液壓傳動(dòng)課件

1、ysu-20102.1 液壓泵及馬達(dá)概述液壓泵及馬達(dá)概述2.2 齒輪泵齒輪泵2.3 葉片泵葉片泵2.4 柱塞泵柱塞泵2.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)2.6 液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)本章小結(jié)本章小結(jié)作業(yè)作業(yè)2 液壓泵和液壓馬達(dá)ysu-2010 2.1 液壓泵及馬達(dá)概述 油泵和油馬達(dá)分別為液壓系統(tǒng)中的油泵和油馬達(dá)分別為液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件動(dòng)力元件和和執(zhí)行執(zhí)行元件，元件，都是都是能量轉(zhuǎn)換置。能量轉(zhuǎn)換置。油泵的作用油泵的作用:是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能（力矩是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能（力矩M，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n）轉(zhuǎn)換成液體的壓力能（壓力轉(zhuǎn)換成液體的壓力能（壓力p，排量，排量Q）。）。油馬達(dá)的作用油馬達(dá)的

2、作用:是將泵是將泵輸給它的液體能輸給它的液體能(壓力壓力p、排量排量Q)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n)。帶動(dòng)。帶動(dòng)負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)。M2n2p1Q1p2Q2M1n1D返回首頁ysu-20102.1.1液壓泵與液壓馬達(dá)的基本原理在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的，都在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的，都是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的。是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的。液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，從原理上講，是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，從原理上講，向容積式泵中輸入壓力油，使其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)，向容積式泵中輸入壓力油，使

3、其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)，即容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用，但在實(shí)際中，由于性能、即容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用，但在實(shí)際中，由于性能、結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等要求，一般情況下不能互換。結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等要求，一般情況下不能互換。 返回首頁液壓泵和液壓馬達(dá)依靠工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油液壓泵和液壓馬達(dá)依靠工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是液壓泵和馬達(dá)的共同特點(diǎn)，因而這種泵是液壓泵和馬達(dá)的共同特點(diǎn)，因而這種泵(馬達(dá)馬達(dá))也稱為也稱為容積泵容積泵和容積馬達(dá)和容積馬達(dá)。ysu-2010 構(gòu)成容積泵必須具備以下基本條件： (1)結(jié)構(gòu)上能實(shí)現(xiàn)具有密封性能的可變工作容積具有密封性能的可變工作容積。 (2)工作腔能周而復(fù)始地

4、增大和減小工作腔能周而復(fù)始地增大和減小，當(dāng)它增大時(shí)與吸油口相連，當(dāng)它減小時(shí)與排油口相通。 (3)吸油口與排油口不能連通吸油口與排油口不能連通，即不能同時(shí)開啟。返回首頁ysu-2010 從工作過程可以看出，在不考慮油液泄漏的情況下，從工作過程可以看出，在不考慮油液泄漏的情況下，液壓液壓泵在每一工作周期中吸入或排出的油液體積只取決于工作泵在每一工作周期中吸入或排出的油液體積只取決于工作構(gòu)件的幾何尺寸構(gòu)件的幾何尺寸，如柱塞泵的柱塞直徑和工作行程。，如柱塞泵的柱塞直徑和工作行程。 在不考慮油液泄漏等影響時(shí)，在不考慮油液泄漏等影響時(shí)，液壓泵單位時(shí)間排出的油液液壓泵單位時(shí)間排出的油液體積與液壓泵密封容積變

5、化頻率體積與液壓泵密封容積變化頻率n成正比成正比，也與，也與 泵密封容積泵密封容積的變化量的變化量V成正比；成正比； 在不考慮液體的壓縮性和泄漏時(shí)在不考慮液體的壓縮性和泄漏時(shí)，液壓泵單位時(shí)間內(nèi)排出，液壓泵單位時(shí)間內(nèi)排出的液體體積與工作壓力無關(guān)。的液體體積與工作壓力無關(guān)。返回首頁ysu-2010油泵的職能油泵的職能符號(hào)如下：符號(hào)如下：液馬達(dá)的職能液馬達(dá)的職能符號(hào)如下：符號(hào)如下： 2.1.2 油泵及馬達(dá)的分類油泵及馬達(dá)的分類(1)按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分:柱塞泵、齒輪泵、葉片泵柱塞泵、齒輪泵、葉片泵(常用常用)三大類；三大類；(2)按排量是否可調(diào)分按排量是否可調(diào)分:定量泵、變量泵；定量泵、變量泵；(3)按

6、排油方向分按排油方向分:單向泵、雙向泵；單向泵、雙向泵；(4)按壓力級(jí)別分按壓力級(jí)別分:低壓、中壓、中高壓、超高壓泵；低壓、中壓、中高壓、超高壓泵；單向定量馬達(dá)單向定量馬達(dá)單向變量馬達(dá)單向變量馬達(dá) 雙向定量馬達(dá)雙向定量馬達(dá)雙向變量馬達(dá)雙向變量馬達(dá)單向定量泵單向定量泵單向變量泵單向變量泵雙向定量泵雙向定量泵雙向變量泵雙向變量泵返回首頁ysu-20102.1.3 液壓泵與液壓馬達(dá)的性能參數(shù)液壓泵與液壓馬達(dá)的性能參數(shù) 液壓泵液壓泵(馬達(dá)馬達(dá))的基本性能參數(shù)主要有的基本性能參數(shù)主要有壓力壓力、排量排量、流流量、功率量、功率和和效率效率。 (1)工作壓力工作壓力和和額定壓力額定壓力 工作壓力工作壓力：液

7、壓泵和液壓馬達(dá)的工作壓力是指泵：液壓泵和液壓馬達(dá)的工作壓力是指泵(馬馬達(dá)達(dá))實(shí)際工作時(shí)的壓力實(shí)際工作時(shí)的壓力。 對(duì)泵來說，工作壓力是指它的輸出油液壓力；對(duì)馬達(dá)對(duì)泵來說，工作壓力是指它的輸出油液壓力；對(duì)馬達(dá)來說，則是指它的輸入壓力。在實(shí)際工作中，來說，則是指它的輸入壓力。在實(shí)際工作中，泵的壓泵的壓力是由負(fù)載大小而決定的力是由負(fù)載大小而決定的。 額定壓力額定壓力：液壓泵：液壓泵(液壓馬達(dá)液壓馬達(dá))的額定壓力是指泵的額定壓力是指泵(馬達(dá)馬達(dá))在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力壓力。超過此值就是過載。超過此值就是過載。返回首頁ysu-201

