第三章液壓泵和液壓馬達(dá)ppt課件

1、第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)3.1 概述概述 泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體，從而使液體的壓泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體，從而使液體的壓力、速度、位置得以提高的元件。按其工作原理可分為力、速度、位置得以提高的元件。按其工作原理可分為渦輪式和容積式。渦輪式和容積式。 渦輪式泵：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，低壓大流量作業(yè)，輸渦輪式泵：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，低壓大流量作業(yè)，輸送液體，例如水泵。送液體，例如水泵。 容積式泵：原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能主要轉(zhuǎn)化成液體的靜壓能，容積式泵：原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能主要轉(zhuǎn)化成液體的靜壓能，使用于高壓小流量作業(yè)，因此常用于各種控制目的，即使用于高壓小流量作業(yè)，因此常用于各種控制

2、目的，即使系統(tǒng)的負(fù)載有變化，輸出流量不變。使系統(tǒng)的負(fù)載有變化，輸出流量不變。類型：類型： 根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，泵有齒輪泵、葉片泵、閥式活根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，泵有齒輪泵、葉片泵、閥式活塞泵，徑向柱塞泵、軸向柱塞泵和螺桿泵。塞泵，徑向柱塞泵、軸向柱塞泵和螺桿泵。 馬達(dá)：將輸入油液的能量轉(zhuǎn)化成為馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)：將輸入油液的能量轉(zhuǎn)化成為馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能而輸出的元件。屬液壓執(zhí)行元件，從原理上講，機(jī)械能而輸出的元件。屬液壓執(zhí)行元件，從原理上講，泵和馬達(dá)可換，但工作要求不同，結(jié)構(gòu)有差異。泵和馬達(dá)可換，但工作要求不同，結(jié)構(gòu)有差異。 3.2 齒輪泵和齒輪馬達(dá)齒輪泵和齒輪馬達(dá) 齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，工作

3、可靠，體積小，重量輕，對(duì)油液污染不太齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，工作可靠，體積小，重量輕，對(duì)油液污染不太敏感。缺點(diǎn)流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。故應(yīng)用廣泛在低壓系統(tǒng)中，但敏感。缺點(diǎn)流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。故應(yīng)用廣泛在低壓系統(tǒng)中，但也在不斷的改善。也在不斷的改善。 本節(jié)主要介紹外嚙合直齒齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。本節(jié)主要介紹外嚙合直齒齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。 一、齒輪泵的工作原理和組成一、齒輪泵的工作原理和組成 1. 1. 組成：三片式結(jié)構(gòu)組成：三片式結(jié)構(gòu) 端蓋、泵體和嚙合齒輪。端蓋、泵體和嚙合齒輪。 3-1第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 2. 齒輪泵的工作原

4、理齒輪泵的工作原理 主動(dòng)齒輪反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)被動(dòng)齒主動(dòng)齒輪反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)被動(dòng)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在吸油腔一側(cè)，由于齒輪輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在吸油腔一側(cè)，由于齒輪逐漸退出嚙合，吸油腔容積增大，形成部逐漸退出嚙合，吸油腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液在外界大氣壓的作分真空，油箱中的油液在外界大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管而進(jìn)入吸油腔并填滿齒間。用下，經(jīng)吸油管而進(jìn)入吸油腔并填滿齒間。隨著油泵的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)齒間的油液被送到隨著油泵的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)齒間的油液被送到壓油腔。在壓油腔齒輪逐漸進(jìn)入嚙合，容壓油腔。在壓油腔齒輪逐漸進(jìn)入嚙合，容積減小，壓力增大，油液被壓入系統(tǒng)去工積減小，壓力增大，油液被壓入系統(tǒng)去工作。齒頂間隙

5、所形成的容積不參與吸排油，作。齒頂間隙所形成的容積不參與吸排油，側(cè)間隙和端間隙越小越好。圖側(cè)間隙和端間隙越小越好。圖3-2 介紹介紹原理。原理。3-2第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)220023322003. (2 ) /4(2 ) /4 2 (/ ) (/ ) m q = 6.666.66(/)6.66(/)qdmdmBm BZmrBZmrmzBZdZdZ B 202齒輪泵的排量精確計(jì)算時(shí)可采用： q=6.66m為齒輪模數(shù)；z為齒數(shù)；B為齒寬.d可將上式改寫為：m = qn /2q0流量 Q（升 分）；q（每弧度的排量） 可見，節(jié)圓直徑一定時(shí)，齒數(shù)越少排量越大，這對(duì)于減少齒輪的

6、尺寸重量是有利的。當(dāng)然，減少齒數(shù)要受到根切的限制，同時(shí)還要考慮實(shí)際情況時(shí)，系統(tǒng)對(duì)油泵流量波動(dòng)的要求。一般Z為9、11、13。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)二、齒輪泵的瞬時(shí)流量二、齒輪泵的瞬時(shí)流量 根據(jù)以上得到的齒輪泵排量公式可求得齒輪泵的理論流量平均流根據(jù)以上得到的齒輪泵排量公式可求得齒輪泵的理論流量平均流量）量）: : 須知這樣求得的流量是平均流量。事實(shí)上齒輪泵在工作中，隨著齒輪須知這樣求得的流量是平均流量。事實(shí)上齒輪泵在工作中，隨著齒輪所處的不同位置，其瞬時(shí)流量是不同的。如在某時(shí)間內(nèi)壓油腔容積變化所處的不同位置，其瞬時(shí)流量是不同的。如在某時(shí)間內(nèi)壓油腔容積變化dVdV，則瞬時(shí)

7、流量則瞬時(shí)流量dV/dtdV/dt是各處不同的，這一瞬時(shí)流量的變化現(xiàn)象稱為液壓泵的是各處不同的，這一瞬時(shí)流量的變化現(xiàn)象稱為液壓泵的流量波動(dòng)。流量波動(dòng)將導(dǎo)致執(zhí)行組件工作速度不平穩(wěn)，而且會(huì)引起壓油管流量波動(dòng)。流量波動(dòng)將導(dǎo)致執(zhí)行組件工作速度不平穩(wěn)，而且會(huì)引起壓油管內(nèi)的壓力波動(dòng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)和噪音的增加，這對(duì)于高性能要求內(nèi)的壓力波動(dòng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)和噪音的增加，這對(duì)于高性能要求的液壓系統(tǒng)顯然是不利的。因而了解流量波動(dòng)的大小和頻率，對(duì)于正確選的液壓系統(tǒng)顯然是不利的。因而了解流量波動(dòng)的大小和頻率，對(duì)于正確選用液壓泵以設(shè)計(jì)出滿足要求的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是非常必要的。用液壓泵以設(shè)計(jì)出滿足要求的液壓傳動(dòng)

