压泵的主要性能参数3 3、泵的排量和流量、泵的排量和流量（1 1）排量）排量V Vp p 泵每转一弧度，由其几何尺寸计算而得到的排除液体体积，泵每转一弧度，由其几何尺寸计算而得到的排除液体体积，称为泵的排量，单位为称为泵的排量，单位为m m3 3/rad/rad（2 2）理论流量）理论流量q qptpt 在不考虑泄漏情况下，泵在单位时间内排出液体的体在不考虑泄漏情况下，泵在单位时间内排出液体的体积，称为泵的理论流量，常用单位为积，称为泵的理论流量，常用单位为m m3 3/s/s和和L/minL/min（3 3）泵的瞬时流量）泵的瞬时流量q qshsh 泵的每一瞬时的流量泵的每一瞬时的流量( (瞬时理论流量），单位为瞬时理论流量），单位为m m3 3/s/s（4 4）实际流量）实际流量 理论流量理论流量q qptpt减泄漏、压缩等损失流量减泄漏、压缩等损失流量q qp p（5 5）额定流量）额定流量q qpnpn 泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。6液压与气压传动 第三章7 7液压与气压传动 第三章三、液压泵的主要性能参数三、液压泵的主要性能参数4 4、液压泵的功率和效率、液压泵的功率和效率（1 1）理论输入功率）理论输入功率P Pitit 理论流量理论流量q qptpt与液压泵进出口压差与液压泵进出口压差p p的乘的乘积积（2 2）实际输入功率）实际输入功率P Pipip 实际驱动液压泵所需的机械功率。设实际实际驱动液压泵所需的机械功率。设实际输入的转矩为输入的转矩为T,T,输入角速度为输入角速度为，则，则P Pipip= = T T（3 3）实际输出功率）实际输出功率P Pcpcp 泵实际输出流量泵实际输出流量q qp p与泵进出口压差与泵进出口压差p p的乘的乘积积（4 4）理论转矩）理论转矩T Tt t 液压泵的驱动转矩液压泵的驱动转矩（5 5）实际转矩）实际转矩T Tp p 液压泵在工作过程实际输入的转矩。液压泵在工作过程实际输入的转矩。 （理论转（理论转矩矩+ +摩擦损耗造成的转矩损耗）摩擦损耗造成的转矩损耗）7液压与气压传动 第三章8液压与气压传动 第三章84 4、液压泵的功率和效率、液压泵的功率和效率（6 6）容积效率）容积效率pvpv 泵的实际流量泵的实际流量q qp p与理论流量与理论流量q qptpt的比值的比值液压与气压传动 第三章8（8 8）总效率）总效率p p 等于实际输出功率等于实际输出功率P Popop与实际输入功率与实际输入功率P Pipip之比之比（7 7）机械效率）机械效率pmpm 等于理论驱动转矩等于理论驱动转矩T Tt t与实际驱动转矩与实际驱动转矩T Tp p的的比值比值9 9液压与气压传动 第三章 液压泵的泄漏和摩擦损耗与泵的工作压力、液压泵的泄漏和摩擦损耗与泵的工作压力、油液粘度、及工作转速有关油液粘度、及工作转速有关9液压与气压传动 第三章10液压与气压传动 第三章10第二节第二节 齿轮泵齿轮泵1 1、外啮合齿轮泵的、外啮合齿轮泵的工作原理工作原理液压与气压传动 第三章10齿轮齿轮1 1、2 2，泵，泵体体3 3，前后盖，前后盖板板4 4、5 5等构成等构成密闭容腔密闭容腔，两，两齿齿啮合线啮合线将上将上下两腔隔开，下两腔隔开，形成排、吸油形成排、吸油腔，泵体腔，泵体3 3上上有吸油口和排有吸油口和排油口；油口；11液压与气压传动 第三章11二、外啮合齿轮泵的排量、二、外啮合齿轮泵的排量、流量计算及流量脉动流量计算及流量脉动 齿轮泵排量的近似计算时，认为齿间的容积等于轮齿的体积，齿轮泵排量的近似计算时，认为齿间的容积等于轮齿的体积，即齿轮每转一周，排出的液体体积等于其中一个齿轮的所有齿即齿轮每转一周，排出的液体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体积之和，即等于其中一个齿轮齿顶间工作容积及其所有轮齿体积之和，即等于其中一个齿轮齿顶圆与齿根圆之间环形圆柱体的体积圆与齿根圆之间环形圆柱体的体积，即液压与气压传动 第三章11修正后齿轮泵的排量为：修正后齿轮泵的排量为： V=(1.06-1.12)zmV=(1.06-1.12)zm2 2B (3-12B (3-12）由上式可知，齿轮泵的排量与齿数成正比，与模数的平方成由上式可知，齿轮泵的排量与齿数成正比，与模数的平方成正比，因此，在分度圆半径一定时，增大模数，减少齿数，正比，因此，在分度圆半径一定时，增大模数，减少齿数，可增大齿轮泵的排量。