8、0 (2)排量和流量排量和流量液壓泵液壓泵(液壓馬達(dá)液壓馬達(dá))的排量有的排量有每轉(zhuǎn)排量每轉(zhuǎn)排量(用用V表示表示)和和每弧每弧度排量度排量(用用Vd表示表示)之分。之分。每轉(zhuǎn)排量每轉(zhuǎn)排量V：泵：泵(馬達(dá)馬達(dá))每轉(zhuǎn)一圈，由其幾何尺寸計(jì)算而每轉(zhuǎn)一圈，由其幾何尺寸計(jì)算而得到的排出得到的排出(或吸入或吸入)液體的體積液體的體積(即在無泄漏的情況下，即在無泄漏的情況下，其其每轉(zhuǎn)一圈每轉(zhuǎn)一圈所能輸出的液體體積所能輸出的液體體積)，簡稱，簡稱排量排量(m3r)。每弧度排量每弧度排量Vd：泵：泵(馬達(dá)馬達(dá))每轉(zhuǎn)一弧度每轉(zhuǎn)一弧度，由其幾何尺寸，由其幾何尺寸計(jì)算而得到的排出計(jì)算而得到的排出(或吸入或吸入)液體的體積

9、，稱為泵液體的體積，稱為泵 (馬達(dá)馬達(dá))的的每弧度排量每弧度排量(m3rad)。理論流量理論流量qt：在不考慮泄漏情況下，泵：在不考慮泄漏情況下，泵(馬達(dá)馬達(dá))在在單位時(shí)單位時(shí)間內(nèi)間內(nèi)排出排出(輸入輸入)的液體體積，稱泵的液體體積，稱泵(馬達(dá)馬達(dá))的理論流量。的理論流量。(m3/s)返回首頁ysu-2010 設(shè)泵設(shè)泵(馬達(dá)馬達(dá))的角速度為的角速度為(轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n)，則，則 qt VnVd 。 實(shí)際流量實(shí)際流量q：泵工作時(shí)：泵工作時(shí)實(shí)際排出的流量實(shí)際排出的流量。 它等于它等于泵的理論流量泵的理論流量qt減去泄漏流量減去泄漏流量(含壓縮損失含壓縮損失)ql，即即q=qtqL。 qL為容積流失為容

10、積流失，它與工作油液的粘度、泵的密封性及，它與工作油液的粘度、泵的密封性及工作壓力工作壓力p等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。(有什么樣的關(guān)系？有什么樣的關(guān)系？) 對(duì)于馬達(dá)，實(shí)際流量與理論流量的關(guān)系為：對(duì)于馬達(dá)，實(shí)際流量與理論流量的關(guān)系為： q=qt+ qL 額定流量額定流量qn：在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出(或輸入或輸入到馬達(dá)中去到馬達(dá)中去)的實(shí)際流量的實(shí)際流量。返回首頁ysu-2010 (3)功率和效率功率和效率 液壓泵由原動(dòng)機(jī)(電機(jī)等)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速速(角速度)，輸出量是液體的壓力和流量輸出量是液體的壓力和流量；液壓馬達(dá)則剛好相反，輸入量是液體

11、的壓力和流量，輸出量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速(角速度)。 如果不考慮液壓泵(液壓馬達(dá))在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率是： Nt=pqt（泵）（泵）=Tt （馬達(dá)）（馬達(dá)） 其中，理論輸入(輸出)轉(zhuǎn)矩為: Tt=p Vd=p V/(2) 工作壓力為 p = Tt / Vd =(2) Tt/ V 理論流量為 qt Vd Vn 式中Nt液壓泵、馬達(dá)的理論功率(W)； Tt液壓泵、馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩(Nm)； 返回首頁ysu-2010 n液壓泵、馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(rs)； 注意：不是注意：不是r/min 。 液壓泵、馬達(dá)的角速度(rads)； p液壓泵、馬達(dá)的工作壓力(Pa)； qt液

12、壓泵、馬達(dá)的理論流量(m3s)； Vd液壓泵、馬達(dá)的每弧度排量(m3rad)； V液壓泵、馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量(m3r)。返回首頁 Nt=pqt（泵）（泵）=Tt （馬達(dá)）（馬達(dá)） Tt=p Vd=p V/(2) p = Tt / Vd =(2) Tt/ V qt Vd Vnysu-2010 實(shí)際上，液壓泵和液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，因此，輸出功率小于輸入功率，兩者之間的差值即為功率損失，功率損失可以分為容積損失和機(jī)械損失兩部分。p、qM2、n2M1、n1返回首頁ysu-2010 對(duì)液壓馬達(dá)來說，輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際流量必然大于它的理論流量，其容積效率可表示為： 容積損失是因泄漏、氣穴和油液

13、在高壓下壓縮等造成的容積損失是因泄漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的流量損失流量損失，對(duì)液壓泵來說，輸出壓力增大時(shí)，泵實(shí)際輸出的流量減小，泵的流量損失可用容積效率來表示：1tLLVtttqqqqqqq 1tLLVqqqqqqq 式中式中 v液壓泵、馬達(dá)的容積效率；液壓泵、馬達(dá)的容積效率； qL液壓泵、馬達(dá)的泄漏流量液壓泵、馬達(dá)的泄漏流量(m3s)； q液壓泵、馬達(dá)的實(shí)際流量液壓泵、馬達(dá)的實(shí)際流量(m3s)。返回首頁ysu-2010對(duì)于液壓馬達(dá)來說，由于摩擦損失，使液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩小于其理論轉(zhuǎn)矩。它的機(jī)械效率為： 機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。對(duì)液壓

14、泵來說，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，機(jī)械損失用機(jī)械效率來表征：tftfttmTTTTTTT1式中 m液壓泵、馬達(dá)的機(jī)械效率； Tf液壓泵、馬達(dá)的損失轉(zhuǎn)矩(Nm)； T液壓泵、馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩(Nm)。TTTTTTTfftm1返回首頁ysu-2010 液壓泵的總效率是其輸出功率和輸入功率之比：mVNN入出式中式中 液壓泵、馬達(dá)的總效率。液壓泵、馬達(dá)的總效率。 液壓馬達(dá)的總效率同樣也是其輸出功率和輸入功率液壓馬達(dá)的總效率同樣也是其輸出功率和輸入功率之比。之比。 這就是說，液壓泵或液壓馬達(dá)的這就是說，液壓泵或液壓馬達(dá)的總效率都等于各自總效率都等于各自容積效率與機(jī)械效率的乘積容積效率與機(jī)

15、械效率的乘積。返回首頁ysu-2010 事實(shí)上，液壓泵、馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率在總體上與油液的泄漏和摩擦副的摩擦損失有關(guān)，而泄漏及摩擦損失則與泵、馬達(dá)的工作壓力、油液粘度、轉(zhuǎn)速有關(guān)。液壓泵的效率特性曲線返回首頁理論流量qt實(shí)際流量q容積效率v總效率機(jī)械效率mysu-2010由圖可見，液壓泵和馬達(dá)的效率在不同的壓力下是不同的；在不同的轉(zhuǎn)速和粘度下，其效率值也是不同的。液壓泵、馬達(dá)的使用轉(zhuǎn)速、工作壓力和傳動(dòng)介質(zhì)均會(huì)影響其工作效率。馬達(dá)效率特性曲線返回首頁理論流量qt總效率總效率實(shí)際流量q容積效率容積效率v機(jī)械效率機(jī)械效率mysu-20102.2 齒輪泵齒輪泵 齒輪泵是一種常用的液壓泵，主要特點(diǎn)是

