液壓與氣壓傳動(dòng)-第2章液壓泵課件

第二章液壓泵

(HydraulicPumps)

本章主要內(nèi)容為：一、液壓泵的工作原理與性能參數(shù)。二、齒輪式(GearPumps)

、葉片式(VanePumps)

、柱塞泵(PistonPumps)

。結(jié)構(gòu)性能原理應(yīng)用學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn)第二章液壓泵

(Hydraulic2.1概述

液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力元件，由原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)）驅(qū)動(dòng)，為系統(tǒng)提供壓力油液。

它們是液壓系統(tǒng)的核心元件，其性能好壞將直接影響到系統(tǒng)是否正常工作。2.1.1液壓泵的工作原理BACO泵吸入泵排出2.1概述液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)

凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)柱塞向右移動(dòng)，工作腔容積變大，產(chǎn)生真空，油液便通過(guò)吸油閥5吸入；

柱塞向左移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變小，已吸入的油液便通過(guò)壓油閥6排到系統(tǒng)中去。液壓泵是靠密封容腔容積的變化來(lái)工作的。凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)柱塞向右移動(dòng)，工作腔容積變大，圖2.1容積式液壓泵工作原理圖

l一凸輪；2一柱塞；3－泵體；4－彈簧；5-吸油（單向）閥；6-壓油（單向）閥圖2.1容積式液壓泵工作原理圖

l一凸輪；2一柱塞；3－泵（1）在結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)或多個(gè)密封且可以周期性變化的工作容積；當(dāng)工作容積增大時(shí)，完成吸油過(guò)程；當(dāng)工作容積減小時(shí)，完成壓油過(guò)程。液壓泵的輸出流量與此空間的容積變化量和單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，與其它因素?zé)o關(guān)。2.1.2液壓泵正常工作的基本條件

（2）具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)，將吸油過(guò)程與排油過(guò)程分開(kāi)；并具有良好密封性。（3）油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力。（1）在結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)或多個(gè)密封且可以周期性變化的工作容積2.1.3液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)單向定量雙向定量單向變量雙向變量泵馬達(dá)2.1.3液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)單向定量雙向定量單向變2.1.4液壓泵的主要參數(shù)

ThePerformanceofHydraulicPumps

2.1.4液壓泵的主要參數(shù)

ThePerformance液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉(zhuǎn)速、排量、流量、功率和效率額定壓力ps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)所允許的最高壓力。（公稱(chēng)壓力、銘牌壓力）

最高允許壓力pmax

指泵短時(shí)間內(nèi)所允許超載使用的極限壓力，它受泵本身密封性能和零件強(qiáng)度等因素的限制。

工作壓力p

液壓泵在實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力，亦即液壓泵出口的壓力，泵的輸出壓力由負(fù)載決定。吸入壓力是指液壓泵進(jìn)口處的壓力，當(dāng)液壓泵的安裝高度太高或吸油阻力過(guò)大時(shí)，液壓泵的進(jìn)口壓力將因低于極限吸入壓力而導(dǎo)致吸油不充分，而在吸油腔產(chǎn)生氣穴或氣蝕。吸入壓力的大小與泵的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。2.1.4.1液壓泵壓力（常用單位為MPa）

液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉(zhuǎn)速、排量、流量、功率和效率額2.1.4.2排量和流量

即:指在無(wú)泄漏情況下，液壓泵單位時(shí)間內(nèi)輸出的油液體積。其值等于泵的排量V和泵軸轉(zhuǎn)數(shù)n的乘積。

指在無(wú)泄漏情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)所能排出的油液體積。排量的常用單位是（ml/r）。

qt=V·n(2.1)指單位時(shí)間內(nèi)液壓泵實(shí)際輸出油液體積.由于工作過(guò)程中泵的出口壓力不等于零，因而存在內(nèi)部泄漏量Δq，（泵的工作壓力越高，泄漏量越大）使得泵的實(shí)際流量小于泵的理論流量。q=qt-Δq

（2.2）即

泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量。由于泵存在泄漏，所以泵實(shí)際流量和額定流量都小于理論流量。排量V理論流量qt