可增大齿轮泵的排量。12液压与气压传动 第三章12二、外啮合齿轮泵的排量、二、外啮合齿轮泵的排量、流量计算及流量脉动流量计算及流量脉动齿轮泵的实际流量为齿轮泵的实际流量为液压与气压传动 第三章12式（式（3-133-13）计算的是外啮合齿轮泵的平均流量。实际上，由于齿轮）计算的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，啮合点半径泵在工作过程中，啮合点半径R Rp p和和R Rn n随齿轮转角周期性变化，其瞬时随齿轮转角周期性变化，其瞬时流量流量q qshsh是脉动的。脉动大小用流量不均匀系数是脉动的。脉动大小用流量不均匀系数q q表示表示齿轮数越少，齿轮数越少，p p越大，流量脉动会直接影响到系统的平稳性，引起压力脉越大，流量脉动会直接影响到系统的平稳性，引起压力脉动，使系统产生振动和噪声。动，使系统产生振动和噪声。13液压与气压传动 第三章13三、外啮合齿轮泵存在的结构问题三、外啮合齿轮泵存在的结构问题及其解决方法及其解决方法1 1、困油现象及消除办法、困油现象及消除办法液压与气压传动 第三章13齿轮重合度大于齿轮重合度大于1 1，故两对齿轮啮合时，会出现闭死容腔；，故两对齿轮啮合时，会出现闭死容腔；闭死容腔闭死容腔由由大变小大变小，油液受挤压经缝隙溢出，油液受挤压经缝隙溢出，压力增高压力增高，齿轮轴承承受，齿轮轴承承受周期性的周期性的压力冲击压力冲击，引起振动和噪音，降低了齿轮平稳性；，引起振动和噪音，降低了齿轮平稳性；14液压与气压传动 第三章141 1、困油现象及消除办法、困油现象及消除办法闭死容腔闭死容腔由小变大，闭死容腔出现由小变大，闭死容腔出现局部真空局部真空，气蚀气蚀现象，引起振动和现象，引起振动和噪音；噪音；因因闭死容腔闭死容腔大小变化导致压力冲击和气蚀的现象称为大小变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油困油现象，困油现现象，困油现象严重影响泵的使用寿命和工作性能，必须消除。象严重影响泵的使用寿命和工作性能，必须消除。液压与气压传动 第三章1415液压与气压传动 第三章15困油现象的消除办法困油现象的消除办法泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）等零件上开卸荷槽。泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）等零件上开卸荷槽。闭式容腔闭式容腔由大变小由大变小，卸荷槽与，卸荷槽与压油腔压油腔相通；相通；闭式容腔闭式容腔由小变大由小变大，卸荷槽与，卸荷槽与吸油腔吸油腔相通。相通。液压与气压传动 第三章1516液压与气压传动 第三章162 2、内泄漏及减少内泄漏的措施、内泄漏及减少内泄漏的措施（1 1）齿轮泵内泄漏途径）齿轮泵内泄漏途径1 1）断面间隙泄漏）断面间隙泄漏2 2）径向间隙泄漏）径向间隙泄漏3 3）齿面啮合处的泄漏）齿面啮合处的泄漏（2 2）减少内泄漏的措施）减少内泄漏的措施1 1）断面间隙的自动补偿）断面间隙的自动补偿a)a)浮动轴套式补偿装置（图浮动轴套式补偿装置（图3-3-8 8）液压与气压传动 第三章1617液压与气压传动 第三章17B B）浮动侧板式补偿装置）浮动侧板式补偿装置液压与气压传动 第三章17a)a)浮动轴套式补偿装置浮动轴套式补偿装置1818液压与气压传动 第三章弹性侧板式补偿装置弹性侧板式补偿装置18液压与气压传动 第三章1919液压与气压传动 第三章2 2）径向间隙的补偿）径向间隙的补偿19液压与气压传动 第三章20液压与气压传动 第三章203.3.径向不平衡力及其减小措施径向不平衡力及其减小措施（1 1）缩小压油口）缩小压油口使排油腔作用在齿轮上的面积减小到只使排油腔作用在齿轮上的面积减小到只作用在作用在1-21-2个齿的范围内。