《液壓與氣壓傳動(dòng)》第二章+液壓動(dòng)力元件左建明 第四版

1、第二章第二章 液壓動(dòng)力元件液壓動(dòng)力元件第一節(jié)第一節(jié) 液壓泵概述液壓泵概述第二節(jié)第二節(jié) 齒輪泵齒輪泵第三節(jié)第三節(jié) 葉片泵葉片泵第四節(jié)第四節(jié) 柱塞泵柱塞泵 第五節(jié)第五節(jié) 液壓泵的噪聲液壓泵的噪聲第六節(jié)第六節(jié) 液壓泵的選用液壓泵的選用第一節(jié)第一節(jié) 液壓泵概述液壓泵概述 液壓動(dòng)力元件是將原動(dòng)機(jī)提供輸出的機(jī)械能液壓動(dòng)力元件是將原動(dòng)機(jī)提供輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。是轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。是系統(tǒng)的動(dòng)力源。系統(tǒng)的動(dòng)力源。 一、液壓泵的工作原理及特一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn)點(diǎn)1、液壓泵的工作原理、液壓泵的工作原理 以圖以圖2-1所示的單柱塞液壓所示的單柱塞液壓泵為例分析。

2、泵為例分析。工作原理：工作原理：液壓系統(tǒng)中使用液壓系統(tǒng)中使用的泵的工作原理均為容積變的泵的工作原理均為容積變化式，故稱(chēng)容積式泵?；剑史Q(chēng)容積式泵。1) 工作過(guò)程：柱塞右移工作過(guò)程：柱塞右移容積增大，吸油容積增大，吸油柱柱塞左移塞左移容積減少，壓油容積減少，壓油系統(tǒng)。系統(tǒng)。2) 工作原理：依靠密閉容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)工作，工作原理：依靠密閉容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)工作，靠配流裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的分配。靠配流裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的分配。3) 工作要求：工作要求： 要有個(gè)密閉的容要有個(gè)密閉的容積空間；積空間； 密閉的容積空間密閉的容積空間在工作中會(huì)發(fā)生變?cè)诠ぷ髦袝?huì)發(fā)生變化；化； 要有一套配流裝要有一套配流裝

3、置。置。2、液壓泵的特點(diǎn)、液壓泵的特點(diǎn) 基本基本特點(diǎn)特點(diǎn)是是1) 具有若干個(gè)密閉且可變化的容積空間。具有若干個(gè)密閉且可變化的容積空間。2) 油箱中的油液必須恒等于或大于大氣壓力。油箱中的油液必須恒等于或大于大氣壓力。3) 具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)。具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)。3、分類(lèi)分類(lèi) 按排量是否變化分為按排量是否變化分為定量泵和變量泵定量泵和變量泵。按結(jié)。按結(jié)構(gòu)不同分為構(gòu)不同分為齒輪式、葉片式和柱塞式齒輪式、葉片式和柱塞式。 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù)1、壓力、壓力(1) 工作壓力工作壓力(p): 液壓泵的工作壓力指的是它工作液壓泵的工作壓力指的是它工作時(shí)實(shí)際輸出時(shí)實(shí)際輸出（輸入）

4、的壓力。是變值。（輸入）的壓力。是變值。(2) 額定壓力額定壓力pn：是指泵在正常工作條件下，按試是指泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高工作壓力。這是一驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高工作壓力。這是一個(gè)定值。超過(guò)此值就是過(guò)載。額定壓力就是滿個(gè)定值。超過(guò)此值就是過(guò)載。額定壓力就是滿載壓力，主要考慮密封性能及材料強(qiáng)度等載壓力，主要考慮密封性能及材料強(qiáng)度等 或說(shuō)：或說(shuō)：額定壓力是指泵（馬達(dá)）在正常工作條額定壓力是指泵（馬達(dá)）在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。(3) 最高允許壓力：最高允許壓力：指在超過(guò)額定壓力的條件下，指在超過(guò)額定壓力的