實(shí)際流量q

額定流量qs

2.1.4.2排量和流量

即:指在無(wú)泄漏情況下，液壓2.1.4.3功率實(shí)際驅(qū)動(dòng)液壓泵所需要的機(jī)械功率，由電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)給出。

液壓泵的輸入能量為機(jī)械能，其表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速ω；液壓泵的輸出能量為液壓能，表現(xiàn)為壓力p和流量q。液壓泵輸出的液壓功率，即泵的實(shí)際流量q與泵的進(jìn)、出口壓差Δp的乘積。當(dāng)忽略能量轉(zhuǎn)換及輸送過(guò)程中的損失時(shí)，液壓泵的輸出功率應(yīng)該等于輸入功率，即泵的理論功率為：式中,

ω—液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；Tt—液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩。(2.3)(2.4)輸入功率

輸出功率理論功率2.1.4.3功率實(shí)際驅(qū)動(dòng)液壓泵所需要的機(jī)械功率，由電動(dòng)2.1.4.4效

率

實(shí)際上，液壓泵在工作中是有能量損失的，這種損失分為容積損失和機(jī)械損失。（1）容積效率

是液壓泵實(shí)際流量與理論流量之比，即：（2）機(jī)械效率

指液壓泵內(nèi)流體粘性和機(jī)械摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。機(jī)械損失的大小用機(jī)械效率表征。

（3）總效率

:

泵的輸出功率與輸入功率之比2.1.4.4效

率

實(shí)際上，液壓泵在工作中

對(duì)液壓泵來(lái)說(shuō)，輸出壓力增大時(shí),泵實(shí)際輸出的流量減小。對(duì)液壓泵來(lái)說(shuō)，輸出壓力增大時(shí),泵實(shí)際輸出的流量減小。液壓泵的總效率、容積效率和機(jī)械效率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由圖示性能曲線可以看出：容積效率ηv（或?qū)嶋H流量q）隨壓力增高而減小，壓力p為零時(shí)，泄漏流量Δq為零，容積效率ηv=100%，實(shí)際流量q等于理論流量qt。總效率η隨工作壓力增高而增大，且有一個(gè)最高值。

液壓泵的總效率、容積效率和機(jī)械效率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由圖示性例題講解

例1、某液壓泵的工作壓力為6.3MPa，理論流量為

63L∕min，容積效率為0.9，機(jī)械效率為0.85，試求

（1）液壓泵輸出流量；（2）液壓泵輸出功率；（3）液壓泵需輸入功率。（1）液壓泵輸出流量解：根據(jù)公式第二章例題講解例1、某液壓泵的工作壓力為6.3MPa，理論（2）液壓泵輸出功率根據(jù)公式（3）液壓泵需輸入功率根據(jù)公式第二章（2）液壓泵輸出功率根據(jù)公式（3）液壓泵需輸入功率根據(jù)公16

2.1.5液壓泵的分類(lèi)

液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)節(jié)而分為定量泵(Fixeddisplacementpumps)和變量泵(Variabledisplacementpumps)兩類(lèi)；

按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類(lèi)。液壓馬達(dá)也具有相同的形式。按進(jìn)、出口方向是否可變分為單向泵和雙向泵。單向泵只能一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)；雙向泵可以變換進(jìn)、出油口。如雙向變量泵不僅可以改變泵的轉(zhuǎn)向，而且還可以操縱變量機(jī)構(gòu)來(lái)變換進(jìn)、出油口。

162.1.5液壓泵的分類(lèi)

液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸17

2.2柱塞泵PistonPumps柱塞液壓泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的容積變化進(jìn)行吸油和壓油的。特點(diǎn)：由于柱塞和缸體內(nèi)孔都是圓柱表面，容易得到高精度的配合，密封性能好，在高壓下工作仍能保持較高的容積效率和總效率。分類(lèi)：根據(jù)柱塞的布置和運(yùn)動(dòng)方向與傳動(dòng)主軸相對(duì)位置的不同，柱塞液壓泵可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩類(lèi)。