个齿的范围内。（2 2）扩大排油腔）扩大排油腔将排油腔扩大到吸油腔一侧，只有将排油腔扩大到吸油腔一侧，只有1-21-2个个齿起密封作用，使其他对称区域的液齿起密封作用，使其他对称区域的液压力得到平衡，从而减少作用在轴承压力得到平衡，从而减少作用在轴承上的径向力。上的径向力。（3 3）扩大吸油腔）扩大吸油腔将吸油腔扩大到排油腔一侧，只有将吸油腔扩大到排油腔一侧，只有1-21-2个个齿起密封作用，使其他对称区域的液齿起密封作用，使其他对称区域的液压力得到平衡，从而减少作用在轴承压力得到平衡，从而减少作用在轴承上的径向力。（图上的径向力。（图3-123-12）液压与气压传动 第三章2021液压与气压传动 第三章213.3.径向不平衡力及其减小措施径向不平衡力及其减小措施（4 4）开设平衡油槽）开设平衡油槽如图如图3-153-15所示，在端盖、轴套的过渡区域开设平衡油槽，分别与所示，在端盖、轴套的过渡区域开设平衡油槽，分别与高低压油腔相通，以使齿轮径向力自相平衡。高低压油腔相通，以使齿轮径向力自相平衡。22液压与气压传动 第三章22四、内啮合齿轮泵四、内啮合齿轮泵1 1、渐开线内啮合齿轮泵的工作、渐开线内啮合齿轮泵的工作原理原理小齿轮小齿轮1 1（主动）和内齿轮（主动）和内齿轮3 3（从动）（从动）之间设有月牙板之间设有月牙板2 2，将吸油腔，将吸油腔4 4、压、压油腔油腔5 5隔开；隔开；小齿轮顺时针旋转，大齿轮也顺时针小齿轮顺时针旋转，大齿轮也顺时针旋转；旋转；O O1 1O O2 2连线以下容积变小，压油；连线以下容积变小，压油； O O1 1O O2 2连线以上容积变大，吸油。连线以上容积变大，吸油。渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵无困油现象无困油现象，不发生气蚀；，不发生气蚀；流量、压力流量、压力脉动小，噪音、振动小脉动小，噪音、振动小；齿轮接触应力小，磨损小，寿命长。；齿轮接触应力小，磨损小，寿命长。但加工难度大，成本高。但加工难度大，成本高。23液压与气压传动 第三章232 2、摆线内啮合齿轮泵、摆线内啮合齿轮泵由一对内啮合的由一对内啮合的转子（内转子转子（内转子为主动齿轮，为主动齿轮，外转子为从动外转子为从动齿轮）、泵体、齿轮）、泵体、传动轴等组成。传动轴等组成。其旋转中心分别为其旋转中心分别为0 01 1和和0 02 2，偏心距为，偏心距为e e，一般内转子的齿数为，一般内转子的齿数为z1z1，外转子的齿数为外转子的齿数为z z2 2=z=z1 1+1.+1.内转子为外齿轮，其齿廓曲线为短幅外摆线；内转子为外齿轮，其齿廓曲线为短幅外摆线；外转子为内齿轮，其齿廓曲线为等距圆弧曲线，外转子为内齿轮，其齿廓曲线为等距圆弧曲线，工作原理工作原理24液压与气压传动 第三章242 2、摆线内啮合齿轮泵、摆线内啮合齿轮泵工作原理工作原理内转子内转子1 1齿和外转子的齿和外转子的11齿之间的齿之间的A A腔容积变化来研究吸油、排油腔容积变化来研究吸油、排油过程；过程；图图a a容积最小容积最小，b b、c c逐渐增大，逐渐增大，图图d d容积最大容积最大；A A腔逐渐扩腔逐渐扩大，不断吸油；反之大，不断吸油；反之d d、e e、f f不断压油。不断压油。内转子每一个齿转动一周完成内转子每一个齿转动一周完成一个一个吸油、排油过程；吸油、排油过程；图中有图中有6 6个内转子齿轮，可个内转子齿轮，可连续连续吸油、排油。吸油、排油。25液压与气压传动 第三章252 2、摆线内啮合齿轮泵、摆线内啮合齿轮泵优点：优点： 内摆线啮合齿轮泵零件少，结构紧凑，工作内摆线啮合齿轮泵零件少，结构紧凑，工作容积大。容积大。缺点：缺点：由于齿数少，流量脉动较大；由于齿数少，流量脉动较大； 啮合处间隙泄漏大。啮合处间隙泄漏大。应用：应用：一般在系统中做补油及润滑等辅助泵使用。一般在系统中做补油及润滑等辅助泵使用。26液压与气压传动 第三章26第三节第三节 螺杆泵简介螺杆泵简介工作原理工作原理主动螺杆与从动螺杆互相啮合，在外套的内腔和啮合面间形成密封工作主动螺杆与从动螺杆互相啮合，在外套的内腔和啮合面间形成密封工作容积，其长度约等于螺杆的螺距；容积，其长度约等于螺杆的螺距；螺杆转动时，一端密封容积逐渐形成，容积增大，吸油；另一端容积逐螺杆转动时，一端密封容积逐渐形成，容积增大，吸油；另一端容积逐渐消失，容积减小，压油。