16、結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，簡單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性能好，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠；自吸性能好，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺點(diǎn)是流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。量不可調(diào)。 齒輪泵被廣泛地應(yīng)用于采礦設(shè)備，冶金設(shè)備，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，農(nóng)林機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。 齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用較廣，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵。返回首頁ysu-20102.2.1外嚙合齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理主主動(dòng)動(dòng)齒齒輪輪被被動(dòng)動(dòng)齒齒輪輪泵泵體體吸吸油油腔腔壓壓油油腔腔

17、由一對(duì)完全相同的由一對(duì)完全相同的圓柱齒輪及泵體、圓柱齒輪及泵體、前后泵蓋、傳動(dòng)軸、前后泵蓋、傳動(dòng)軸、密封件等組成。其密封件等組成。其組成及工作原理如組成及工作原理如圖所示。圖所示。（動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示）返回首頁ysu-2010外嚙合齒輪泵ysu-20102.2.2 齒輪泵的流量和脈動(dòng)率外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒所占體積，齒輪泵的排量可近似為： Vdhb=2zm2b 式中 V液壓泵的每轉(zhuǎn)排量(m3r)； z齒輪的齒數(shù)； m齒輪的模數(shù)(m)； b齒輪的齒寬(m)； d齒輪的節(jié)圓（分度圓）直徑(m)，d=mz； h齒輪的有效齒高(m)，h=2m。返

18、回首頁ysu-2010 實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此，在實(shí)際計(jì)算中用3.333.50來代替上式中的值，齒數(shù)少時(shí)取大值，齒數(shù)多時(shí)取小值。這樣，齒輪泵的排量可寫為 V=(6.667)zm2b 由此得齒輪泵的輸出流量為 q=(6.667) zm2b nV 實(shí)際上，由于齒輪泵在工作過程中，排量是轉(zhuǎn)角的周期函數(shù)，存在排量脈動(dòng)，瞬時(shí)流量也是脈動(dòng)的。返回首頁ysu-2010 流量脈動(dòng)會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動(dòng)，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，如果脈動(dòng)頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致，還將引起共振，加劇振動(dòng)和噪聲。為了度量流量脈動(dòng)的大小，引入了流量脈動(dòng)率：=(qmaxqmi

19、n)/q0 式中 液壓泵的流量脈動(dòng)率； qmax液壓泵最大瞬時(shí)流量(m3s)； qmin液壓泵最小瞬時(shí)流量(m3s)； q0液壓泵的平均流量(m3s)。 流量脈動(dòng)率是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。在容積式泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)最大，并且齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率愈大，這是外嚙合齒輪泵的一個(gè)弱點(diǎn)。返回首頁ysu-2010 2.2.3 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.2.3.1 困油的現(xiàn)象困油的現(xiàn)象為保證齒輪泵平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)必須大于1，即至少有一對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此，在工作過程中，就有一部分油液困在兩對(duì)輪齒嚙合時(shí)所形成的封閉油腔之內(nèi)，如圖所示，這個(gè)密封容積的大小隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而

20、變化。返回首頁ysu-2010 從圖 (1)到圖 (2)，密封容積逐漸減小；從圖 (2)到圖 (3)，密封容積逐漸增大；如此產(chǎn)生了密封容積周期性的增大減小。返回首頁密封容積減小,密封空腔中受困油液受到擠壓而產(chǎn)生瞬間高壓，受困油液若無油道與排油口相通，油液將從縫隙中被擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等零件也受到附加沖擊載荷的作用；若密封容積增大時(shí)，無油液補(bǔ)充，又會(huì)造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。ysu-2010 困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并引起振動(dòng)和汽蝕，同時(shí)降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性和使用壽命。設(shè)計(jì)齒輪泵時(shí)，在保證高低壓腔不串通的前提下，要保證

21、閉死容積從大變小時(shí)和壓油腔相通，從小變大時(shí)和吸油腔相通即可。返回首頁ysu-2010消除困油現(xiàn)象的方法：消除困油現(xiàn)象的方法：通常是在兩端蓋板上開卸荷槽，見圖中的虛線方框。當(dāng)封閉容積減小時(shí)，通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通。而封閉容積增大時(shí)，通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通，兩卸荷槽的間距必須確保在任何時(shí)候都不使吸、排油相通。也有在這個(gè)端蓋上鉆一個(gè)盲孔或兩個(gè)盲孔作為卸荷槽。返回首頁ysu-20102.2.3.2 徑向不平衡力徑向不平衡力產(chǎn)生徑向力的原因:（a）吸油腔側(cè)壓力低于壓油腔側(cè)壓力；（b）齒輪的嚙合力。在齒輪泵中，油液作用在齒輪外緣的壓力是不均勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞增，

22、因此，返回首頁齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用，工作壓力越高，徑向不平衡力越大，徑向不平衡力很大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致齒頂壓向定子的低壓端，使定子偏磨，同時(shí)也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。ysu-2010減小徑向力偏載的措施減小徑向力偏載的措施：a）減小壓油口直徑；）減小壓油口直徑；使壓油腔的壓力僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi);b）增大掃膛處徑向間隙；）增大掃膛處徑向間隙；使齒頂不與定子內(nèi)表面產(chǎn)生金屬接觸；c）采用滾針軸承或滑動(dòng)軸承；）采用滾針軸承或滑動(dòng)軸承；d)開減載槽，開減載槽，即將齒槽中的高壓區(qū)引向低壓吸油口，齒槽的低壓區(qū)引向高壓的排油口；e)過渡區(qū)連通過渡區(qū)連通。返回首頁ysu-20

23、102.2.3.3 齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償在液壓泵中，運(yùn)動(dòng)件間是靠微小間隙密封的，這些微小間隙在液壓泵中，運(yùn)動(dòng)件間是靠微小間隙密封的，這些微小間隙從運(yùn)動(dòng)學(xué)上形成摩擦副，高壓腔的油液必將通過間隙向低壓從運(yùn)動(dòng)學(xué)上形成摩擦副，高壓腔的油液必將通過間隙向低壓腔泄漏；齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔泄漏；齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔去腔去: (1): (1)通過齒輪嚙合線處的間隙通過齒輪嚙合線處的間隙齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙；返回首頁(2)(2)通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙間的徑向間隙齒頂間隙齒頂間

24、隙；(3)(3)通過齒輪兩端面和側(cè)板間的通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙間隙端面間隙端面間隙。其中，端面間隙的泄漏量最大，其中，端面間隙的泄漏量最大，壓力越高，由間隙泄漏的液壓壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多。因此油就愈多。因此為了實(shí)現(xiàn)齒輪為了實(shí)現(xiàn)齒輪泵的高壓化，提高齒輪泵的壓泵的高壓化，提高齒輪泵的壓力和容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上力和容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上來采取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行來采取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。自動(dòng)補(bǔ)償。ysu-2010 常用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙的裝置有：浮動(dòng)軸套式浮動(dòng)軸套式和彈性彈性側(cè)板式側(cè)板式兩種。 原理：都是引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，都是引入壓力油使軸套或側(cè)