8、系統(tǒng)是非常必要的。26.66/2m BZL0Q =q2r第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)齒輪泵的瞬時(shí)流量則為：齒輪泵的瞬時(shí)流量則為： 式中：式中： 齒頂圓半徑；齒頂圓半徑； x嚙合點(diǎn)至主動(dòng)齒輪圓心的距離；嚙合點(diǎn)至主動(dòng)齒輪圓心的距離； y嚙合點(diǎn)至被動(dòng)齒輪圓心的距離。嚙合點(diǎn)至被動(dòng)齒輪圓心的距離。 由上式可見，由于嚙合點(diǎn)沿嚙合線變化，所以由上式可見，由于嚙合點(diǎn)沿嚙合線變化，所以x、y值隨嚙合點(diǎn)的變化也在變化，這樣瞬間流量當(dāng)然也隨嚙值隨嚙合點(diǎn)的變化也在變化，這樣瞬間流量當(dāng)然也隨嚙合點(diǎn)的變化而變化。同時(shí)可知，當(dāng)一對(duì)齒退出嚙合而另合點(diǎn)的變化而變化。同時(shí)可知，當(dāng)一對(duì)齒退出嚙合而另一對(duì)齒進(jìn)入嚙合

9、后，瞬時(shí)流量將重復(fù)變化一次。一對(duì)齒進(jìn)入嚙合后，瞬時(shí)流量將重復(fù)變化一次。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)2222222 ()()/rxryBTQ2r 為討論方便，將為討論方便，將x x、y y兩個(gè)變量有嚙合點(diǎn)至節(jié)兩個(gè)變量有嚙合點(diǎn)至節(jié)點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離f f置換，將齒頂圓半徑用節(jié)置換，將齒頂圓半徑用節(jié) 圓半徑和齒圓半徑和齒頂高置換，則可得外嚙合齒輪泵瞬間流量公式為頂高置換，則可得外嚙合齒輪泵瞬間流量公式為: : 由此可知，在結(jié)構(gòu)參數(shù)由此可知，在結(jié)構(gòu)參數(shù)B B、R R、h h及轉(zhuǎn)速一定及轉(zhuǎn)速一定時(shí)，嚙合點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)重時(shí)，嚙合點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)重 合即合即f=0f=0時(shí)瞬時(shí)瞬時(shí)流量最大，而當(dāng)開始嚙合和退

10、出嚙合時(shí)，時(shí)流量最大，而當(dāng)開始嚙合和退出嚙合時(shí)， （ 為嚙合點(diǎn)在嚙合線上走過的長度），此時(shí)瞬為嚙合點(diǎn)在嚙合線上走過的長度），此時(shí)瞬時(shí)流量最小。時(shí)流量最小。 由于齒輪嚙合時(shí)重合系數(shù)由于齒輪嚙合時(shí)重合系數(shù)11，即當(dāng)一對(duì)尚，即當(dāng)一對(duì)尚未退出嚙合時(shí)，下一對(duì)齒已進(jìn)入嚙合狀態(tài)，于是未退出嚙合時(shí)，下一對(duì)齒已進(jìn)入嚙合狀態(tài)，于是在兩對(duì)齒之間形成閉死容積，使前對(duì)齒失去排油在兩對(duì)齒之間形成閉死容積，使前對(duì)齒失去排油能力，此時(shí)瞬時(shí)流量由后一對(duì)齒決定，因此在曲能力，此時(shí)瞬時(shí)流量由后一對(duì)齒決定，因此在曲線上形成有一段的流量突然下降。線上形成有一段的流量突然下降。 22(2)BRhhfTQRh節(jié)圓半徑； 齒定高。/2nf

11、maxf22222222 Tma xTma x222222()()/( 2)/2 Qc o s4 ( 2)4 (1 )6 02nnQQQnQrxryBBRhhfRhffKfRhhzn ZZTTm a xT m i nQQQ節(jié)圓半徑；齒定高。f（- Q）/ QK第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 衡量流量波動(dòng)性亦即流量品質(zhì)的指標(biāo)衡量流量波動(dòng)性亦即流量品質(zhì)的指標(biāo): 流量波動(dòng)系數(shù)流量波動(dòng)系數(shù): 對(duì)常用的外嚙合齒輪泵對(duì)常用的外嚙合齒輪泵: 流量波動(dòng)頻率流量波動(dòng)頻率: 由以上討論可知，齒輪泵的流量品質(zhì)主要決定于由以上討論可知，齒輪泵的流量品質(zhì)主要

12、決定于齒數(shù)，齒數(shù)越多則系數(shù)越小而頻率越大，也即是流齒數(shù)，齒數(shù)越多則系數(shù)越小而頻率越大，也即是流量品質(zhì)越好。為輕型化量品質(zhì)越好。為輕型化 ，齒數(shù)少，波動(dòng)大。，齒數(shù)少，波動(dòng)大。602nZZQKTmaxTmaxQQTmin（-Q）/Q22222cos4(2)4(1)nQfRhhz 三、齒輪泵結(jié)構(gòu)上的問題三、齒輪泵結(jié)構(gòu)上的問題 （一困油現(xiàn)象及消除措施（一困油現(xiàn)象及消除措施 1. 產(chǎn)生的原因及現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及現(xiàn)象 為了保證齒輪泵流量連續(xù)及高低壓腔嚴(yán)格密封，必為了保證齒輪泵流量連續(xù)及高低壓腔嚴(yán)格密封，必須使重合系數(shù)大于須使重合系數(shù)大于1，一般，一般1.05-1.2。當(dāng)前一對(duì)齒沒有脫開嚙合時(shí)，后一對(duì)。當(dāng)前一

13、對(duì)齒沒有脫開嚙合時(shí)，后一對(duì)齒已進(jìn)入嚙合，便形成一個(gè)與吸排油腔均不相通的封閉容積，切隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而齒已進(jìn)入嚙合，便形成一個(gè)與吸排油腔均不相通的封閉容積，切隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。把這個(gè)封閉容積稱為困油區(qū)。移動(dòng)。把這個(gè)封閉容積稱為困油區(qū)。 當(dāng)后一對(duì)齒剛進(jìn)入嚙合時(shí)困油區(qū)容積最大下圖當(dāng)后一對(duì)齒剛進(jìn)入嚙合時(shí)困油區(qū)容積最大下圖a）,隨著隨著A、B兩點(diǎn)的移動(dòng)，兩點(diǎn)的移動(dòng)，困油區(qū)逐漸減小，當(dāng)困油區(qū)逐漸減小，當(dāng)A、B兩點(diǎn)對(duì)稱地分布于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)時(shí)困油區(qū)容積最小。兩點(diǎn)對(duì)稱地分布于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)時(shí)困油區(qū)容積最小。 3-33-4第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 2. 危害危害 困油區(qū)由大到小：產(chǎn)生很大的壓力，這個(gè)力在齒輪