渐消失，容积减小，压油。图图3-183-18所示为三螺杆泵，它所示为三螺杆泵，它的主动螺杆上的多头螺旋法的主动螺杆上的多头螺旋法向截面均采用摆线齿廓。主向截面均采用摆线齿廓。主动螺杆与从动相互啮合，在动螺杆与从动相互啮合，在每一个导程中形成一个包容每一个导程中形成一个包容在外套内腔和啮合面的密封在外套内腔和啮合面的密封工作容积。工作容积。27液压与气压传动 第三章27第三节第三节 螺杆泵简介螺杆泵简介优点：优点：结构紧凑，体积小，流量、压力无脉动，噪声结构紧凑，体积小，流量、压力无脉动，噪声低，运动平缓，自吸能力强，转速和流量范围大，对低，运动平缓，自吸能力强，转速和流量范围大，对介质粘度适应性强，使用寿命长。介质粘度适应性强，使用寿命长。缺点：缺点：容积效率低，螺杆制造困难。容积效率低，螺杆制造困难。28液压与气压传动 第三章28第四节第四节 叶片泵叶片泵叶片泵的分类叶片泵的分类叶片泵叶片泵按叶片在泵轴每转过程中在叶片小室的吸排油按叶片在泵轴每转过程中在叶片小室的吸排油次数次数可分为：可分为：单作用、双作用、多作用单作用、双作用、多作用按排量是否可变按排量是否可变，分为：定量泵、变量泵，分为：定量泵、变量泵按叶片设置的部位不同按叶片设置的部位不同，可分为：，可分为：普通叶片泵（叶片在转子上）、凸轮转子叶片泵（叶片在定子上）普通叶片泵（叶片在转子上）、凸轮转子叶片泵（叶片在定子上）按压力等级不同按压力等级不同，可分为：，可分为：中低压叶片泵（中低压叶片泵（7MPa7MPa以下）、中高压叶片泵（以下）、中高压叶片泵（16MPa16MPa以下）以下）高压叶片泵（高压叶片泵（20-30MPa20-30MPa以下）以下）29液压与气压传动 第三章29叶片泵的特点叶片泵的特点优点：优点： 流量脉动小、噪声低、轴承受力平衡、使用寿命长、单位流量脉动小、噪声低、轴承受力平衡、使用寿命长、单位体积排量大、可制成变量泵等。体积排量大、可制成变量泵等。缺点：缺点： 自吸能力较差，实用工况范围较窄、对污染物比较敏感，自吸能力较差，实用工况范围较窄、对污染物比较敏感，制造工艺较复杂。制造工艺较复杂。30液压与气压传动 第三章30一、双作用叶片泵一、双作用叶片泵1 1、工作原理及组成、工作原理及组成定子内表面有两段定子内表面有两段长半径圆弧长半径圆弧R R、两、两段段短半径圆弧短半径圆弧r r、四段过渡圆弧；、四段过渡圆弧；转子转动时，叶片在离心力和底部压转子转动时，叶片在离心力和底部压力油作用下，力油作用下，径向压向定子表面径向压向定子表面；叶片外伸叶片外伸，密闭容腔，密闭容腔V V增大，压力减小，增大，压力减小，通过配流盘通过配流盘吸油吸油；叶片缩回叶片缩回槽内，密闭容腔槽内，密闭容腔V V减小，压减小，压力增大，通过配流盘力增大，通过配流盘压油压油；转子转一圈，密闭容积变化转子转一圈，密闭容积变化两次两次，完，完成两次吸排油，故称成两次吸排油，故称双作用双作用液压泵。液压泵。31液压与气压传动 第三章312 2、泵的排量和排量计算、泵的排量和排量计算式中：式中： V1为充分吸油后密封为充分吸油后密封溶腔内油液的体积，溶腔内油液的体积，V2为充分排油后密封容腔内为充分排油后密封容腔内油液的体积油液的体积R定子内表面长圆弧半径定子内表面长圆弧半径r定子内表面短圆弧半径定子内表面短圆弧半径B转子或叶片宽度转子或叶片宽度Z 叶片数叶片数322 2、泵的排量和排量计算、泵的排量和排量计算具有厚度具有厚度的叶片，若倾斜的叶片，若倾斜角安装，则它在槽内往角安装，则它在槽内往复运动时对叶片泵的排量影响为复运动时对叶片泵的排量影响为: :32液压与气压传动 第三章则双叶片泵的排量为则双叶片泵的排量为泵的实际流量为泵的实际流量为式中式中 转子的角速度，转子的角速度，pvpv叶片泵的容积效率叶片泵的容积效率333.3.