25、板緊貼在齒輪端面上，壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。 齒輪泵的浮動(dòng)軸套是浮動(dòng)的：軸套外側(cè)的空腔與泵的壓油腔相通，當(dāng)泵工作時(shí)，浮動(dòng)軸套受油壓的作用而壓向齒輪端面，將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端面間隙。間隙尺寸的確定，除了考慮容積效率、機(jī)械效率的提高，還要考慮抗污染能力抗污染能力。其間隙若能比雜質(zhì)顆粒小，就可減小顆粒的進(jìn)入。這也是提高齒輪泵壽命的關(guān)鍵因素之一。返回首頁作業(yè)作業(yè):2.1、2.4葉片泵ysu-2010主要特點(diǎn)：（1）齒輪兩邊側(cè)板有背壓室，可保證軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償；（2）浮動(dòng)支撐隔板有背壓室，可補(bǔ)償徑向間隙及嚙合間隙。（3）

26、泵從齒根處徑向孔排油，不存在困油現(xiàn)象。2.2.4、內(nèi)嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵返回首頁原理演示ysu-2010內(nèi)嚙合齒輪泵原理ysu-20102.3 葉片泵葉片泵葉片泵是一種小功率泵，排油均勻，工作平穩(wěn)，噪聲小，它是一種單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單向排油的油泵。 葉片泵分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈時(shí)，油泵每一工作容積吸、排油各一次，稱為單單作用作用葉片泵。一般，單作用葉片泵往往是做成變量泵結(jié)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，油泵每一工作容積吸、排油各兩次，稱為雙作雙作用用葉片泵。雙作用葉片泵則只能做成定量泵結(jié)構(gòu)。返回首頁ysu-2010 2.3.1單作用葉片泵單作用葉片泵2.3.1.1結(jié)構(gòu)和工作原理（結(jié)構(gòu)和工作

27、原理（葉片泵動(dòng)畫）單作用葉片泵主要由轉(zhuǎn)子、葉片、定子、配油盤、殼體、轉(zhuǎn)軸等零件組成，如圖所示。葉片泵的定子具有圓柱形的內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子上有均布葉片槽，矩形葉片安放在轉(zhuǎn)子上的葉片槽內(nèi)，并可在槽內(nèi)滑動(dòng)。轉(zhuǎn)子中心與定子中心不重合，有一個(gè)偏心距e。返回首頁配油盤上開有兩個(gè)配流窗口，分別與泵的吸油口和排油口相通?？勺児ぷ魅莘e主要由定子的內(nèi)圓柱表面、轉(zhuǎn)子的外圓柱表面、葉片、后面的配油盤和前面的壓蓋組成。ysu-2010當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)，葉片靠自身的離心力貼緊定子的內(nèi)表面，并在轉(zhuǎn)子槽里作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配油盤間形成了若干個(gè)密封工作容積。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右邊的葉片逐返回首頁漸伸出，相鄰

28、兩葉片間的空間容積逐漸增大，形成局部真空，從吸油口吸油；左邊的葉片被定子的內(nèi)表面逐漸壓進(jìn)槽內(nèi)，兩相鄰葉片間的空間容積逐漸減小，將工作油液從壓油口壓出。ysu-2010在吸油腔與壓油腔之間有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開，稱作過渡區(qū)。當(dāng)轉(zhuǎn)子不斷地旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地吸油和排油。這種葉葉片泵的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，各葉片間容積只吸排油各一次片泵的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，各葉片間容積只吸排油各一次，因此叫單作用葉片泵。單作用葉片泵。單作用葉片泵的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)工藝簡單，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)工藝簡單，可以實(shí)現(xiàn)各種形式的變量。各種形式的變量。單作用葉片泵的缺點(diǎn)：作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力不作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力不平衡，增大軸承磨損，縮平衡，增大軸

29、承磨損，縮短泵的壽命。短泵的壽命。返回首頁ysu-2010 2.3.1.2 單作用葉片泵平均流量計(jì)算單作用葉片泵平均流量計(jì)算如圖所示，我們通過圖解法可以近似求得：每個(gè)工作腔的每個(gè)工作腔的體積體積V等于大扇形面積aO1b減去小扇形面積cO1d再乘以轉(zhuǎn)子的寬度B。即畫陰影線的部分。可寫成如下表達(dá)式： V=B(S扇大扇大 S扇小扇小)返回首頁當(dāng)單作用葉片泵有z個(gè)封閉容積時(shí)，泵的理論排量V的表達(dá)式可寫為:V= zV=(R +e)2(Re)2B =4ReB式中 R 定子半徑，m； e 偏心距，m； B 轉(zhuǎn)子寬度，m。ysu-2010考慮泵的容積效率V，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速為n時(shí)，單作用葉片泵的實(shí)際流量q可寫為:

30、q =V nV=4ReB nV請(qǐng)同學(xué)們思考一下：若想改變泵的排量V，改變上式中哪個(gè)參數(shù)最方便呢？ 那么，怎樣改變?nèi)菀讓?shí)現(xiàn)呢？下面我們一起來分析一下單作用變量葉片泵的變量原理。ysu-20102.3.1.3 單作用葉片泵的變量原理單作用葉片泵的變量原理改變偏心距e，就是改變定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，轉(zhuǎn)子軸是固定在軸承中的，使定子移動(dòng)在結(jié)構(gòu)上比較容易實(shí)現(xiàn)，這就需要一個(gè)力來推動(dòng)定子移動(dòng)，這個(gè)力稱為操縱力。根據(jù)操縱力不同，變量葉片泵分為內(nèi)反饋式內(nèi)反饋式和外反饋式外反饋式兩種。如果操縱力是來自如果操縱力是來自泵定子內(nèi)部的排油壓力，就稱為內(nèi)反饋式變量泵泵定子內(nèi)部的排油壓力，就稱為內(nèi)反饋式變量泵, ,見左圖見左

31、圖。如果如果操縱力是來自泵定子外部的排油壓力，就稱為外反饋式變量泵，操縱力是來自泵定子外部的排油壓力，就稱為外反饋式變量泵，見右圖。見右圖。1234 56 7891011e0ysu-2010(1)限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵 前述已知，單作用式葉片油泵的轉(zhuǎn)子受到來自壓油腔作用的單向壓力，使軸承上所受載荷較大，稱為非卸荷式泵，這是單作用式葉片泵的缺點(diǎn)。而限壓式變限壓式變量葉片泵卻正是利用單向壓力這一特點(diǎn)來進(jìn)行壓力反量葉片泵卻正是利用單向壓力這一特點(diǎn)來進(jìn)行壓力反饋，以達(dá)到調(diào)節(jié)排量的目的饋，以達(dá)到調(diào)節(jié)排量的目的。限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。返回首頁1234 56 7891011e0ysu-2