14、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)困油區(qū)由大到?。寒a(chǎn)生很大的壓力，這個(gè)力在齒輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)等于齒數(shù)，產(chǎn)生沖擊等于齒數(shù)，產(chǎn)生沖擊 困油區(qū)由小到大：困油區(qū)真空度增加，容易產(chǎn)生氣蝕并增加噪音。困油區(qū)由小到大：困油區(qū)真空度增加，容易產(chǎn)生氣蝕并增加噪音。 3. 解決辦法：開卸荷槽。卸荷槽的形式多種多樣，而卸荷原理基本相同，即解決辦法：開卸荷槽。卸荷槽的形式多種多樣，而卸荷原理基本相同，即當(dāng)封閉容積有大邊小時(shí)，通過一個(gè)卸荷槽使其與壓油腔相通；而當(dāng)封閉容積由小當(dāng)封閉容積有大邊小時(shí)，通過一個(gè)卸荷槽使其與壓油腔相通；而當(dāng)封閉容積由小變大時(shí)，通過另一個(gè)卸荷槽使其與吸油腔相通。變大時(shí)，通過另一個(gè)卸荷槽使其與吸油腔相通

15、。 注意：兩卸荷槽的配置必須保證在任何時(shí)候都不能使壓油腔與吸油腔通過困油注意：兩卸荷槽的配置必須保證在任何時(shí)候都不能使壓油腔與吸油腔通過困油區(qū)而相互溝通，同時(shí)要有效地卸荷。區(qū)而相互溝通，同時(shí)要有效地卸荷。 圖圖1-3為齒輪端面的軸承座圈上開長方形卸荷槽，對(duì)稱布置，圖為齒輪端面的軸承座圈上開長方形卸荷槽，對(duì)稱布置，圖1-3c為長方為長方形卸荷槽非對(duì)稱布置偏向吸油腔一側(cè)），適應(yīng)于齒側(cè)間隙較小的情況。形卸荷槽非對(duì)稱布置偏向吸油腔一側(cè)），適應(yīng)于齒側(cè)間隙較小的情況。 （二） 齒輪泵的泄漏和端面補(bǔ)償 1. 1.軸向間隙泄漏軸向間隙泄漏: :指齒輪端面與軸承底圈或蓋板之間的間隙泄漏。占總泄漏量的指齒輪端面與

16、軸承底圈或蓋板之間的間隙泄漏。占總泄漏量的75-80%75-80%。 2. 2. 徑向間隙泄漏徑向間隙泄漏: :指齒頂與殼體內(nèi)圓柱表面之間的間隙泄漏。占總泄漏量的指齒頂與殼體內(nèi)圓柱表面之間的間隙泄漏。占總泄漏量的15-20%15-20%。 3.3.通過嚙合點(diǎn)上的泄漏通過嚙合點(diǎn)上的泄漏: :由于嚙合點(diǎn)在全部齒寬上不能全部接觸，所以也可產(chǎn)生泄漏，占由于嚙合點(diǎn)在全部齒寬上不能全部接觸，所以也可產(chǎn)生泄漏，占4-5%4-5%。 由此可見，要提高齒輪泵的壓力，必須要減小端面泄漏，一般采用齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k由此可見，要提高齒輪泵的壓力，必須要減小端面泄漏，一般采用齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k法。圖法。圖1

17、-41-4所示端面間隙的補(bǔ)償原理。利用特制的通道把泵內(nèi)壓油腔的壓力油引到軸承外側(cè)，作用所示端面間隙的補(bǔ)償原理。利用特制的通道把泵內(nèi)壓油腔的壓力油引到軸承外側(cè)，作用在用密封圈分隔構(gòu)成一定形狀和大小的面積上，產(chǎn)生液壓作用力，使軸套壓向齒輪端面。這在用密封圈分隔構(gòu)成一定形狀和大小的面積上，產(chǎn)生液壓作用力，使軸套壓向齒輪端面。這個(gè)力必須大于齒輪端面作用在軸承內(nèi)側(cè)的作用力，才能保證在各種壓力下，軸承始終自動(dòng)貼緊齒個(gè)力必須大于齒輪端面作用在軸承內(nèi)側(cè)的作用力，才能保證在各種壓力下，軸承始終自動(dòng)貼緊齒輪端面，減小泵內(nèi)通過端面的泄漏，達(dá)到提高壓力的目的。輪端面，減小泵內(nèi)通過端面的泄漏，達(dá)到提高壓力的目的。 減小

18、泄漏辦法：軸向自動(dòng)補(bǔ)償，浮動(dòng)軸套和側(cè)板變形有的加彈簧）。減小泄漏辦法：軸向自動(dòng)補(bǔ)償，浮動(dòng)軸套和側(cè)板變形有的加彈簧）。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 圖圖3-5 3-5 齒輪泵內(nèi)補(bǔ)償軸向間隙用的浮動(dòng)軸承齒輪泵內(nèi)補(bǔ)償軸向間隙用的浮動(dòng)軸承 原則：原則：1.1.壓緊力必須大于推力，壓緊力壓緊力必須大于推力，壓緊力= =推開力推開力+P+P。PP不不 能過小不能過小不 起作用）；不能過大加劇磨損）；起作用）；不能過大加劇磨損）； 2.2.壓力和推力作用線一致，產(chǎn)生力偶；壓力和推力作用線一致，產(chǎn)生力偶； 3.3.磨損后還能起作用。磨損后還能起作用。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓

19、馬達(dá) （三徑向力不平衡現(xiàn)象（三徑向力不平衡現(xiàn)象 產(chǎn)生的原因：徑向不平衡由三方面造成：產(chǎn)生的原因：徑向不平衡由三方面造成：1.液體壓力產(chǎn)生的液體壓力產(chǎn)生的徑向力徑向力 同壓油腔接觸的周長為同壓油腔接觸的周長為L1受壓油腔壓力作用；同吸油腔受壓油腔壓力作用；同吸油腔接觸的周長為接觸的周長為L2受吸油腔壓力作用；同殼體接觸的周長為受吸油腔壓力作用；同殼體接觸的周長為L3受受一個(gè)沿圓周從低到高壓線性變化的壓力作用，三個(gè)力合力即一個(gè)沿圓周從低到高壓線性變化的壓力作用，三個(gè)力合力即FP大大致指向吸油腔一側(cè)。致指向吸油腔一側(cè)。2. 齒輪傳遞力矩時(shí)產(chǎn)生的徑向力齒輪傳遞力矩時(shí)產(chǎn)生的徑向力FM，對(duì)主，對(duì)主動(dòng)齒輪合