结构特点结构特点（1 1）定子内表面曲线）定子内表面曲线两段大圆弧两段大圆弧R R、两段小圆弧、两段小圆弧r r、四段过渡曲线组成；、四段过渡曲线组成；长短半径比越大长短半径比越大泵的流量越大，但叶片伸出槽的泵的流量越大，但叶片伸出槽的长度越大，易出现折断、卡死等；长度越大，易出现折断、卡死等；过度曲线的斜率大，使叶片离心过度曲线的斜率大，使叶片离心力法向分力不足将叶片紧贴在定力法向分力不足将叶片紧贴在定子的过度曲线上，即产生脱空现子的过度曲线上，即产生脱空现象，使容积效率下降。象，使容积效率下降。液压与气压传动 第三章3334定子过渡曲线有定子过渡曲线有阿基米德螺线、等加速等减速曲线阿基米德螺线、等加速等减速曲线等。等。阿基米德螺线阿基米德螺线使叶使叶片径向速度不变，片径向速度不变，不会引起泵的流量脉动不会引起泵的流量脉动，但在圆弧与螺线交接处，曲线，但在圆弧与螺线交接处，曲线上带有尖角，叶片经过时径向速度突变，上带有尖角，叶片经过时径向速度突变，引起硬冲击引起硬冲击，造成磨损。，造成磨损。采用采用等加速等减速曲线等加速等减速曲线时，叶片在前一半作径向等加速运动，后一半时，叶片在前一半作径向等加速运动，后一半作等减速运动，没有速度突变，作等减速运动，没有速度突变，不会有硬冲击不会有硬冲击，但在圆弧与过渡曲，但在圆弧与过渡曲线交接处线交接处有加速度突变，产生软冲击有加速度突变，产生软冲击。软冲击引起的惯性力和造成。软冲击引起的惯性力和造成的定子磨损比硬冲击小等多。的定子磨损比硬冲击小等多。液压与气压传动 第三章35（2 2）叶片与流量脉动关系）叶片与流量脉动关系叶片泵脉动率与叶片数、叶片厚度及叶片在槽内运动的加、减叶片泵脉动率与叶片数、叶片厚度及叶片在槽内运动的加、减速度成正比。速度成正比。阿基米德线阿基米德线 定子内曲线使叶片等速运动，不会引起流量脉动；定子内曲线使叶片等速运动，不会引起流量脉动；从转子强度及降低流量脉动两方面考虑，叶片数应越少越好。从转子强度及降低流量脉动两方面考虑，叶片数应越少越好。但叶片数须与过渡曲线的形状相匹配，并满足密封容腔的分隔但叶片数须与过渡曲线的形状相匹配，并满足密封容腔的分隔要求，一般要求，一般Z Z8 81818，且以，且以1010或或1212最佳。最佳。双作用叶片泵为降低流量脉动率，叶片数最好是双作用叶片泵为降低流量脉动率，叶片数最好是4 4的倍数。的倍数。叶片的厚度越薄对降低流量脉动率越有利。但应满足刚度、强叶片的厚度越薄对降低流量脉动率越有利。但应满足刚度、强度要求，一般取度要求，一般取=1.8-2.5mm=1.8-2.5mm35液压与气压传动 第三章364 4、叶片根部通油方式与排油损失、叶片根部通油方式与排油损失转子旋转时转子旋转时，保证叶片与定保证叶片与定子内表面的可靠接触，是形子内表面的可靠接触，是形成密封容腔成密封容腔，保证叶片泵正，保证叶片泵正常工作的必要条件常工作的必要条件在吸油过程在吸油过程，叶片，叶片靠离心力靠离心力保证贴在定子内表面上保证贴在定子内表面上但在压油过程中但在压油过程中，叶片顶部，叶片顶部作用有液压力作用有液压力pBpB, ,叶片只靠叶片只靠离心力不能保证其与定子内离心力不能保证其与定子内表面接触。表面接触。为此，为此，配流盘的环形槽配流盘的环形槽b b将出口压力将出口压力油引入叶片底部油引入叶片底部，使叶片底部与顶，使叶片底部与顶部液压力平衡。部液压力平衡。当叶片处于吸油区时，其排量减少当叶片处于吸油区时，其排量减少为为37二、单作用叶片泵二、单作用叶片泵液压与气压传动 第三章37由转子由转子2 2、定子、定子3 3、叶片、叶片4 4、配流盘、泵壳等组成；、配流盘、泵壳等组成；偏心轮偏心轮38二、单作用叶片泵二、单作用叶片泵液压与气压传动 第三章38转子转动时，叶片在离转子转动时，叶片在离心力和底部压力油作用心力和底部压力油作用下，径向压向定子表面；下，径向压向定子表面；右侧叶片右侧叶片外伸外伸，密闭容腔，密闭容腔V V增增大，通过配流盘大，通过配流盘吸油吸油；左侧叶片左侧叶片缩回缩回槽内，密闭容腔槽内，密闭容腔V V减小，通过配流盘减小，通过配流盘压油压油；转子每转一周，每个转子每转一周，每个 密封工作容腔各增大、减小一次，密封工作容腔各增大、减小一次，即每个叶片吸、排油各一次，因此称其为单作用叶片泵。即每个叶片吸、排油各一次，因此称其为单作用叶片泵。