32、010結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1的中心的中心O O是固定是固定的，定子的，定子3 3可以左右移可以左右移動(dòng)，調(diào)壓螺栓動(dòng)，調(diào)壓螺栓9 9可對(duì)調(diào)可對(duì)調(diào)壓彈簧壓彈簧8 8的預(yù)壓力進(jìn)行的預(yù)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)，在調(diào)壓彈簧8 8力力的作用下，定子的作用下，定子3 3被被7 7推推向右端靠在向右端靠在4 4上，使定上，使定子中心子中心O O1 1和轉(zhuǎn)子中心和轉(zhuǎn)子中心O O之間有一個(gè)偏心距之間有一個(gè)偏心距e e，初始偏心距初始偏心距e e0 0的大小可的大小可用最大流量調(diào)節(jié)螺釘用最大流量調(diào)節(jié)螺釘4 4調(diào)節(jié)；最大流量調(diào)節(jié)螺調(diào)節(jié)；最大流量調(diào)節(jié)螺釘釘4 4的工作位置決定了的工作位置決定了定子的最大偏心

33、距和油定子的最大偏心距和油泵的最大排量。泵的最大排量。返回首頁1234 56 7891011e0ysu-2010返回首頁油泵配油盤油泵配油盤5 5上的吸油口和壓油口關(guān)于油泵的中心線是上的吸油口和壓油口關(guān)于油泵的中心線是不對(duì)稱的，存在偏角不對(duì)稱的，存在偏角，因此在油泵工作時(shí)，壓油腔油液給定子的作用力F也偏一個(gè)角度也偏一個(gè)角度，排油壓力對(duì)定子環(huán)的作用力F分解為垂直分力F1及水平分力F2 2，F(xiàn)2 2即為調(diào)節(jié)分力，F(xiàn)2 2與調(diào)壓彈簧的壓縮恢復(fù)力F彈彈、定子運(yùn)動(dòng)的摩擦力和慣性力相平衡。油液壓力F隨泵壓p的升高而增大，調(diào)節(jié)分力F2 2= =F sin與彈簧力F彈彈的方向相反，它要克服彈簧的推力將定子向左

34、推，以減小偏心距e。1234 56 7891011e0ysu-2010限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵的工作過程可演示如圖所示： 當(dāng)泵的油壓p pB，定子仍被彈簧推在右邊的原始位置，靠在最大流量調(diào)節(jié)螺釘上。此時(shí)，定子環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)子的偏心距保持在限定的最大值，不隨工作壓力的變化而變化。 此時(shí)其變量特性曲線如圖中AB段，由于泄漏，泵的實(shí)際由于泄漏，泵的實(shí)際輸出流量隨其壓力增加而稍輸出流量隨其壓力增加而稍有下降；有下降； 當(dāng)油泵的輸出油壓升高達(dá)到pB，即F2=F彈時(shí)，處于臨界狀態(tài)。ysu-2010 當(dāng)油泵壓力ppB，即F2F彈時(shí)，F(xiàn)2就能夠克服彈簧作用力，使定子向左移動(dòng)，偏心量e就自動(dòng)減小，油泵的排量降低。工作壓力

35、p越高，偏心量e就越小，油泵的排量也越小。見圖中BC段。所以pB B是油泵最大排是油泵最大排量時(shí)可能的最高壓力量時(shí)可能的最高壓力, ,也稱為拐點(diǎn)壓力。也稱為拐點(diǎn)壓力。ysu-2010當(dāng)工作壓力到達(dá)pc時(shí)，與定子環(huán)的偏心量對(duì)應(yīng)的泵的理論流量等理論流量等于它的泄漏量于它的泄漏量，泵的實(shí)際排出流量為零，此時(shí)泵的輸出壓力為最大。見圖2.10中C點(diǎn)，故稱為限壓式變量泵為限壓式變量泵。簡而言之，A AB B段是段是定量泵工況段定量泵工況段。B BC C段是變量泵工況段段是變量泵工況段。返回首頁ysu-2010圖中A點(diǎn)表示泵的最大流量，點(diǎn)表示泵的最大流量，由最大流量調(diào)節(jié)螺釘由最大流量調(diào)節(jié)螺釘4 4進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)

36、行調(diào)節(jié)。B點(diǎn)也稱拐點(diǎn)，由調(diào)壓點(diǎn)也稱拐點(diǎn)，由調(diào)壓彈簧彈簧8 8的預(yù)緊力來調(diào)節(jié)的預(yù)緊力來調(diào)節(jié)，增加8的預(yù)緊力，將使pB點(diǎn)向右移，BC線則平行右移。 更換調(diào)節(jié)彈簧，改變其更換調(diào)節(jié)彈簧，改變其彈簧剛度，可改變彈簧剛度，可改變BC段的斜率段的斜率。彈簧剛度增加，BC線變平坦，彈簧剛度減弱，BC線變陡。返回首頁1234 56 7891011e0ysu-2010 內(nèi)反饋式變量泵利用泵本身的排出壓力和流量推動(dòng)變量機(jī)構(gòu)，在泵的理論排量接近零工況時(shí)，泵的輸出量為零，因此便不可能繼續(xù)推動(dòng)變量機(jī)構(gòu)來使泵的流量反向，所以內(nèi)反饋式變量泵僅能用于單向變量。內(nèi)反饋式變量泵僅能用于單向變量。返回首頁1234 56 789101

37、1e0ysu-2010 (2)限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵返回首頁如圖為限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵的工作原理示意圖，與內(nèi)反饋?zhàn)兞勘玫闹饕煌幨牵和苿?dòng)定子移動(dòng)的操縱力不是內(nèi)部排油壓力而是外負(fù)載壓力外負(fù)載壓力。另外，在最大流量調(diào)節(jié)螺釘處增加了一個(gè)柱塞缸，它能根據(jù)泵出口負(fù)載壓力的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量。ysu-2010變量工作過程變量工作過程限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵的工作過程，可演示如下：其特性曲線與限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵相同。ysu-2010 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)保壓和工作進(jìn)給的執(zhí)行元件來說是一種合適的油源；快速行程時(shí)需要快速行程時(shí)需要大的流量，負(fù)載壓力較低，正

38、好使用曲線的大的流量，負(fù)載壓力較低，正好使用曲線的AB段部分；段部分； 保壓和工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載壓力升高，需要流量較小，正好使保壓和工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載壓力升高，需要流量較小，正好使用曲線的用曲線的BC段部分。段部分。返回首頁ysu-2010 2.3.2 2.3.2 雙作用葉片泵雙作用葉片泵 2.3.2.1 工作原理工作原理下圖為雙作用葉片泵的工作原理圖，它的作用原理和單作用葉片泵相似，不同之處在于定子內(nèi)表面是近似橢圓不同之處在于定子內(nèi)表面是近似橢圓形狀，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的形狀，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的，當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸減小，為壓油區(qū)；在左下角和右上角處逐漸增