5、條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高工作壓力，也是液壓泵的最高允許壓力。工作壓力，也是液壓泵的最高允許壓力。2、排量和流量、排量和流量(1) 排量排量V：是指不考慮泄漏的情況下，軸轉(zhuǎn)過(guò)一是指不考慮泄漏的情況下，軸轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)所能輸出的油液體積。其值可由密封腔幾何轉(zhuǎn)所能輸出的油液體積。其值可由密封腔幾何尺寸計(jì)算得到的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，液壓泵的尺寸計(jì)算得到的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，液壓泵的排量分為可調(diào)與不可調(diào)兩種。排量分為可調(diào)與不可調(diào)兩種。(2) 理論流量理論流量qt：液壓泵的理論流量（液壓泵的理論流量（qt）是指不）是指不考慮泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所能

6、輸出的油考慮泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所能輸出的油液體積，即液體積，即 qt=Vn m3/s 或或 L/min （1L=1dm2） 式中：式中：V為液壓泵的排量（為液壓泵的排量（m3/s），），n為主軸轉(zhuǎn)為主軸轉(zhuǎn)速（速（r/s）。）。(3) 實(shí)際流量實(shí)際流量q：指泵在某一具體工況下，單位時(shí)指泵在某一具體工況下，單位時(shí)間內(nèi)所能排出的實(shí)際液體體積，它等于理論流間內(nèi)所能排出的實(shí)際液體體積，它等于理論流量減去泄漏和壓縮損失后的流量，即。量減去泄漏和壓縮損失后的流量，即。 q= qtql (4) 額定流量額定流量qn：是指額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵必是指額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵必須保證輸出的流量。也是在正常工作

7、條件下按須保證輸出的流量。也是在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)必須保證的流量。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)必須保證的流量。 一般一般 額定流量額定流量理論流量理論流量3、功率和效率、功率和效率 液壓泵的功率轉(zhuǎn)換及理論功率：液壓泵的功率轉(zhuǎn)換及理論功率： 泵的泵的功率轉(zhuǎn)換關(guān)系功率轉(zhuǎn)換關(guān)系： ttqpnT,泵，理論功率（不考慮功率損失的功率）：理論功率（不考慮功率損失的功率）：式中單位：式中單位：Pt (W，Nm/s，J/s)，p (Pa， N/m2)，V (m3/r)，n (rps，r/s)，Tt (Nm)，(rad/s) ，qt (m3/s)。)W(2nTTpVnpqPtttt泵的實(shí)際功率：泵的實(shí)際功率： 實(shí)際功率實(shí)際功

8、率=理論功率功率損失理論功率功率損失(1) 液壓泵的功率損失液壓泵的功率損失 包括容積損失和包括容積損失和機(jī)械損失機(jī)械損失兩部分。兩部分。1) 容積損失容積損失:指因泄漏等而造成的流量上的損失，指因泄漏等而造成的流量上的損失，用容積效率用容積效率V表示，即表示，即 11tltlttVqqqqqqq 所以所以 又因?yàn)橛忠驗(yàn)?kl為泄漏系數(shù)。為泄漏系數(shù)。 所以所以 VVtVnqqpkqllVnpklV1討論討論:泵輸出壓力泵輸出壓力p愈高，泄漏系數(shù)愈大，或排量愈高，泄漏系數(shù)愈大，或排量愈小，轉(zhuǎn)速愈低，則泵的容積效率也愈低。愈小，轉(zhuǎn)速愈低，則泵的容積效率也愈低。2) 機(jī)械損失機(jī)械損失 是指因摩擦而造

9、成的轉(zhuǎn)矩上的損失，是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失，用機(jī)械效率用機(jī)械效率m表示。表示。111tltmTTTT11tltlttVqqqqqqq(2) 液壓泵的功率液壓泵的功率1) 輸入功率輸入功率Pi：是指液壓泵主軸上的機(jī)械效率，當(dāng)輸入是指液壓泵主軸上的機(jī)械效率，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Ti、角速度為、角速度為時(shí)，有時(shí)，有2) 輸出功率輸出功率P：是指液壓泵在工作過(guò)程中實(shí)際吸、壓油是指液壓泵在工作過(guò)程中實(shí)際吸、壓油口間的壓力差口間的壓力差p和輸出流量和輸出流量q的乘積，即的乘積，即 工程上常采用下式計(jì)算：工程上常采用下式計(jì)算： iiTP pqpqPmViPP(3) 液壓泵的液壓泵的總效率總效率 是指液壓泵的