392 2、排量与流量计算、排量与流量计算式中式中 B B叶片宽度；叶片宽度；R R定子内半径；定子内半径；e e偏心距偏心距液压与气压传动 第三章39式中式中 转子角速度（转子角速度（rad/srad/s）；）；pvpv泵的容积效率泵的容积效率403.3.结构特点结构特点由于定子与转子存在偏由于定子与转子存在偏心距心距e,e,配流盘上只有一个吸油配流盘上只有一个吸油口和一个排油口口和一个排油口转子上的液压力不对称转子上的液压力不对称因此转子上存在不平衡因此转子上存在不平衡力，它作用在传动力，它作用在传动轴及其轴承上轴及其轴承上成为提高单作用叶片泵成为提高单作用叶片泵工作压力的障碍工作压力的障碍如上图所示，如上图所示，将位于吸油区的叶片根部通吸油腔；将位于吸油区的叶片根部通吸油腔；将位于将位于排油区的叶片根部通排油腔排油区的叶片根部通排油腔，使叶片顶、底部的液压力平衡，叶片只靠离心力使叶片顶、底部的液压力平衡，叶片只靠离心力甩出，减少叶片与定子间的摩擦，同时叶片厚度甩出，减少叶片与定子间的摩擦，同时叶片厚度不会造成排量损失不会造成排量损失413.3.结构特点结构特点叶片后倾，起动时叶片所受的切向惯性力与叶片离心力叶片后倾，起动时叶片所受的切向惯性力与叶片离心力的合力方向应尽量与槽的倾斜方向一致，有助于叶片的合力方向应尽量与槽的倾斜方向一致，有助于叶片迅速甩出；迅速甩出；液压与气压传动 第三章41为减小流量脉动率，单作用叶片泵叶片数一般取为减小流量脉动率，单作用叶片泵叶片数一般取奇数奇数。通过改变通过改变偏心距偏心距e e来改变排量，故单作用叶片泵常做成来改变排量，故单作用叶片泵常做成变量泵。变量泵。42提高叶片泵工作压力的方法提高叶片泵工作压力的方法为保证叶片与定子内表面可靠接触，形成密封容积，使泵正常工作，为保证叶片与定子内表面可靠接触，形成密封容积，使泵正常工作，叶片根部一般通以压力油。叶片根部一般通以压力油。叶片以很大的压力压向定子内表面，随着工作压力的提高，这一压叶片以很大的压力压向定子内表面，随着工作压力的提高，这一压差增大，加速了定子吸油区的磨耗。差增大，加速了定子吸油区的磨耗。为减少这一磨耗及提高工作压力，常采用以下措施。为减少这一磨耗及提高工作压力，常采用以下措施。1 1、双级叶片泵、双级叶片泵一个泵内，一根转动轴上联接两组定子和转子，形成两级叶片泵。一个泵内，一根转动轴上联接两组定子和转子，形成两级叶片泵。两个叶片泵为串联形式，即一级泵的排油口是二级泵的吸油口，从两个叶片泵为串联形式，即一级泵的排油口是二级泵的吸油口，从而提高整个泵的工作压力。而提高整个泵的工作压力。由于双级泵的结构复杂，所以提高泵的工作压力，逐渐以下措施。由于双级泵的结构复杂，所以提高泵的工作压力，逐渐以下措施。液压与气压传动 第三章4243提高叶片泵工作压力的方法提高叶片泵工作压力的方法2 2、改善叶片受力状况、改善叶片受力状况（1 1）子母叶片方式）子母叶片方式 （2 2）双）双叶片方式叶片方式 （3 3）柱销叶片）柱销叶片方式方式叶片由子叶片叶片由子叶片7 7和母叶片和母叶片3 3组组成，子叶片可以在母叶片中成，子叶片可以在母叶片中自由滑动，中间油腔自由滑动，中间油腔5 5的压力的压力油通过配油盘工作面上的环油通过配油盘工作面上的环形槽及油孔形槽及油孔4 4自排油腔引入。自排油腔引入。叶片底部经压力平衡孔叶片底部经压力平衡孔6 6与叶与叶片顶部相通。片顶部相通。若不考虑离心力、惯性力，若不考虑离心力、惯性力，则母叶片作用在定子上的力则母叶片作用在定子上的力F F为为44（2 2）双叶片方式）双叶片方式在两个叶片相贴的内侧面在两个叶片相贴的内侧面构成构成V V形通道，使叶片顶形通道，使叶片顶部、根部液压油的压力部、根部液压油的压力相等，从而实现压力平相等，从而实现压力平衡，在吸油区不至于使衡，在吸油区不至于使叶片与定子内表面接触叶片与定子内表面接触应力过大。应力过大。液压与气压传动 第三章4445柱销叶片方式柱销叶片方式45液压与气压传动 第三章在缩短的叶片底部专设一个小圆柱。在缩短的叶片底部专设一个小圆柱。叶片顶部与根部相通，叶片顶部与根部相通，柱销的底部始柱销的底部始终与排油腔相通终与排油腔相通。适当设计柱销面积，可控制叶片在吸适当设计柱销面积，可控制叶片在吸油区与定子内表面的接触应力。