39、大，為吸油區(qū)。吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)將吸、壓油區(qū)隔開。稱過渡區(qū)，這四個(gè)過渡區(qū)有四段過渡曲線。返回首頁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子定子葉片葉片配流盤配流盤泵體泵體ysu-2010這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)密封工作腔完成吸油和壓油動(dòng)作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。由于雙作用葉片泵有兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)排油區(qū)，并且各自的中心夾角是對(duì)稱的，所以作用在轉(zhuǎn)子上的油壓作用力互相平衡。 因此，這種油泵也稱為平衡式葉片泵。返回首頁ysu-20102.3.3.3 雙作用葉片泵的平均流量計(jì)算雙作用葉片泵的平均流量計(jì)算圖中：圖中：轉(zhuǎn)子半徑為轉(zhuǎn)子半徑為r0 0，定子長半徑為，定子長半徑為R，定子短半徑為，定子短半徑為r，葉片，葉

40、片寬度為寬度為B。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，兩葉片之間封閉容積變化量為：V=2（F1F2）B轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的排量為：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的排量為： V=2（F1F2）B z由圖可知：由圖可知： F1=（R2r02） /2 F2=（r2r02） /2 =2 / z則雙作用葉片泵理論排量則雙作用葉片泵理論排量為：為：V=2 （R2r2）B 返回首頁ysu-2010返回首頁 式中 葉片夾角 ； F1吸油最大面積； F2 排油余留面積； R定子橢圓長半徑； r定子橢圓短半徑； z葉片數(shù)； r0 轉(zhuǎn)子半徑； B 葉片或轉(zhuǎn)子的厚度。雙作用葉片泵的實(shí)際平均流量為: q=2 （R2r2）B nV （2.21)式（2.21)是不考慮

41、葉片幾何尺寸時(shí)的平均流量計(jì)算公式。ysu-2010在精確計(jì)算葉片泵的平均流量時(shí)，應(yīng)該考慮葉片容積對(duì)流量的影響。每轉(zhuǎn)不參加排油的葉片總?cè)莘e為Vb=2(R r)Bbz/cos (2.22)返回首頁式中 Vb不參加排油的葉片總?cè)莘e(m3)； b葉片厚度(m)； z葉片數(shù)； 葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)子半徑的傾角(o)。ysu-2010返回首頁 對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)的雙作用葉片泵，如雙葉片結(jié)構(gòu)、彈簧葉片結(jié)構(gòu)，其葉片底部和單作用葉片泵一樣也參加泵的吸油和排油，其平均流量計(jì)算方法仍采用下式。 q=2 （R2r2）B nV （2.21) 則雙作用葉片泵精確流量計(jì)算公式為：V- -Vb)23. 2(cos)(2)(222VBnbz

42、rRrRqysu-20102.3.2.3 葉片泵的高壓化趨勢(shì)葉片泵的高壓化趨勢(shì)隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)不斷改進(jìn)，雙作用葉片泵的最高工作壓力已達(dá)到2030 MPa，這是因?yàn)殡p作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向力基本上是平衡的，因此不像高壓齒輪泵和單作用葉片泵那樣，工作壓力的提高會(huì)受到徑向承載能力的限制。葉片泵采用浮動(dòng)配流盤對(duì)端面間隙進(jìn)行補(bǔ)償后，泵在葉片泵采用浮動(dòng)配流盤對(duì)端面間隙進(jìn)行補(bǔ)償后，泵在高壓下也能保持較高的容積效率，葉片泵工作壓力提高壓下也能保持較高的容積效率，葉片泵工作壓力提高的主要限制條件是葉片和定子內(nèi)表面的磨損高的主要限制條件是葉片和定子內(nèi)表面的磨損。為解決定子和葉片的磨損，就必須減小在吸油區(qū)葉片

43、對(duì)定子內(nèi)表面的壓緊力，目前采取的主要結(jié)構(gòu)措施有以下幾種。返回首頁ysu-2010 (1)雙葉片結(jié)構(gòu)雙葉片結(jié)構(gòu) 如圖所示，各轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)經(jīng)過倒角的葉片。葉片底部與高壓油腔相通，兩葉片的倒角部分構(gòu)成從葉片底部通向頭部的V形油道，因而作用在葉片底部、頭部的油壓力作用在葉片底部、頭部的油壓力相等相等，合理設(shè)計(jì)葉片頭部的形狀，使葉片頭部承壓面積略使葉片頭部承壓面積略小于葉片底部承壓面積小于葉片底部承壓面積，這個(gè)承壓面積的差值就形成葉片對(duì)定子內(nèi)表面的接觸力。這個(gè)推力是能夠通過葉片頭部的形狀來控制的，以達(dá)到既保證葉片與定子緊密接觸，既保證葉片與定子緊密接觸，又不至于使接觸應(yīng)力過大又不至于使接觸應(yīng)力過大，

44、同時(shí)，槽內(nèi)兩個(gè)葉片可以相互滑動(dòng)，以保證在任何位置，兩個(gè)葉片的頭部和定于內(nèi)表面緊密接觸。 返回首頁ysu-2010 (2)彈簧葉片結(jié)構(gòu)彈簧葉片結(jié)構(gòu) 與雙葉片結(jié)構(gòu)類似的還有彈簧葉片結(jié)構(gòu)。如圖所示，葉片在頭部及兩側(cè)開有半圓形槽，在葉片的底面上開有三個(gè)彈簧孔。通過葉片頭部和底部相連的小孔及側(cè)面的半圓槽使葉片底面與頭部溝通，使葉片頭部和底部的壓力完全平衡。葉片和定子內(nèi)表面的接觸壓力僅葉片和定子內(nèi)表面的接觸壓力僅為葉片的離心力、慣性力和彈簧為葉片的離心力、慣性力和彈簧力，故接觸力較小力，故接觸力較小。但，彈簧在工作過程中頻繁受交變壓縮，易引起疲勞損壞，但這種結(jié)構(gòu)可以但這種結(jié)構(gòu)可以原封不動(dòng)地作為油馬達(dá)使用，

45、這原封不動(dòng)地作為油馬達(dá)使用，這是其它葉片泵結(jié)構(gòu)所不具備的是其它葉片泵結(jié)構(gòu)所不具備的。返回首頁ysu-2010 (3)子母葉片結(jié)構(gòu)子母葉片結(jié)構(gòu) 如圖所示，在轉(zhuǎn)子葉片槽中裝有母葉片和子葉片，母、子葉片能自由地相對(duì)滑動(dòng)，為了使母葉片和定子的接觸壓力使母葉片和定子的接觸壓力適當(dāng)，須正確選擇子葉片和母葉片的寬度尺寸之比適當(dāng)，須正確選擇子葉片和母葉片的寬度尺寸之比b / B ，轉(zhuǎn)子上的壓力平衡孔使母葉片的頭部和底部液壓力相等轉(zhuǎn)子上的壓力平衡孔使母葉片的頭部和底部液壓力相等，泵的排油壓力經(jīng)過配流盤、轉(zhuǎn)子槽通到母、子葉片之間的中間壓力腔，如不考慮離心力和慣性力，由圖可知，母葉片作用在定子上的力為： F=bt(