20、力減??；從動(dòng)相反。動(dòng)齒輪合力減小；從動(dòng)相反。3.困油現(xiàn)象消除不良產(chǎn)生作用在軸困油現(xiàn)象消除不良產(chǎn)生作用在軸上的徑向力。上的徑向力。 造成的危害：這些液體壓力綜合作用的合力，相當(dāng)于給齒輪造成的危害：這些液體壓力綜合作用的合力，相當(dāng)于給齒輪一個(gè)徑向的作用力即不平衡力），使齒輪和軸承受載。工作壓一個(gè)徑向的作用力即不平衡力），使齒輪和軸承受載。工作壓力越大，徑向不平衡力也越大。當(dāng)徑向不平衡力很大時(shí)，能使軸力越大，徑向不平衡力也越大。當(dāng)徑向不平衡力很大時(shí)，能使軸彎曲，齒頂與殼體內(nèi)表面產(chǎn)生接觸，同時(shí)加速軸承的磨損，降低彎曲，齒頂與殼體內(nèi)表面產(chǎn)生接觸，同時(shí)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。軸承的壽命。 下圖為其

21、力分析圖下圖為其力分析圖 F被更大有時(shí)多達(dá)幾噸，作用在軸承上影響泵的壓力不能太高，被更大有時(shí)多達(dá)幾噸，作用在軸承上影響泵的壓力不能太高，8-16MP。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 3.解決的辦法：解決的辦法： 1.減小壓油口的直徑，使壓力油減小壓油口的直徑，使壓力油 僅作用在僅作用在1-2個(gè)齒之間。個(gè)齒之間。 2.增大泵體內(nèi)表面與齒頂圓間隙。增大泵體內(nèi)表面與齒頂圓間隙。 3.開壓力平衡槽。開壓力平衡槽。3-83-7圖 3-6 油壓和傳動(dòng)產(chǎn)生徑向力第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 四、液壓馬達(dá)四、液壓馬達(dá) 工作原理：液壓作用在齒面上推動(dòng)齒輪旋工作原理：液壓作用在齒

22、面上推動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，由于嚙合點(diǎn)的半徑小于齒頂圓半徑形成扭轉(zhuǎn)，由于嚙合點(diǎn)的半徑小于齒頂圓半徑形成扭矩，合并輸出。從性能上分為高速馬達(dá)和低速矩，合并輸出。從性能上分為高速馬達(dá)和低速馬達(dá)，三片式補(bǔ)償不能用，因引入高壓油的方馬達(dá)，三片式補(bǔ)償不能用，因引入高壓油的方向不同，不能輕易將油泵變成馬達(dá)。向不同，不能輕易將油泵變成馬達(dá)。 結(jié)構(gòu)與馬達(dá)基本相同，但因工作過程一般結(jié)構(gòu)與馬達(dá)基本相同，但因工作過程一般要求低速大扭矩，直接用高速泵時(shí)需變速箱減要求低速大扭矩，直接用高速泵時(shí)需變速箱減速。為了簡化機(jī)構(gòu)，直接驅(qū)動(dòng)工作部件，另行速。為了簡化機(jī)構(gòu)，直接驅(qū)動(dòng)工作部件，另行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 3.3 基本參數(shù)的計(jì)算及特性基本參

23、數(shù)的計(jì)算及特性 一、排量、流量和容積效率一、排量、流量和容積效率 排量排量q:是指在沒有泄漏和吸油充分的理想情況下，泵軸每轉(zhuǎn)所排出的是指在沒有泄漏和吸油充分的理想情況下，泵軸每轉(zhuǎn)所排出的液壓體積。它僅取決與液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所有密封工作腔的容積變化量，液壓體積。它僅取決與液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所有密封工作腔的容積變化量，與液壓泵的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)有關(guān)。與液壓泵的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)有關(guān)。q值可在有關(guān)液壓泵的樣品本中查到。值可在有關(guān)液壓泵的樣品本中查到。有時(shí)也用每弧度排量表示排量，在計(jì)算時(shí)要注意兩者的區(qū)別。有時(shí)也用每弧度排量表示排量，在計(jì)算時(shí)要注意兩者的區(qū)別。 理論流量理論流量:是指在不考慮泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)

24、液壓泵所輸出的液是指在不考慮泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)液壓泵所輸出的液壓體積，那么：壓體積，那么： 實(shí)際流量實(shí)際流量:是指在一定的出口壓力下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出到是指在一定的出口壓力下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出到系統(tǒng)去的液壓體積。當(dāng)液壓泵在一定出口壓力下工作時(shí)，出口的壓力油系統(tǒng)去的液壓體積。當(dāng)液壓泵在一定出口壓力下工作時(shí)，出口的壓力油總是不可避免地經(jīng)過間隙向液壓泵進(jìn)口的低壓區(qū)泄漏，這就使得實(shí)際輸總是不可避免地經(jīng)過間隙向液壓泵進(jìn)口的低壓區(qū)泄漏，這就使得實(shí)際輸出流量總小于理論流量。設(shè)泄漏流量為出流量總小于理論流量。設(shè)泄漏流量為 那么那么: 因泄漏而產(chǎn)生的損失稱容積損失。定義液壓泵的容積效率

25、為：因泄漏而產(chǎn)生的損失稱容積損失。定義液壓泵的容積效率為：0 (L/min/s)LQqnq3或mQLQQQ第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)/()/1/vLLLLQ QQQQQ Q 3/12QB PL 根據(jù)縫隙泄漏流量公式可知，泄露量取決于液壓泵本身結(jié)構(gòu)間隙大小，泄漏通道長度等）、液壓泵出口壓力和所使用油液黏度。可見對(duì)于一個(gè)現(xiàn)有的泵來說，出口壓力越大、油液粘度越低則泵的容積效率越低。而要提高液壓泵的液壓效率，則主要應(yīng)改善液壓泵本身的結(jié)構(gòu)，如盡量減小配合間隙等。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)二、工作壓力、扭矩和機(jī)械效率二、工作壓力、扭矩和機(jī)械效率 1. 1.工作壓力工

26、作壓力: :是指液壓泵工作時(shí)出口的實(shí)際壓力，它取決與執(zhí)行組件上所承受是指液壓泵工作時(shí)出口的實(shí)際壓力，它取決與執(zhí)行組件上所承受負(fù)載的大小和系統(tǒng)回路上的壓力損失。負(fù)載的大小和系統(tǒng)回路上的壓力損失。 2.2.吸入壓力：泵進(jìn)口處的壓力；吸入壓力：泵進(jìn)口處的壓力； 3.3.額定壓力：正常工作連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力；額定壓力：正常工作連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力； 4.4.最高允許壓力：按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定超過額定壓力值允許短暫運(yùn)行的最高壓力；工作最高允許壓力：按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定超過額定壓力值允許短暫運(yùn)行的最高壓力；工作壓力；外載作用的壓力。壓力；外載作用的壓力。 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 液壓泵出口壓力到