油区与定子内表面的接触应力。46四、叶片泵典型结构四、叶片泵典型结构1 1、双作用叶片泵典型结构、双作用叶片泵典型结构46液压与气压传动 第三章472 2、单作用叶片泵典型结构、单作用叶片泵典型结构47液压与气压传动 第三章48外反馈式限压式变量泵外反馈式限压式变量泵48液压与气压传动 第三章定子左侧有一调压弹簧，右侧有一控制活塞；定子左侧有一调压弹簧，右侧有一控制活塞；FFFFFFt t时，定子向时，定子向左移动，偏心距左移动，偏心距不断减小不断减小e ee emaxmax-x-x泵输出流量逐渐减泵输出流量逐渐减小。（对应小。（对应 BC BC 段段）液压与气压传动 第三章49B B点为拐点（点为拐点（F=FF=Ft t）。）。C C 点为极限压力点（偏心量点为极限压力点（偏心量e e0 0，输输出流量为出流量为0 0）改变调压弹簧刚度改变调压弹簧刚度 K K，可，可改变曲线改变曲线 BC BC 的斜率的斜率。刚度。刚度K K 越大，曲线越平缓；刚度越小，曲线越大，曲线越平缓；刚度越小，曲线 BC BC 越陡越陡调节螺钉调节螺钉1111可改变调压弹簧的预压缩量可改变调压弹簧的预压缩量x x0 0，即改变特性，即改变特性曲线中曲线中拐点拐点B B的压力的压力 P Pb b 的大小的大小，使曲线，使曲线BCBC左右平移；左右平移；液压与气压传动 第三章50调整定子右边的调整定子右边的流量调节螺钉流量调节螺钉6 6，可改变定子的最大偏，可改变定子的最大偏心心 e emaxmax，即，即改变泵的最大流量改变泵的最大流量，使，使曲线上下移动曲线上下移动；51第五节第五节 柱塞泵柱塞泵一、柱塞泵的一、柱塞泵的分类分类按动力源分按动力源分51液压与气压传动 第三章机动泵机动泵人力泵人力泵按缸体与泵轴的相对位置分按缸体与泵轴的相对位置分轴向柱塞泵轴向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵按配流装置的形式分按配流装置的形式分带间隙密封型配流副柱塞泵带间隙密封型配流副柱塞泵带座阀配流装置柱塞泵带座阀配流装置柱塞泵按排量是否可变分按排量是否可变分定量柱塞泵定量柱塞泵变量柱塞泵变量柱塞泵52二、轴向柱塞泵二、轴向柱塞泵52液压与气压传动 第三章1 1、直轴式轴向柱塞泵的工作原理及组成、直轴式轴向柱塞泵的工作原理及组成2 2、排量和流量计算、排量和流量计算缸体每转一周，每个柱塞各吸排油一次，因此泵的排缸体每转一周，每个柱塞各吸排油一次，因此泵的排量量VpVp和流量和流量qpqp分别为：分别为：53液压与气压传动 第三章54液压与气压传动 第三章54CYCY系列直轴式轴向柱塞泵结构特点系列直轴式轴向柱塞泵结构特点1 1）采用）采用7 7个柱塞，柱塞用开个柱塞，柱塞用开口型空心结构。口型空心结构。2 2）配流盘由窗口）配流盘由窗口1,1,、密封、密封带（带（R R1 1-R-R2 2之间和之间和R R3 3-R-R4 4之间）之间）、环形泄油槽（、环形泄油槽（R R1 1以内及以内及R R4 4-R-R5 5之间）和径向泄油槽之间）和径向泄油槽5 5组成。组成。当缸体旋转时，辅助支撑面当缸体旋转时，辅助支撑面上的油膜受到很大的剪切上的油膜受到很大的剪切力，使油膜发热膨胀，形力，使油膜发热膨胀，形成压力成压力热楔支撑，能热楔支撑，能够维持油膜适当厚度够维持油膜适当厚度液压与气压传动 第三章55CYCY系列直轴式轴向柱塞泵结构特点系列直轴式轴向柱塞泵结构特点4 4）采用柱塞滑靴结构）采用柱塞滑靴结构通过小孔通过小孔a a、b b使柱塞底部压使柱塞底部压力油力油p p进入滑靴底部油腔进入滑靴底部油腔c c，在滑靴底部与斜盘间形，在滑靴底部与斜盘间形成油膜成油膜h h，并在它们之间产，并在它们之间产生生F FN N推力。推力。5 5）缸体在排油区所受的倾斜）缸体在排油区所受的倾斜力矩主要由轴承力矩主要由轴承1111及配流及配流盘的热楔支撑。盘的热楔支撑。液压与气压传动 第三章564 4、变量结构、变量结构（1 1）手动变量机构）手动变量机构通过旋转手轮，使变量活塞上下移动，带动通过旋转手轮，使变量活塞上下移动，带动轴销使斜盘的倾角发生变化，从而改变轴销使斜盘的倾角发生变化，从而改变泵的排量和输出流量。