46、p2p1) (2.24)返回首頁ysu-2010 在吸油區(qū)， p1 =0，則F=btp2；在排油區(qū)， p2=p1 ，故F=0。由此可見，只要適當(dāng)?shù)剡x擇t和b的大小，就能控制接觸應(yīng)力，一般?。篵/B=1314。 在排油區(qū)F=0，葉片僅靠離心力與定子接觸。為防止葉片脫空(離開定子)，在連通中間壓力腔的油道上設(shè)置適當(dāng)?shù)墓?jié)流阻尼，使葉片縮回時(shí)排油被阻，中間油腔的壓力高于作用在母葉片頭部的壓力，保證葉片在排油區(qū)時(shí)與定子緊密貼合。返回首頁ysu-2010 (4)階梯葉片結(jié)構(gòu)階梯葉片結(jié)構(gòu)如圖所示，葉片做成階梯形式，轉(zhuǎn)子上的葉片槽亦具有相應(yīng)的形狀。它們之間的中間油腔經(jīng)配流盤上的槽與壓力油相通，轉(zhuǎn)子上的壓力平衡

47、油道把葉片頭部的壓力油引入葉片底部。與母子葉片結(jié)構(gòu)相似，在壓力油引入中間油腔之前，設(shè)置節(jié)流阻尼，使葉片向內(nèi)縮進(jìn)時(shí)，此腔保持足夠的壓力，保證葉片緊貼定子內(nèi)表面。這種結(jié)構(gòu)由于葉片及槽的形狀較為復(fù)雜，加工工藝性較差，應(yīng)用較少。返回首頁ysu-2010 2.3.3單作用葉片泵與雙作用葉片泵特點(diǎn)比較單作用葉片泵與雙作用葉片泵特點(diǎn)比較 2.3.3.1 單作用葉片泵的特點(diǎn)單作用葉片泵的特點(diǎn) (1)存在困油現(xiàn)象存在困油現(xiàn)象 配流盤的吸、排油窗口間的密封角略大于兩相鄰葉片間的夾角，因此，在吸、排油過渡區(qū)，當(dāng)兩葉片間的密封容積發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與齒輪泵相類似的困油現(xiàn)象，通常，通過配通過配流盤排油窗口邊緣開三角卸荷

48、槽的方法來消除困油現(xiàn)象流盤排油窗口邊緣開三角卸荷槽的方法來消除困油現(xiàn)象。返回首頁ysu-2010 (2)葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜 葉片僅靠離心力緊貼定子表面，考慮到葉片上還受摩擦力的作用，為了保證葉片更容易地從葉片槽滑出，葉片槽常加工成沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜。返回首頁ysu-2010 (3)葉片根部的容積不影響泵的流量葉片根部的容積不影響泵的流量 由于葉片頭部和底部同時(shí)處在排油區(qū)或吸油區(qū)中，所以葉片厚度對(duì)泵的流量沒有影響。 返回首頁(4)轉(zhuǎn)子承受徑向液壓力轉(zhuǎn)子承受徑向液壓力單作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力不平衡，軸承負(fù)荷較大。這使泵的工作壓力和排量的提高均受到限制。ysu-201

49、0 2.3.3.2 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)定子有過渡曲線定子有過渡曲線定子內(nèi)表面的曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組成，泵的動(dòng)力學(xué)特性在很大程度上受過渡曲線的影響。理想的過渡曲線不僅應(yīng)使葉應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度變化均勻變化均勻，而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧段交接點(diǎn)到過渡曲線和圓弧段交接點(diǎn)處的加速度突變不大處的加速度突變不大，以減小沖擊和噪聲，同時(shí)，還應(yīng)應(yīng)使泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)最小。使泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)最小。返回首頁ysu-2010 （2）雙作用葉片泵的葉片安放角）雙作用葉片泵的葉片安放角當(dāng)葉片有安放角時(shí)，葉片泵就不允許反轉(zhuǎn)。葉

50、片安放在轉(zhuǎn)子中，不是沿徑向安裝，而是朝旋轉(zhuǎn)方向前朝旋轉(zhuǎn)方向前傾傾 角角。設(shè)置葉片安放角目的是減小對(duì)葉片的彎矩及減小目的是減小對(duì)葉片的彎矩及減小對(duì)葉片槽的卡阻和磨損。對(duì)葉片槽的卡阻和磨損。有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)。返回首頁ysu-2010(3)端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 為了提高壓力，減少端面泄漏，采取的間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是:將配流盤的外側(cè)與將配流盤的外側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓壓油腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓向轉(zhuǎn)子。向轉(zhuǎn)子。 泵的工作壓力愈高，配流盤就會(huì)愈貼緊轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn)子端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。作業(yè)ysu-2010 柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的柱塞

51、泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱變化來實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，滑動(dòng)表面配合精度高，所以這類泵的特點(diǎn)是泄漏小，表面，滑動(dòng)表面配合精度高，所以這類泵的特點(diǎn)是泄漏小，容積效率高，可以在高壓下工作。容積效率高，可以在高壓下工作。2.4 柱塞泵柱塞泵D返回首頁ysu-2010 2.4.1 斜盤式軸向柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵 軸向柱塞泵可分為斜盤式斜盤式和斜軸式斜軸式兩大類，下圖為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理。泵由傳動(dòng)軸1、斜盤2、柱塞6、缸體3、配流盤4、彈簧5等主要零件組成，斜盤斜盤2和配流盤和配流盤4是不動(dòng)的是不動(dòng)

52、的，傳動(dòng)軸1帶動(dòng)缸體3和柱塞6一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞6靠彈簧5等機(jī)械裝置壓緊在斜盤上。返回首頁SdDysu-2010柱塞泵工作原理，缸體每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一柱塞泵工作原理，缸體每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油和排油動(dòng)作。次，完成一次吸油和排油動(dòng)作。改變斜盤的傾角，就可以改變密封工作容積的有效變化改變斜盤的傾角，就可以改變密封工作容積的有效變化量，實(shí)現(xiàn)泵的變量量，實(shí)現(xiàn)泵的變量。返回首頁ysu-20102.4.1.1斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量根據(jù)幾何關(guān)系,斜盤式軸向柱塞泵的每轉(zhuǎn)排量為: V= Z F S = Z (/4)d2 D tan 返回首頁SdDys

53、u-2010 斜盤式軸向柱塞泵的輸出流量為： q= z (/4)d2 D tan n V 式中 S 柱塞行程，S=Dtan，m；D柱塞孔的分布圓直徑，m； 轉(zhuǎn)軸和斜盤中心線的夾角；F 柱塞橫截面積，m2； Z 柱塞數(shù)。n 泵軸轉(zhuǎn)速，r/s。DS返回首頁ysu-2010 實(shí)際上，柱塞泵中每一小柱塞的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，其輸出流量是脈動(dòng)的，就柱塞數(shù)而言，柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)的脈動(dòng)率比柱塞數(shù)為偶數(shù)時(shí)小，且柱塞數(shù)越多，脈動(dòng)越小，故柱塞泵的柱塞數(shù)一般都為奇數(shù)，從結(jié)構(gòu)工藝性和脈動(dòng)率綜合考慮，常取z7或z9。返回首頁ysu-20102.4.1.2 斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)圖2.