10、實(shí)際輸出功率與輸入是指液壓泵的實(shí)際輸出功率與輸入功率的比值，其也等于功率的比值，其也等于容積效率與機(jī)械效率的乘積容積效率與機(jī)械效率的乘積，即即60qpP 式中各變量的式中各變量的單位是：?jiǎn)挝皇牵簆MPa，qL/min，PkW。 圖圖2-2為液壓泵的功率流程圖及各參數(shù)和壓力之為液壓泵的功率流程圖及各參數(shù)和壓力之間的關(guān)系。間的關(guān)系。 mVttmVmtVtiiTpqTqpTqpPP以泵為例以泵為例 第二節(jié)第二節(jié) 齒輪泵齒輪泵 齒輪泵應(yīng)用廣泛，一般做成定量泵，按結(jié)構(gòu)分齒輪泵應(yīng)用廣泛，一般做成定量泵，按結(jié)構(gòu)分有有內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合與與外嚙合外嚙合兩種。外嚙合應(yīng)用廣泛。兩種。外嚙合應(yīng)用廣泛。一、外嚙合齒輪泵一、

11、外嚙合齒輪泵(一一) 外嚙合齒輪泵的外嚙合齒輪泵的工作原理工作原理 如圖如圖2-3。 分分 析：析： 結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：外嚙合齒輪一外嚙合齒輪一對(duì)、殼體、端蓋等對(duì)、殼體、端蓋等 密閉容積空間的形成密閉容積空間的形成：齒：齒輪輪-殼體殼體-端蓋端蓋 密閉容積空間的變化密閉容積空間的變化：嚙：嚙合部位的嚙合和脫離合部位的嚙合和脫離 配流裝置配流裝置：吸壓油口的兩：吸壓油口的兩邊布置自然形成。邊布置自然形成。BmzV266. 6（二）外嚙合齒輪泵的排量和流量計(jì)算（二）外嚙合齒輪泵的排量和流量計(jì)算排量計(jì)算：排量計(jì)算：假設(shè)齒間槽的容積等于齒輪的體積，假設(shè)齒間槽的容積等于齒輪的體積，則排量近似為則排量近

12、似為BmzDhbV22 實(shí)際中，齒間槽的容積略大于實(shí)際中，齒間槽的容積略大于齒的體積，故排量計(jì)算式為齒的體積，故排量計(jì)算式為流量計(jì)算：流量計(jì)算： Bnmzqt266. 6VVtBnmzqq266. 6式中：式中：z齒數(shù)；齒數(shù)；D節(jié)圓直徑，節(jié)圓直徑，D=zm；h齒高，齒高，h=2m；m模模數(shù)；數(shù)；B齒寬。齒寬。流量脈動(dòng)：流量脈動(dòng)：上式計(jì)算的是平均流量，實(shí)際流量是上式計(jì)算的是平均流量，實(shí)際流量是脈動(dòng)的，用流量脈動(dòng)率脈動(dòng)的，用流量脈動(dòng)率表示，其表達(dá)式為表示，其表達(dá)式為qqqqqminmax流量脈動(dòng)的特點(diǎn)流量脈動(dòng)的特點(diǎn)： z，且，且max=0.2 內(nèi)內(nèi)2.5m，h0.8 m。 當(dāng)壓力增加時(shí)，左面卸荷槽

13、工作，油液壓入壓當(dāng)壓力增加時(shí)，左面卸荷槽工作，油液壓入壓油腔。油腔。 當(dāng)壓力減小時(shí)，右面卸荷槽工作，油液從吸油當(dāng)壓力減小時(shí)，右面卸荷槽工作，油液從吸油腔吸入。腔吸入。3、徑向不平衡力徑向不平衡力 由于吸、壓油口壓力不相等造成的。由于吸、壓油口壓力不相等造成的。解決辦法：解決辦法： 縮小壓油口；縮小壓油口； 適當(dāng)增大徑向間隙；適當(dāng)增大徑向間隙； 在泵體上開(kāi)設(shè)壓力平衡槽在泵體上開(kāi)設(shè)壓力平衡槽(這種方法現(xiàn)在用的不多這種方法現(xiàn)在用的不多) 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，制造方便，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)，對(duì)油價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力