泵的排量和输出流量。液压与气压传动 第三章57（2 2）伺服变量机构）伺服变量机构泵流量不变情况：泵流量不变情况：阀套阀套7 7与与变量活塞与与变量活塞4 4做成一体做成一体单向阀单向阀6 6进入活塞进入活塞4 4的下腔的下腔d de e通进口高压油；通进口高压油；f f通变量活塞通变量活塞上腔上腔g g；h h通通 泵体内腔。泵体内腔。当拉杆当拉杆8 8不动时，阀芯不动时，阀芯1 1不动，不动，油口油口e e、f f、g g被阀芯被阀芯1 1关闭。关闭。变量活塞不动，斜盘变量活塞不动，斜盘3 3的倾角保的倾角保持不变，泵的排量不变。持不变，泵的排量不变。58（2 2）伺服变量机构）伺服变量机构泵流量增大情况：泵流量增大情况：拉杆拉杆8 8 上面阀口打开，上面阀口打开，d d腔压力油通过腔压力油通过e e进入上腔进入上腔g g 上腔面积大于下腔上腔面积大于下腔 活塞活塞4 4下移下移 一直至一直至下移量与伺服阀芯相等下移量与伺服阀芯相等 上面的阀口关闭。上面的阀口关闭。在这过程斜盘倾角加大在这过程斜盘倾角加大泵的排量泵的排量 液压与气压传动 第三章59（2 2）伺服变量机构）伺服变量机构泵流量减小情况：泵流量减小情况：拉杆拉杆8 8 下面阀口打开，活下面阀口打开，活塞上腔塞上腔g g通过通过f f孔与孔与h h腔相通，腔相通，上腔上腔g g压力下降压力下降 d d腔压力腔压力 活塞活塞4 4上移上移 一直至上一直至上移量与伺服阀芯相等移量与伺服阀芯相等 下面的阀口关闭。下面的阀口关闭。在这过程斜盘倾角减小在这过程斜盘倾角减小泵的排量泵的排量 液压与气压传动 第三章60三、径向柱塞泵三、径向柱塞泵轴向柱塞泵工作原理及其组轴向柱塞泵工作原理及其组成成泵的排量和流量泵的排量和流量液压与气压传动 第三章61622 2、径向柱塞泵典型结构及其特点、径向柱塞泵典型结构及其特点62液压与气压传动 第三章当偏心轮转动当偏心轮转动时时油液从吸油口油液从吸油口 A A吸入，经吸吸入，经吸油阀油阀9 9进入缸进入缸体体再经压油阀再经压油阀1111和压油通道和压油通道B B从压油口从压油口C C排排出，出，排气螺钉用以排气螺钉用以排除柱塞缸内排除柱塞缸内的空气。的空气。 63第六节第六节 液压泵的噪声及其控制液压泵的噪声及其控制一、液压泵噪声产生的原因一、液压泵噪声产生的原因1 1）液压泵）液压泵输出流量脉动引起输出压力脉动输出流量脉动引起输出压力脉动而产生噪声。而产生噪声。2 2）液压泵）液压泵困油时产生的液压冲击波困油时产生的液压冲击波而产生噪声。而产生噪声。3 3）油液中）油液中混有过量的空气而导致气蚀混有过量的空气而导致气蚀，由气蚀产生噪声。，由气蚀产生噪声。4 4）泄漏增加泵的流量和压力的脉动从而产生噪声。）泄漏增加泵的流量和压力的脉动从而产生噪声。5 5）泵排油与吸油的相互转换产生压力冲击，从而产生噪声。）泵排油与吸油的相互转换产生压力冲击，从而产生噪声。6 6）旋转体（叶片泵的转子、柱塞泵的缸体等）不平衡产生）旋转体（叶片泵的转子、柱塞泵的缸体等）不平衡产生振动，从而产生噪声。振动，从而产生噪声。7 7）传动轴承产生振动，从而产生噪声。）传动轴承产生振动，从而产生噪声。63液压与气压传动 第三章64二、降低液压泵噪声的措施二、降低液压泵噪声的措施1 1）增加壳体壁厚和提高零部件刚性。）增加壳体壁厚和提高零部件刚性。2 2）提高零件尺寸精度和降低表面粗糙度。）提高零件尺寸精度和降低表面粗糙度。3 3）提高泵的装配质量，防止泄露。）提高泵的装配质量，防止泄露。4 4）合理设计配流盘上配流窗口的形状。）合理设计配流盘上配流窗口的形状。5 5）合理设计吸油、压油的配流定时，防止困油现象产生。）合理设计吸油、压油的配流定时，防止困油现象产生。6 6）增大吸油通道直径，使吸油通畅。）增大吸油通道直径，使吸油通畅。7 7）合理设计叶片泵定子曲线，改善叶片泵叶片顶部形状，防止产）合理设计叶片泵定子曲线，改善叶片泵叶片顶部形状，防止产生硬冲击。生硬冲击。8 8）采用低噪声轴承。）采用低噪声轴承。9 9）在泵的排油口安装消声器。）在泵的排油口安装消声器。64液压与气压传动 第三章