54、19所示為SCYl4lB斜盤式手動(dòng)變量柱塞泵，該泵由主體主體部分部分和變量變量機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)兩大部分組成。工作原理如圖所示。返回首頁圖2.19 SCYl4-1B斜盤式手動(dòng)變量柱塞泵的結(jié)構(gòu)l-變量手輪;2-回程盤;3-內(nèi)套;4-回程彈簧；5-配流盤;6-驅(qū)動(dòng)軸;7-缸體; 8-柱塞;9-滑靴;10-斜盤及變量頭組件;1l-殼體;12-變量活塞;13-撥叉ysu-2010變量機(jī)構(gòu)變量機(jī)構(gòu)：由旋轉(zhuǎn)變量手輪1、絲杠2、變量活塞殼體3、變量活塞4、撥叉7、斜盤8及變量頭組件等組成。改變斜盤及變量頭組件的法線方向與傳動(dòng)軸的軸線方向的夾角，從而達(dá)到變量的目的。返回首頁ysu-2010 (2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 端面

55、間隙的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 由圖可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機(jī)械裝置或彈簧作為預(yù)密封的推力外，還有還有柱塞孔底部臺(tái)階面上所柱塞孔底部臺(tái)階面上所受的液壓力受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受液壓力作用，從而緊貼著配流盤，就使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。返回首頁ysu-2010滑靴及靜壓支承結(jié)構(gòu)滑靴及靜壓支承結(jié)構(gòu)在斜盤式軸向柱塞泵中，如果各柱塞以球形頭部直接接觸斜盤而滑動(dòng)，則柱塞球頭與斜盤平面理論上為點(diǎn)接觸，因而，接觸應(yīng)力大，極易磨損。返回首頁一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如圖所示，缸體中的壓力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室5，使滑

56、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，有利于提高軸向柱塞泵的壓力和其它參數(shù)，使其能在高壓、高速下工作。ysu-2010變量機(jī)構(gòu)變量機(jī)構(gòu) 在斜盤式軸向柱塞泵中，通過改變斜盤傾角的大小就可調(diào)節(jié)泵的排量，變量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。 變量機(jī)構(gòu)種類有 ： 手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)變量機(jī)構(gòu); 手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu); 液壓伺服變量機(jī)構(gòu)。液壓伺服變量機(jī)構(gòu)。返回首頁手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)ysu-2010 大功率的泵用手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)不足以推動(dòng)傳動(dòng)構(gòu)件，需要借助液壓的力量，因而采用 手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)1-拉桿；2-先導(dǎo)閥；3-隨動(dòng)活塞；4-銷

57、釘；5-變量頭；6-隨動(dòng)閥外殼返回首頁動(dòng)畫演示ysu-2010液壓伺服變量機(jī)構(gòu)，完全由液壓元件自動(dòng)感覺與控制，進(jìn)行調(diào)排量。如下圖所示，液壓隨動(dòng)變量機(jī)構(gòu)是由復(fù)位平衡彈簧1、拉桿2、先導(dǎo)閥3、隨動(dòng)閥4、外殼5、銷子6、變量頭傳動(dòng)件7等組成。液壓伺服變量機(jī)構(gòu)液壓伺服變量機(jī)構(gòu)返回首頁動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示ysu-20102.4.2 斜軸式軸向柱塞泵斜軸式軸向柱塞泵下圖為斜軸（缸軸傾斜缸軸傾斜）式軸向柱塞泵的工作原理圖，傳動(dòng)軸5的軸線相對(duì)于缸體3有傾角，柱塞2與傳動(dòng)軸圓盤之間用相互鉸接的連桿4相連。返回首頁ysu-2010 當(dāng)傳動(dòng)軸5沿圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿4就帶動(dòng)柱塞2連同缸體3一起繞缸體軸線旋轉(zhuǎn)，柱塞2同時(shí)

58、也在缸體的柱塞孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使柱塞孔底部的密封腔容積不斷增大和縮小，通過配流盤1上的窗口6和7實(shí)現(xiàn)吸油和排油。返回首頁ysu-2010與斜盤式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平衡徑向力較缸體所受的不平衡徑向力較小，故結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高小，故結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，可以有較高的設(shè)計(jì)參數(shù)，其缸體軸線其缸體軸線與驅(qū)動(dòng)軸的夾角與驅(qū)動(dòng)軸的夾角較大，變量范圍較大較大，變量范圍較大；但外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。目前，斜軸式軸柱塞泵的使用相當(dāng)廣泛。在變量形式上，斜盤式軸向柱塞泵靠斜盤擺動(dòng)變量，斜軸式斜盤式軸向柱塞泵靠斜盤擺動(dòng)變量，斜軸式軸向柱塞泵則為擺缸變量軸向柱塞泵則為擺缸變量；因此，后者的變量系統(tǒng)的響應(yīng)較慢。斜軸泵

59、的排量和流量可參照斜盤式泵的計(jì)算方法計(jì)算。返回首頁ysu-2010 2.4.3 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 圖223是徑向柱塞泵的工作原理圖，泵的柱塞徑向布置在缸體上；在轉(zhuǎn)子2上徑向均勻分布著數(shù)個(gè)柱塞孔，孔中裝有柱塞5；轉(zhuǎn)子2的中心與定子1的中心之間有一個(gè)偏心量e。在固定不動(dòng)的配流軸3上，相對(duì)于柱塞孔的部位有相互隔開的上下兩個(gè)配油窗口，該配油窗口又分別通過所在部位的兩個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。返回首頁圖圖2.23 徑向柱塞泵的工作原理圖徑向柱塞泵的工作原理圖l定子；定子； 2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子; 3配流軸；配流軸；4襯套；襯套；5柱塞；柱塞；6吸油腔；吸油腔；7壓油腔壓油腔ysu-2010當(dāng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，

60、柱塞5在離心力及機(jī)械回程力作用下，它的頭部與定子1的內(nèi)表面緊密接觸，由于轉(zhuǎn)子2與定子1存在偏心，所以柱塞5在隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又在柱塞孔內(nèi)作徑向往復(fù)滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子2按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，上半周的柱塞皆往外滑動(dòng)，柱塞底部的密封容積增大，通過軸向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑動(dòng)，柱塞底部的密封工作容積縮小，通過配流軸向外排壓力油。圖圖2.23 徑向柱塞泵的工作原理圖徑向柱塞泵的工作原理圖l定子；定子；2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子;3配流軸；配流軸；4襯套；襯套；5柱塞；柱塞；6吸油腔；吸油腔；7壓油腔壓油腔返回首頁ysu-2010當(dāng)移動(dòng)定子，改改變偏心量的大小變偏心量的大小時(shí)，泵的排量就時(shí)，泵的排量就發(fā)生改變；發(fā)生改變；當(dāng)