14、強(qiáng)，對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)方便。液污染不敏感，維護(hù)方便。缺點(diǎn)：徑向不平衡力造成磨損嚴(yán)重，泄漏大，工缺點(diǎn)：徑向不平衡力造成磨損嚴(yán)重，泄漏大，工作壓力提高受到限制，流量脈動(dòng)大，壓力作壓力提高受到限制，流量脈動(dòng)大，壓力脈動(dòng)大，噪聲大。脈動(dòng)大，噪聲大。（四）提高外嚙合齒輪泵壓力的措施（四）提高外嚙合齒輪泵壓力的措施 針對(duì)前面提到的泄漏問(wèn)題，針對(duì)前面提到的泄漏問(wèn)題，采取齒輪端面間隙采取齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k法自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k法，減小端面的間隙。如圖，減小端面的間隙。如圖2-6。 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)CB-F系系列高壓齒輪泵就列高壓齒輪泵就是采用此辦法的是采用此辦法的實(shí)例，其額定壓實(shí)例，其額定壓力達(dá)力達(dá)14MPa。二、

15、螺桿泵和內(nèi)嚙合齒輪泵二、螺桿泵和內(nèi)嚙合齒輪泵優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，輸油均勻，噪聲小，容許采用高轉(zhuǎn)平穩(wěn)，輸油均勻，噪聲小，容許采用高轉(zhuǎn)速，容積效率高（達(dá)速，容積效率高（達(dá)9095%），對(duì)油液），對(duì)油液污染不敏感污染不敏感1、螺桿泵、螺桿泵 圖圖2-7 其實(shí)質(zhì)是一種外嚙合其實(shí)質(zhì)是一種外嚙合的擺線齒輪泵，圖的擺線齒輪泵，圖2-7是是三螺桿泵的工作原理。三螺桿泵的工作原理。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：螺桿形狀復(fù)雜，螺桿形狀復(fù)雜，加工較困難，不加工較困難，不易保證精度。易保證精度。2、內(nèi)嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵分類(lèi)分類(lèi):漸開(kāi)線齒輪漸開(kāi)線齒輪泵和擺線齒泵

16、和擺線齒輪泵輪泵(又稱(chēng)轉(zhuǎn)又稱(chēng)轉(zhuǎn)子泵子泵)兩種。兩種。如圖如圖2-8。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):內(nèi)嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量?jī)?nèi)嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，磨損小，使用壽命長(zhǎng)，流量脈動(dòng)小。輕，磨損小，使用壽命長(zhǎng)，流量脈動(dòng)小。 擺線內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且嚙合重疊系擺線內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且嚙合重疊系數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸油條件更好。數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸油條件更好。缺點(diǎn)缺點(diǎn):齒形復(fù)雜，精度高，需要專(zhuān)門(mén)的制造設(shè)備，齒形復(fù)雜，精度高，需要專(zhuān)門(mén)的制造設(shè)備，造價(jià)較貴。造價(jià)較貴。第三節(jié)第三節(jié) 葉片泵葉片泵 葉片泵分葉片泵分單作用單作用與與雙作用雙作用兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn): 輸出流量均勻，脈動(dòng)小，噪聲

17、低，但結(jié)構(gòu)復(fù)輸出流量均勻，脈動(dòng)小，噪聲低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油性稍差，對(duì)油液污染較敏感。雜，吸油性稍差，對(duì)油液污染較敏感。工作壓力工作壓力: 單作用葉片泵不大于單作用葉片泵不大于7MPa，雙作用葉片泵不，雙作用葉片泵不大于大于1621 MPa。一、單作用葉片泵一、單作用葉片泵1、單作用葉片泵的、單作用葉片泵的工工作原理作原理 圖圖2-9 分析：分析： 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：轉(zhuǎn)子、：轉(zhuǎn)子、(可在定子上移動(dòng)的可在定子上移動(dòng)的)葉片、定子葉片、定子(泵體泵體)、端蓋端蓋(包括配流窗口包括配流窗口)等。等。 密閉容積空間的形成密閉容積空間的形成：定子：定子-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子-葉片葉片-端蓋端蓋 密閉容積空間的變化：密