27、齒輪到軸，泵軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)必須克服的扭矩。 圖3-9 扭矩分析 這公式適用于所有容積式液壓泵。 因?yàn)橐簤罕迷诠ぷ鲿r(shí)，有關(guān)構(gòu)件之間有不可避免的摩擦力存在，其中包括與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的粘性摩擦力，與正壓力有關(guān)的摩擦力，與密封裝置有關(guān)的恒值摩擦力等，這些力也形成傳動(dòng)軸上的阻力矩之和，即實(shí)際扭矩為：00/LPAds dtPQMPqMPqLMMM第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)定義機(jī)械效率為：定義機(jī)械效率為： 1LmMMMMMMM 0LmmPqMMMM0Pq由 得出=00/outvtvminmNPqPQNMPq 總效率：第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)三、馬達(dá)基本參數(shù)三、馬達(dá)基本參數(shù)

28、 液壓馬達(dá)與液壓泵的基本參數(shù)的計(jì)算大致相同，區(qū)別在于泄漏量、扭矩?fù)p失與理論流量和理論扭矩的關(guān)系。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)mvvmtmmmLLmLLVLVLPqPqPQMqMPPqMMMMMMMPqMqQQqQQQQQ/0000000的功率消耗：也存在泄露和摩擦引起馬達(dá)在完成功率轉(zhuǎn)換中馬達(dá)轉(zhuǎn)速：容積效率：實(shí)際流量：五、液壓泵的工作特性五、液壓泵的工作特性 1. 轉(zhuǎn)速特性 由 知，流量和轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系，即角速度越大，流量越大。實(shí)際上，當(dāng)油泵出口保持某一定值壓力時(shí)，輸出流量Q與轉(zhuǎn)速一開始正比變化，但當(dāng)轉(zhuǎn)速超過 以后，流量與轉(zhuǎn)速就不成正比變化了，隨著轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，輸出流量反而呈

29、下降趨勢(shì)。這主要是由于密封容積變化速度太快，吸入的油液來不及填滿變化的容積，即出現(xiàn)所謂“空吸現(xiàn)象造成的?！翱瘴F(xiàn)象的出現(xiàn)抵消了轉(zhuǎn)速增加對(duì)流量的積極影響，同時(shí)還會(huì)伴有噪音及震動(dòng)現(xiàn)象，使油泵不能正常工作。 vqQ0第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)a 液壓泵的最高轉(zhuǎn)速還受泵的效率及工作壽命的制約。液壓泵的最高轉(zhuǎn)速還受泵的效率及工作壽命的制約。所以液壓泵的額定工作轉(zhuǎn)速定義為：在額定工作壓力下，所以液壓泵的額定工作轉(zhuǎn)速定義為：在額定工作壓力下，不產(chǎn)生吸空現(xiàn)象且能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證基本工作性能的最不產(chǎn)生吸空現(xiàn)象且能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證基本工作性能的最高轉(zhuǎn)速。為了提高使用轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速。為了提高使用轉(zhuǎn)速 ，

30、充分發(fā)揮泵的工作潛力，充分發(fā)揮泵的工作潛力，有些泵在使用時(shí)要求在泵前增設(shè)一級(jí)輔助充油泵以提高有些泵在使用時(shí)要求在泵前增設(shè)一級(jí)輔助充油泵以提高液壓泵的進(jìn)口壓力。圖液壓泵的進(jìn)口壓力。圖3-103-10容積泵的轉(zhuǎn)速特性容積泵的轉(zhuǎn)速特性a( )n0QQ第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)圖圖3-10容積泵的轉(zhuǎn)速特性容積泵的轉(zhuǎn)速特性2.壓力特性壓力特性v 由 知縫隙泄漏和壓強(qiáng)一次方成正比；隨著液壓泵工作壓力的提高，輸出流量Q、容積效率 將線性下降。這是因?yàn)橛捅眯孤┝髁?是隨著工作壓力的增加而線性增加的原因。隨著壓力的增加，總效率 先是增加，達(dá)到最高值后開始下降。這是因?yàn)?，在低壓階段， 雖然隨

31、壓力的升高而下降，可是 隨壓力的升高而上升，且上升幅度大于 下降的幅度，故總效率升高。隨著壓力的繼續(xù)升高，液壓泵有關(guān)元件之間的接觸應(yīng)力繼續(xù)增加，粘性摩擦的狀態(tài)不能保持，因而，摩擦扭矩隨壓力的增加而增大，使機(jī)械效率隨壓力增加而上升的幅度大大減小。當(dāng)機(jī)械效率上升的幅度小于容積效率下降的速度時(shí)，總效率開始隨壓力的的增加而下降。mvQtmCPQ 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)mvtv01111pqMMMMMMLLLm在低壓階段，扭矩?fù)p失變化不大，分析下式。在低壓階段，扭矩?fù)p失變化不大，分析下式。m圖3-11 容積泵壓力特性 額定壓力就是指泵在連續(xù)工作情況下所允許使用的最高壓力，在此壓力

32、下能保證泵所必須滿足的容積效率、總效率及規(guī)定的使用壽命。一般液壓泵都具有一定的過載能力，允許的最高過載壓力約為額定壓力的1.25倍。過載壓力只允許短時(shí)間使用，可由安全閥限定。 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)inNPpLQQvmt3.4 葉片泵和葉片馬達(dá)葉片泵和葉片馬達(dá) 葉片泵有單作用式非平衡式，易變量和雙作葉片泵有單作用式非平衡式，易變量和雙作用式平衡式，不能變量兩大類，在工作機(jī)械的中用式平衡式，不能變量兩大類，在工作機(jī)械的中高壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。葉片泵輸出流量均勻，高壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。葉片泵輸出流量均勻，脈沖小，噪音小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，吸油特征不好，對(duì)脈沖小，噪音

33、小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，吸油特征不好，對(duì)油液的污染也比較敏感。油液的污染也比較敏感。 一、一、 單作用式葉片泵單作用式葉片泵 1. 構(gòu)造構(gòu)造 該泵由泵體、轉(zhuǎn)子、定子、葉片、端蓋、該泵由泵體、轉(zhuǎn)子、定子、葉片、端蓋、配油盤等組成。定子內(nèi)工作面和轉(zhuǎn)子體外表面均為圓配油盤等組成。定子內(nèi)工作面和轉(zhuǎn)子體外表面均為圓柱面，且兩者按一定偏心配置，葉片裝于轉(zhuǎn)子體槽內(nèi)，柱面，且兩者按一定偏心配置，葉片裝于轉(zhuǎn)子體槽內(nèi)，可沿徑向滑動(dòng)。可沿徑向滑動(dòng)。 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 2. 工作原理 單作用式葉片泵的工作原理見圖312。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用也有在葉片槽底部通進(jìn)壓力油推動(dòng)葉片向外的結(jié)