18、閉容積空間的變化：由于定子和轉(zhuǎn)子不同心由于定子和轉(zhuǎn)子不同心產(chǎn)生產(chǎn)生 配流裝置配流裝置：在端蓋上開(kāi)有配流窗口：在端蓋上開(kāi)有配流窗口 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈,吸、壓油各一次吸、壓油各一次,(故稱(chēng)為故稱(chēng)為單作用式單作用式) 轉(zhuǎn)子受到單方向徑向不平衡力轉(zhuǎn)子受到單方向徑向不平衡力,又稱(chēng)又稱(chēng)非平衡式非平衡式 改變轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心，可改變泵的排量，改變轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心，可改變泵的排量，故故可做成變量泵可做成變量泵。2、單作用葉片泵的、單作用葉片泵的排量和流量計(jì)算排量和流量計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-10，每個(gè)葉，每個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的容積變化為：片旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的容積變化為：eBRzeReR

19、BVVV 4212221所以所以排量排量為：為： eBRVzV 4流量流量計(jì)算：計(jì)算： eBnDeBnRVnqt 24VVVteBnDeBnRqq 24 上式中：上式中：B葉片寬度，葉片寬度，e 偏心距，偏心距，D定子定子內(nèi)直徑，內(nèi)直徑，R定子內(nèi)半徑，定子內(nèi)半徑，相鄰葉片間的夾相鄰葉片間的夾角角 。z2流量脈動(dòng)情況：流量脈動(dòng)情況： 葉片數(shù)葉片數(shù)z； 奇數(shù)葉片奇數(shù)葉片偶數(shù)葉片偶數(shù)葉片； 一般葉片數(shù)為一般葉片數(shù)為13，15片。片。3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 可改變流量，甚至改變吸、壓油口的方向，即可改變流量，甚至改變吸、壓油口的方向，即可做成雙向變量泵?？勺龀呻p向變量泵。 壓油腔處葉片底部通壓力油，吸油腔

20、處葉片靠壓油腔處葉片底部通壓力油，吸油腔處葉片靠離心力等頂住定子。離心力等頂住定子。 轉(zhuǎn)子受到不平衡徑向力轉(zhuǎn)子受到不平衡徑向力,故工作壓力不宜太高。故工作壓力不宜太高。二、雙作用葉片泵二、雙作用葉片泵（一）雙作用葉片泵的（一）雙作用葉片泵的工作原理工作原理 圖圖2-11 分析：分析： 結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：轉(zhuǎn)子（可轉(zhuǎn)子（可在定子上移動(dòng)的）葉在定子上移動(dòng)的）葉片、定子（泵體）、片、定子（泵體）、端蓋（包括配流窗口）端蓋（包括配流窗口）等。等。 密閉容積空間的形成：密閉容積空間的形成：定子定子-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子-葉片葉片-端蓋。端蓋。 密閉容積空間的變化：密閉容積空間的變化：由于定子曲線的曲率半由于定子曲線

21、的曲率半徑是變化的。徑是變化的。 配流裝置：配流裝置：在端蓋上開(kāi)有配流窗口，實(shí)現(xiàn)吸油在端蓋上開(kāi)有配流窗口，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油和壓油 。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 定、轉(zhuǎn)子無(wú)偏心，是靠定子徑向尺寸變化使密閉容積定、轉(zhuǎn)子無(wú)偏心，是靠定子徑向尺寸變化使密閉容積空間變化，空間變化，只能做定量泵只能做定量泵。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)密閉的容積空間完轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)密閉的容積空間完成吸油、壓油動(dòng)作各兩次，故稱(chēng)為成吸油、壓油動(dòng)作各兩次，故稱(chēng)為雙雙作用作用泵，且轉(zhuǎn)子無(wú)徑向不平衡力。故泵，且轉(zhuǎn)子無(wú)徑向不平衡力。故稱(chēng)為卸荷（平衡）式葉片泵。稱(chēng)為卸荷（平衡）式葉片泵。（二）雙作用葉片泵的排量和流量計(jì)算（二）雙作用葉片泵的排量和流量計(jì)算Br

22、RBrRzBrRzV222222221222 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-12，不考慮葉片厚度和不考慮葉片厚度和傾角影響時(shí)雙作用葉片泵的排量?jī)A角影響時(shí)雙作用葉片泵的排量為：為：考慮葉片厚度和傾角后的排量為：考慮葉片厚度和傾角后的排量為： bzrRrRBbzBrRBrRVcos2cos222222流量計(jì)算：流量計(jì)算： nbzrRrRBVnqtcos222VVtnbzrRrRBqqcos222式中，式中，b葉片厚度；葉片厚度；葉片傾角；葉片傾角；z葉片數(shù)；葉片數(shù)；R、r 定、轉(zhuǎn)子圓弧半徑。定、轉(zhuǎn)子圓弧半徑。 流量脈動(dòng)：流量脈動(dòng)： 流量脈動(dòng)率較小。流量脈動(dòng)率較小。 葉片數(shù)為葉片數(shù)為4的倍數(shù)時(shí)較好；的

23、倍數(shù)時(shí)較好； 一般為一般為12或或16片。片。（三）雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（三）雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、配油盤(pán)配油盤(pán) (如圖如圖2-13) 分析：分析：1) 有兩個(gè)吸油窗口有兩個(gè)吸油窗口(2、4)和壓油窗口和壓油窗口(1、3)。2) 窗口間封油區(qū)的夾角窗口間封油區(qū)的夾角大于或等于兩個(gè)葉片之大于或等于兩個(gè)葉片之間的夾角間的夾角。3) 壓油窗口靠葉片從封油區(qū)進(jìn)入壓油區(qū)的一邊開(kāi)壓油窗口靠葉片從封油區(qū)進(jìn)入壓油區(qū)的一邊開(kāi)有三角槽，又稱(chēng)眉毛槽。有三角槽，又稱(chēng)眉毛槽。2、定子曲線、定子曲線 圖圖2-14 分析：分析：1) 由由兩段大圓弧兩段大圓弧R、兩段小、兩段小圓弧圓弧r和和四段過(guò)渡曲線四段過(guò)渡曲線構(gòu)成

24、。構(gòu)成。2) 過(guò)渡曲線一般采用過(guò)渡曲線一般采用等加速等加速-等減速等減速曲線。曲線。3) 過(guò)渡曲線的極坐標(biāo)方程為：過(guò)渡曲線的極坐標(biāo)方程為：2242202222rRRrrRr3、葉片傾角、葉片傾角 圖圖2-15 傾角傾角一般取一般取1015,前傾。這個(gè)問(wèn)題有爭(zhēng)議。前傾。這個(gè)問(wèn)題有爭(zhēng)議。（四）提高雙作用葉片泵壓力的措施（四）提高雙作用葉片泵壓力的措施3) 使葉片頂部和底使葉片頂部和底部的液壓作用力部的液壓作用力平衡，如圖平衡，如圖2-17。 問(wèn)題的提出：?jiǎn)栴}的提出：葉片對(duì)葉片對(duì)定子的作用力太大。定子的作用力太大。 解決措施：解決措施：1) 減小作用在葉片減小作用在葉片底部的油液壓力底部的油液壓力

25、2) 減小葉片底部的減小葉片底部的承壓面積承壓面積 如圖如圖2-16。三、雙級(jí)葉片泵和雙聯(lián)葉片泵三、雙級(jí)葉片泵和雙聯(lián)葉片泵1、雙級(jí)葉片泵（相當(dāng)于、雙級(jí)葉片泵（相當(dāng)于兩個(gè)葉片泵串聯(lián)兩個(gè)葉片泵串聯(lián)） 可有效提高泵的實(shí)際輸出工作壓力可有效提高泵的實(shí)際輸出工作壓力, 如圖如圖2-18。 2、雙聯(lián)葉片泵（相當(dāng)于、雙聯(lián)葉片泵（相當(dāng)于兩個(gè)葉片泵并聯(lián)兩個(gè)葉片泵并聯(lián)） 有兩個(gè)獨(dú)立的輸出油口。有兩個(gè)獨(dú)立的輸出油口。四、限壓式變量葉片泵四、限壓式變量葉片泵1、限壓式變量葉片泵的、限壓式變量葉片泵的工作原理工作原理 圖圖2-16是限壓式變量葉片泵的工作原理簡(jiǎn)圖。是限壓式變量葉片泵的工作原理簡(jiǎn)圖。它是它是根據(jù)外負(fù)載（泵