34、構(gòu)），使葉片緊靠在定子內(nèi)表面上，這樣在定子、轉(zhuǎn)子、葉片及兩端蓋之間就形成若干個(gè)封閉容積。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)。圖中右半邊的葉片逐漸伸出，封閉容積逐漸增大，形成了吸油；同時(shí)左半邊葉片逐漸被定子內(nèi)表面壓進(jìn)定子槽中，封閉容積逐漸減小，形成壓油。在吸油腔和壓油腔之間有上下兩段封油區(qū)將吸油腔和壓油腔隔開，在理論上應(yīng)使封油區(qū)之間的夾角等于兩葉片之間的夾角，以免造成困油現(xiàn)象或使壓油腔與吸油腔溝通。這種泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)封閉容積完成一次吸排油工作循環(huán)，一次是單作用式的，又由于轉(zhuǎn)子體受到壓油腔壓油作用，使軸承受到較大的徑向載荷，所以是非卸荷式的。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 單作用非卸荷式

35、葉片泵額定工作壓力一般在7MPa以下，主要作變量泵使用。改變定子和轉(zhuǎn)子間偏心的大小，便可改變改變泵的排量，故是變量泵。 3-12 單作用葉片泵的工作原理 1-壓油口 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-葉片 5-吸油口第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 3. 流量計(jì)算流量計(jì)算22eLqDeBqQDeB單作用葉片泵的排量和理論流量分別為：式中 D為定子內(nèi)圓直徑；B為葉片寬度；為定子與轉(zhuǎn)子偏心距。若考慮葉片的厚度對(duì)流量的影響，由于葉片所占容積的變化量對(duì)吸排油無作用，得：Q=2eB( D- Z)式中 為葉片厚度；Z為葉片數(shù)。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 當(dāng)單葉片泵的葉片處于吸油區(qū)時(shí)

36、，底部通吸油腔，處于壓油區(qū)時(shí)通壓油腔，則這種結(jié)構(gòu)恰好補(bǔ)償了由于當(dāng)單葉片泵的葉片處于吸油區(qū)時(shí)，底部通吸油腔，處于壓油區(qū)時(shí)通壓油腔，則這種結(jié)構(gòu)恰好補(bǔ)償了由于葉片本身厚度所占體積而引起的流量減小，這時(shí)葉厚度對(duì)流量無影響。葉片本身厚度所占體積而引起的流量減小，這時(shí)葉厚度對(duì)流量無影響。 4. 4. 流量波動(dòng)流量波動(dòng) 單作用式葉片泵的流量也有波動(dòng)現(xiàn)象，但波動(dòng)系數(shù)比齒輪泵要小得多。根據(jù)分析可知，奇數(shù)葉片比偶數(shù)葉片單作用式葉片泵的流量也有波動(dòng)現(xiàn)象，但波動(dòng)系數(shù)比齒輪泵要小得多。根據(jù)分析可知，奇數(shù)葉片比偶數(shù)葉片的波動(dòng)要小，葉片數(shù)越多，波動(dòng)越小。所以單作用式葉片泵的葉片數(shù)總是采用奇數(shù)，一般為的波動(dòng)要小，葉片數(shù)越多，

37、波動(dòng)越小。所以單作用式葉片泵的葉片數(shù)總是采用奇數(shù)，一般為1313或或1515片。片。 優(yōu)點(diǎn)：流量波動(dòng)小優(yōu)點(diǎn)：流量波動(dòng)小2%2%；自吸能力強(qiáng)；尺寸小；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；自吸能力強(qiáng)；尺寸小；結(jié)構(gòu)簡單，成本低 。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)二、雙作用式葉片泵二、雙作用式葉片泵 1.構(gòu)造下列圖）構(gòu)造下列圖）3-13第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 2. 原理：原理： 定子工作面曲線是由四段與轉(zhuǎn)子同心的圓弧曲線和四段連接這些圓弧的過渡曲線所組成；配油窗口有四個(gè)，兩個(gè)吸油口和兩個(gè)壓油口沿徑向?qū)ΨQ布置。當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和葉片底部通入的壓力油的作用下緊貼在定

38、子內(nèi)表面上。這種泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)工作腔吸排油兩次，所以稱為雙作用式的，這當(dāng)然對(duì)提高油泵排量、減小油泵的尺寸重量有利。 3-14第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1.1.定子工作表面曲線；定子工作表面曲線； 2.2.避免困油現(xiàn)象，減小液壓沖擊和噪聲；避免困油現(xiàn)象，減小液壓沖擊和噪聲； 3.3.保證葉片與定子內(nèi)表面的良好接觸；保證葉片與定子內(nèi)表面的良好接觸； 4.4.配油盤；配油盤； 5.5.葉片的傾角。葉片的傾角。 硬沖擊：圓弧和螺線連接處曲線上帶有尖角，葉片經(jīng)過時(shí)徑向速度突變(加速度很大)產(chǎn)生硬沖擊。軟沖擊：加速度變化小。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和

39、液壓馬達(dá) 單作用葉片泵由于不平衡徑向力的影響，工作壓力較低，適用于中、低壓系統(tǒng)工作。雙作用葉片泵雖然消除了徑向不平衡力，但由于泄露途徑多、葉片在工作中受彎、容易磨損，因此工作壓力受到限制，在中壓和中高壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。一般雙作用葉片泵額定工作壓力為7MPa左右，經(jīng)過改進(jìn)后的葉片泵額定壓力可達(dá)10MPa、16MPa，甚至更高。三、變量葉片泵三、變量葉片泵 單作用葉片泵排量 ，若改變偏心距e，即可在油泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)改變油泵流量，這在結(jié)構(gòu)上是容易實(shí)現(xiàn)的。所以變量葉片泵均為單作用式的。 1.類型： 采用變量泵有單向調(diào)節(jié)和雙向調(diào)節(jié)兩大類。單向調(diào)節(jié)只改變流量的大小，雙向調(diào)節(jié)除改變流量大小外，還能改變供油方向

40、。變量葉片泵根據(jù)調(diào)節(jié)偏心量的方式又可分為手動(dòng)調(diào)節(jié)式、限壓式和穩(wěn)流式等幾種。限壓式變量葉片泵有內(nèi)反饋和外反饋兩種方式，其工作原理都是將油泵出口壓力與一個(gè)設(shè)定比較，當(dāng)出口壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，便可自動(dòng)減小輸出力量直到為零，保證壓力在一個(gè)不大的范圍內(nèi)變化。2qDeB 2. 2. 限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵 圖3-15 丫BX型外反饋限壓式變量葉片泵 1一預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘；2一限壓彈簧；3一泵體；4一轉(zhuǎn)子；5一定子；6一滑塊； 7一泵軸；8一葉片；9一反饋柱塞；10一最大偏心調(diào)節(jié)螺釘?shù)谌碌谌?液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)3. 限壓式變量葉片泵工作原理限壓式變量葉片泵工作原理 利用泵工作時(shí)油壓