26、的出口壓力）的大小自動(dòng)調(diào)根據(jù)外負(fù)載（泵的出口壓力）的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的流量節(jié)泵的流量。分析：分析：當(dāng)當(dāng)pAFs=ksx0時(shí)時(shí)，e=e0（偏心預(yù)調(diào)量，（偏心預(yù)調(diào)量，由流量調(diào)節(jié)螺釘調(diào)由流量調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)，節(jié)，x0為彈簧的預(yù)為彈簧的預(yù)壓縮量），壓縮量），q=qmax=const。當(dāng)當(dāng)pA=pBA=Fs=ksx0時(shí)時(shí)，液壓作用力與彈簧力向液壓作用力與彈簧力向平衡，這平衡，這是一個(gè)轉(zhuǎn)折狀是一個(gè)轉(zhuǎn)折狀態(tài)態(tài)。當(dāng)當(dāng)pAFs時(shí)時(shí)，ee0（其（其中中e=e0-x= =f(p)），），x是是定子移動(dòng)的距離，所以定子移動(dòng)的距離，所以q=f(e)=f(x)。當(dāng)當(dāng)peq。當(dāng)當(dāng)ppmax(即即pc)時(shí)時(shí), q=0，p=pmax

27、。故稱(chēng)。故稱(chēng)限壓式限壓式(ppmax), 外反饋外反饋, 且且p使使e變化變化, 可改可改變流變流量。量。2、限壓式變量葉片泵的特性曲線、限壓式變量葉片泵的特性曲線 特性曲線如圖特性曲線如圖2-20。 分析：分析：1) 曲線曲線由兩段組成由兩段組成，AB段相當(dāng)于定量泵段相當(dāng)于定量泵，其壓力增加，流量逐其壓力增加，流量逐漸減小。漸減小。BC段相當(dāng)段相當(dāng)于變量泵于變量泵，其壓力增，其壓力增加，流量迅速減小。加，流量迅速減小。2) A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是壓力等于零時(shí)的流量，故相當(dāng)于點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是壓力等于零時(shí)的流量，故相當(dāng)于理論流量。理論流量。3) B點(diǎn)為拐點(diǎn)點(diǎn)為拐點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的是定，對(duì)應(yīng)的是定子剛好移動(dòng)的時(shí)刻。子剛好

28、移動(dòng)的時(shí)刻。4) C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是流量等于零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是流量等于零時(shí)的壓力時(shí)的壓力,即最大工作壓力即最大工作壓力5) 最大輸出功率出現(xiàn)在最大輸出功率出現(xiàn)在pB處處。6) 圖圖2-19是是外反饋外反饋式，實(shí)際式，實(shí)際中用的更多的是中用的更多的是內(nèi)反饋內(nèi)反饋式式限壓式變量葉片泵。其工限壓式變量葉片泵。其工作原理如右圖所示。作原理如右圖所示。7) 此泵適用于執(zhí)行元件此泵適用于執(zhí)行元件“快進(jìn)快進(jìn)-工進(jìn)工進(jìn)-快退快退”的動(dòng)的動(dòng)作循環(huán)。作循環(huán)。 限壓式變量葉片泵的限壓式變量葉片泵的調(diào)整調(diào)整 調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘10，改變了，改變了x0，則則BC段左右平移段左右平移。且。且x0pB和和pmax，BC段右段右移

29、。移。 調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘5，則改，則改變了變了e0，AB段上下平移段上下平移。且且e0q,AB段上移。段上移。 改變彈簧剛度改變彈簧剛度ks，則，則BC段段的斜率發(fā)生變化的斜率發(fā)生變化，當(dāng)，當(dāng)kspC，BC段變平坦，段變平坦，當(dāng)當(dāng)kspC，BC段變平陡段變平陡。第四節(jié)第四節(jié) 柱塞泵柱塞泵柱塞泵的柱塞泵的特點(diǎn)特點(diǎn)： 1) 柱塞泵的密閉容積是由圓柱形表面構(gòu)成，加柱塞泵的密閉容積是由圓柱形表面構(gòu)成，加工方便，密封性能好，適用于高壓場(chǎng)合。工方便，密封性能好，適用于高壓場(chǎng)合。 2) 改變柱塞行程可改變排量，易于實(shí)現(xiàn)變量。改變柱塞行程可改變排量，易于實(shí)現(xiàn)變量。 3) 主要零件均受壓，材料強(qiáng)

30、度可充分利用，主要零件均受壓，材料強(qiáng)度可充分利用， 4) 工作壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，流量調(diào)節(jié)工作壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，流量調(diào)節(jié)方便。方便。分類(lèi)：徑向分類(lèi)：徑向柱塞泵和柱塞泵和軸向軸向柱塞泵柱塞泵一、徑向柱塞泵一、徑向柱塞泵1、徑向柱塞泵的工作原理、徑向柱塞泵的工作原理 工作原理如圖工作原理如圖2-21。 工作原理工作原理分析分析；1) 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：轉(zhuǎn)子、定子、柱塞、配油軸等；：轉(zhuǎn)子、定子、柱塞、配油軸等；2) 密閉空間密閉空間V的形成及變化的形成及變化；3) 配油軸的配油軸的配流配流；4) 轉(zhuǎn)子軸上受到轉(zhuǎn)子軸上受到徑向不徑向不平衡力平衡力；5) 可變量可變量。 轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，柱塞

31、轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，柱塞吸、壓油各一次。改變吸、壓油各一次。改變偏心可改變流量。偏心可改變流量。特點(diǎn)特點(diǎn):徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自吸能力差，軸上受到了徑向吸能力差，軸上受到了徑向不平衡力作用，易于磨損，不平衡力作用，易于磨損，限制了轉(zhuǎn)速和壓力的提高。限制了轉(zhuǎn)速和壓力的提高。2、徑向柱塞泵的排量和流量計(jì)算、徑向柱塞泵的排量和流量計(jì)算排量：排量： ezdV242流量：流量： VVVezndezndVnq22422流量脈動(dòng)流量脈動(dòng)：當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，流量脈動(dòng)小。：當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，流量脈動(dòng)小。 二、軸向柱塞泵二、軸向柱塞泵（一）軸向柱塞泵等工作原理（一）軸向柱塞泵等工作原理分類(lèi)分類(lèi)

32、：直軸式直軸式與與斜軸式斜軸式兩種，如圖兩種，如圖2-22。 工作工作原理分析原理分析：1) 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：柱塞、缸體、斜盤(pán)、配流盤(pán)、連桿等；：柱塞、缸體、斜盤(pán)、配流盤(pán)、連桿等；2) 密閉空間密閉空間V的形成及變化的形成及變化V：柱塞與缸體和柱塞的：柱塞與缸體和柱塞的軸向移動(dòng)；軸向移動(dòng)；3) 可做成變量泵可做成變量泵；4) 直軸式缸體上受到了直軸式缸體上受到了徑向不平衡力徑向不平衡力，而斜軸式缸體，而斜軸式缸體上未受到了徑向不平衡力。上未受到了徑向不平衡力。 缸體每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成缸體每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸、壓油動(dòng)作，改變斜盤(pán)的傾角，可改變排一次吸、壓油動(dòng)作，改變斜盤(pán)的傾角，可改變排量的大小。量的大小。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，慣性小，：結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，慣性小，容積效率高，工作壓力高，對(duì)油液污染較敏感。容積效率高，工作壓力高，對(duì)油液污染較敏感。（二）軸向柱塞泵的排量和流量計(jì)算（二）軸向柱塞泵的排量和流量計(jì)算 如圖如圖2-22a。排量：排量： zDdVtan42流量：流量： VVznDdVnqtan42 流量脈動(dòng)流量脈動(dòng)：1) 柱塞數(shù)多則流量脈動(dòng)??；柱塞數(shù)多則流量脈動(dòng)??； 2) 柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)??；柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)??；3) 柱塞數(shù)常取柱塞數(shù)常取7、9或或11。（三）軸向柱