41、對(duì)定子產(chǎn)生徑向不平衡力的反饋?zhàn)饔脕碜詣?dòng)調(diào)節(jié)偏心距，達(dá)到改變流利用泵工作時(shí)油壓對(duì)定子產(chǎn)生徑向不平衡力的反饋?zhàn)饔脕碜詣?dòng)調(diào)節(jié)偏心距，達(dá)到改變流量的目的。量的目的。 右圖為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。它能根據(jù)外負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的流量。圖中轉(zhuǎn)子右圖為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。它能根據(jù)外負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的流量。圖中轉(zhuǎn)子1 1的中心的中心O1O1是固定不動(dòng)的，定子是固定不動(dòng)的，定子3 3可左右移動(dòng)。在彈簧的作用下，定子被推向左端，使定子中心與轉(zhuǎn)子可左右移動(dòng)。在彈簧的作用下，定子被推向左端，使定子中心與轉(zhuǎn)子中心有一初始偏心量中心有一初始偏心量e0, e0e0, e0的大小可用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)

42、，它決定了泵在本次調(diào)節(jié)時(shí)的最大流量的大小可用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)，它決定了泵在本次調(diào)節(jié)時(shí)的最大流量qmaxqmax。圖3-16 限壓式變量泵工作原理示意圖系統(tǒng)的壓力系統(tǒng)的壓力P PB P PB 時(shí)，那么：時(shí)，那么：PAKSX0PA PB P PB 時(shí)，那么：時(shí)，那么： PAKSX0PAKSX0 這表明壓力油的作用力大于彈簧的作用力，使定子向右移動(dòng)，這表明壓力油的作用力大于彈簧的作用力，使定子向右移動(dòng)，彈簧被壓縮，偏心距彈簧被壓縮，偏心距e e減小，泵的流量也隨之減小。減小，泵的流量也隨之減小。PAF 當(dāng)偏心量變化時(shí)，彈簧增加的壓縮量為當(dāng)偏心量變化時(shí)，彈簧增加的壓縮量為X X，則偏心量，則偏心量e e為

43、：為： e= e0-Xe= e0-X 此時(shí)定子受力平衡方程為：此時(shí)定子受力平衡方程為： PA=KSPA=KSX0+XX0+X） 整理以上方程得：整理以上方程得： ( (當(dāng)當(dāng)P PBP PB時(shí)時(shí)) ) 上式表明當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力上式表明當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力P P超過泵的限定壓力超過泵的限定壓力PBPB時(shí)，偏心量時(shí)，偏心量e e和泵的工作壓力和泵的工作壓力P P之間的關(guān)系，即工作壓力之間的關(guān)系，即工作壓力P P越高，偏心量越高，偏心量e e越小，越小，泵的流量也就越小。泵的流量也就越小。SBKPPAee)(0第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 4. 4.限壓式變量葉片泵的壓力限壓式變量葉片泵

44、的壓力流量特性曲線流量特性曲線將偏心距方程代入葉片泵的流量方程得： ()02()BSA P PKQDB e 由流量方乘可得圖317限壓式變量葉片泵特性曲線。該曲線表示了泵工作時(shí)流量與壓力變化關(guān)線。當(dāng)泵的工作壓力小于 時(shí)，其流量Q變化按斜線AB變化，在該階段變量泵相當(dāng)于定量泵圖中B點(diǎn)為曲線 bp的拐點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的壓力就是限定壓力的拐點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的壓力就是限定壓力 ，它表示泵在原，它表示泵在原始偏心量時(shí)可達(dá)到的最大工作壓力。當(dāng)泵的工作壓力超過始偏心量時(shí)可達(dá)到的最大工作壓力。當(dāng)泵的工作壓力超過限定壓力時(shí)，偏心量減小，輸出的流量隨壓力的增高而急限定壓力時(shí)，偏心量減小，輸出的流量隨壓力的增高而急劇減小，流量

45、按劇減小，流量按BC段曲線變化，段曲線變化，C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力為截止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力為截止壓力最大壓力）。壓力最大壓力）。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)PBPBPBPB第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 5. 5. 限壓式變量葉片泵的特點(diǎn)和應(yīng)用限壓式變量葉片泵的特點(diǎn)和應(yīng)用 特點(diǎn)：限壓式變量葉片泵與定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作特點(diǎn)：限壓式變量葉片泵與定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件多，泄漏較大，軸上受有不平衡的徑向液壓力，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件多，泄漏較大，軸上受有不平衡的徑向液壓力，噪音較大，容積效率和機(jī)械效率都沒有定量葉片泵高；但是，他噪音較大，容積效率和機(jī)械效率都

46、沒有定量葉片泵高；但是，他能按負(fù)載壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，在功率使用上較為合理，可減小油能按負(fù)載壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，在功率使用上較為合理，可減小油液發(fā)熱；因此把它用在機(jī)床液壓系統(tǒng)中要求執(zhí)行元件有快，慢速液發(fā)熱；因此把它用在機(jī)床液壓系統(tǒng)中要求執(zhí)行元件有快，慢速和保持階段的場(chǎng)合，有利于節(jié)能和簡化液壓系統(tǒng)。和保持階段的場(chǎng)合，有利于節(jié)能和簡化液壓系統(tǒng)。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 限壓式變量葉片泵對(duì)既要實(shí)現(xiàn)快速行程，又要實(shí)限壓式變量葉片泵對(duì)既要實(shí)現(xiàn)快速行程，又要實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給慢速移動(dòng)的執(zhí)行元件來說是一種合適的油源；快現(xiàn)工作進(jìn)給慢速移動(dòng)的執(zhí)行元件來說是一種合適的油源；快速行程需要大的流量，負(fù)載壓力較低，正好使用其速行程需要

47、大的流量，負(fù)載壓力較低，正好使用其ABAB段曲線部分；段曲線部分；工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載壓力升高，需要流量減小，正好使用其工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載壓力升高，需要流量減小，正好使用其BCBC段曲線段曲線部分。例如組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給系統(tǒng)、定位和加緊系統(tǒng)等。部分。例如組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給系統(tǒng)、定位和加緊系統(tǒng)等。 機(jī)床加工件：未加工之前或回程要求快；加工時(shí)流量小、速機(jī)床加工件：未加工之前或回程要求快；加工時(shí)流量小、速度慢。度慢。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)3.5 3.5 柱塞式液壓泵柱塞式液壓泵 柱塞式液壓泵按柱塞在轉(zhuǎn)子內(nèi)排列方式不同，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵，軸柱塞式液壓泵按柱塞在轉(zhuǎn)子內(nèi)排列

48、方式不同，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵，軸向柱塞泵又可分為斜盤和斜軸兩大類。柱塞泵由于間隙泄露小、構(gòu)件受力合理，所以可在向柱塞泵又可分為斜盤和斜軸兩大類。柱塞泵由于間隙泄露小、構(gòu)件受力合理，所以可在高、超高壓力下滿意地工作，廣泛用于高壓、大功率的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。高、超高壓力下滿意地工作，廣泛用于高壓、大功率的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。 柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)：柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)： 1. 1. 參數(shù)高：額定壓力高，轉(zhuǎn)速高，泵的驅(qū)動(dòng)功率大；參數(shù)高：額定壓力高，轉(zhuǎn)速高，泵的驅(qū)動(dòng)功率大； 2. 2. 效率高，容積效率為效率高，容積效率為9595左右，總效率為左右，總效率為9090左右；左右； 3. 3. 壽命長；壽命長； 4.

49、4. 變量方便，形式多；變量方便，形式多； 5. 5. 單位功率的重量輕；單位功率的重量輕； 6. 6. 柱塞泵主要零件均受壓應(yīng)力，材料強(qiáng)度性能可得以充分利用；柱塞泵主要零件均受壓應(yīng)力，材料強(qiáng)度性能可得以充分利用； 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 柱塞泵的缺點(diǎn)：柱塞泵的缺點(diǎn)： 1. 1. 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零件數(shù)較多；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零件數(shù)較多； 2. 2. 自吸性差；自吸性差； 3. 3. 制造工藝要求較高，成本較貴；制造工藝要求較高，成本較貴； 4. 4. 油液對(duì)的污染較敏感，要求較高的過濾精度，對(duì)使用和維護(hù)要求較油液對(duì)的污染較敏感，要求較高的過濾精度，對(duì)使用和維護(hù)要求較高。高。 柱

50、塞泵被廣泛用于高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，柱塞泵被廣泛用于高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械等得到廣泛的應(yīng)用。如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械等得到廣泛的應(yīng)用。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)一、斜盤式軸向柱塞泵一、斜盤式軸向柱塞泵 1.組成和工作原理 由圖3-18可見，柱塞2軸向均布在缸體3上，并能在柱塞孔內(nèi)自由滑動(dòng)，在柱塞彈簧和油壓的作用下，柱塞始終緊靠在與缸體旋轉(zhuǎn)中心線傾斜一定角度的斜盤上，缸體右端面與固定安裝的配油盤4緊帖。傳動(dòng)軸5帶動(dòng)缸體3、柱塞2一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞2靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜

51、盤上。改變?yōu)樽兞勘谩D3-18 斜盤式軸向柱塞泵工作原理1.斜盤 2-柱塞 3.缸體 4.配油盤 5.傳動(dòng)軸 斜盤式軸向柱塞泵的排量為：斜盤式軸向柱塞泵的排量為： 式中式中- - 為斜盤傾斜角。為斜盤傾斜角。 實(shí)際上，泵的輸出流量是脈動(dòng)的，當(dāng)柱塞數(shù)為單數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，因此實(shí)際上，泵的輸出流量是脈動(dòng)的，當(dāng)柱塞數(shù)為單數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，因此一般常用的柱塞數(shù)根據(jù)流量的大小，取一般常用的柱塞數(shù)根據(jù)流量的大小，取7 7、9 9或或1111。24dZ D tgQ 2. 2. 斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu) 斜盤式軸向柱塞泵的傳動(dòng)軸中心線與缸體中心線重合。圖斜盤式軸向柱塞泵的傳動(dòng)軸中心線與缸體中心

52、線重合。圖3-183-18就是斜就是斜盤式軸向柱塞泵的一種，柱塞頭部和斜盤為點(diǎn)接觸。由于接觸應(yīng)力大，故盤式軸向柱塞泵的一種，柱塞頭部和斜盤為點(diǎn)接觸。由于接觸應(yīng)力大，故一般限用于小流量和中高壓一般限用于小流量和中高壓p10MPap10MPa的場(chǎng)合。圖的場(chǎng)合。圖3-193-19所示為滑靴式結(jié)構(gòu)。所示為滑靴式結(jié)構(gòu)?；ナ前挫o壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓力油經(jīng)柱塞球頭中間小孔流入滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓力油經(jīng)柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室，是滑靴和斜盤間形成液體潤滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸滑靴油室，是滑靴和斜盤間形成液體潤滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況。使用這種結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵壓力

53、可達(dá)情況。使用這種結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵壓力可達(dá)32MPa 32MPa 以上，流量也可以很大。以上，流量也可以很大。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 優(yōu)點(diǎn)：徑向力平衡；柱塞和柱塞孔加工容易，配合精度高，密封性好；傳動(dòng)軸只受扭不受彎。 缺點(diǎn)：點(diǎn)接觸式軸向柱塞泵柱塞頭部與斜盤之間為點(diǎn)接觸，故擠壓力很大，限制了柱塞的直徑的工作壓力；流量不大，底部不加彈簧，柱塞不能外伸；加彈簧，彈簧易破壞影響壽命。柱塞頭部的反作用力有垂直于柱塞軸線的分力，容易引起柱塞與柱塞孔的偏磨。第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)圖3-19 SCY14-1B 軸向柱塞泵 1.斜盤 2.壓盤 3.鑲套 4.中間泵

54、體 5.彈簧 6.缸體 7.配油盤 8.前泵體 9.傳動(dòng)軸10、13.軸承 11.柱塞 12.滑靴 14.軸 15.變量活塞 16.導(dǎo)向鍵 17.殼體 18.手輪第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 3. 斜盤式軸向柱塞泵的典型主體結(jié)構(gòu) （1滑靴 圖圖3-20 3-20 滑靴靜壓支承原理圖滑靴靜壓支承原理圖 （2 2柱塞和缸體柱塞和缸體 （3 3配油盤配油盤 3-21 配油盤第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá)二、斜軸式軸向柱塞泵二、斜軸式軸向柱塞泵 斜盤式軸向柱塞泵的柱塞在工作中要承受很大的彎矩，這是由于斜盤式軸向柱塞泵的柱塞在工作中要承受很大的彎矩，這是由于斜盤作用在柱

55、塞頭部的反作用力有垂直于柱塞軸線的分力所造成的。這斜盤作用在柱塞頭部的反作用力有垂直于柱塞軸線的分力所造成的。這就容易引起柱塞與柱塞孔的偏磨，影響油泵在高壓下長期工作的性能。就容易引起柱塞與柱塞孔的偏磨，影響油泵在高壓下長期工作的性能。采用斜軸式軸向柱塞泵可有效地克服上述缺點(diǎn)，使油泵在高壓下的工作采用斜軸式軸向柱塞泵可有效地克服上述缺點(diǎn)，使油泵在高壓下的工作性能得到進(jìn)一步提高。這種泵適用于要求排量大的場(chǎng)合，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。性能得到進(jìn)一步提高。這種泵適用于要求排量大的場(chǎng)合，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 圖3-22 斜軸式軸向柱塞泵 1.配油盤 2.柱塞 3.缸體 4.連桿 5.傳動(dòng)軸 a.吸油孔 b.壓油孔 第三章第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 三、軸向柱塞泵泵的變量機(jī)構(gòu)三、軸向柱塞泵泵的變量