172.2柱塞泵PistonPumps柱塞液壓泵是依軸向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線平行徑向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線垂直軸向柱塞泵按其結(jié)構(gòu)不同可分為斜盤(pán)式和斜軸式兩大類(lèi)，目前我國(guó)生產(chǎn)的三個(gè)基本系列為CY14-1型、ZB型、Z*B型,并且結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變量等優(yōu)點(diǎn)。不論在國(guó)防工業(yè)，民用工業(yè)都廣泛得到應(yīng)用，一般在液壓系統(tǒng)若需高壓時(shí)，均用它來(lái)發(fā)揮作用，如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)、起重機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。斜盤(pán)式斜軸式軸向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線平行徑向柱塞泵柱塞的軸線和軸向式徑向式軸向式徑向式缸體均布有五~七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。柱塞其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。定子與缸體存在偏心。配流軸傳動(dòng)軸2.2.1徑向柱塞泵RadialPistonPumps缸體均布有五~七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。221

2.2.1.1徑向柱塞泵RadialPistonPumps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(kāi)的上下兩個(gè)配流窗口，該配流窗口又分別通過(guò)所在部位的二個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。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)，通過(guò)軸向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑動(dòng)，通過(guò)配流盤(pán)向外排油。212.2.1.1徑向柱塞泵RadialPiston徑向柱塞泵的工作原理圖

1-定子；2－缸體；3－柱塞；4一襯套；5-配油軸

轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心之間有一個(gè)偏心量e。在固定不動(dòng)的配流軸上，相對(duì)于柱塞孔的部位有相互隔開(kāi)的上下兩個(gè)配流窗口，該配流窗口又分別通過(guò)所在部位的二個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。

當(dāng)移動(dòng)定子，改變偏心量e的大小時(shí)，泵的排量就發(fā)生改變；因此，徑向柱塞泵可以是單向或雙向變量泵。徑向柱塞泵的工作原理圖

1-定子；2－缸體；3－柱塞；

為了流量脈動(dòng)率盡可能小，通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。

徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，并且配流軸受到徑向。不平衡液壓力的作用，易于磨損2.2.1.2徑向柱塞泵的排量和流量泵的平均排量為：泵的輸出流量：

當(dāng)徑向柱塞泵的轉(zhuǎn)子和定子間的偏心距為e時(shí)，柱塞在缸體內(nèi)孔的行程則為2e。若柱塞數(shù)為Z，則泵的排量:若泵的轉(zhuǎn)速為n，容積效率為ηpv，則泵的流量為

:為了流量脈動(dòng)率盡可能小，通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。徑向柱塞泵

閥配油徑向柱塞泵1一偏心輪；2-柱塞；3-彈簧；4-壓油閥;

5－吸油閥；6-滾動(dòng)軸承2.2.1.3閥配流徑向柱塞泵的工作原理

閥配油徑向柱塞泵2.2.1.3閥配流徑向柱塞泵

負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵原理圖1一左變量活塞；2–定子；3–轉(zhuǎn)子；4–右變量活塞2.2.1.4負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵

負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵原理圖2.2.1.4負(fù)載

26軸向柱塞泵實(shí)體圖26軸向柱塞泵實(shí)體圖

27軸向柱塞泵分類(lèi)直軸式（斜盤(pán)式）斜軸式（擺缸式）27軸向柱塞泵分類(lèi)直軸式（斜盤(pán)式）2.2.2軸向柱塞泵

軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的。當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線重合時(shí)，稱(chēng)為斜盤(pán)式軸向柱塞泵；當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線不在一條直線上，而成一個(gè)夾角γ時(shí)，稱(chēng)為斜軸式軸向柱塞泵。軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高，容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)。2.2.2.1軸向柱塞泵工作原理

斜盤(pán)式

1－傳動(dòng)軸；2一斜盤(pán)；3一柱塞；4－缸體；5一配油盤(pán)

2.2.2軸向柱塞泵

軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的29

斜盤(pán)(SwashPlate)1和配油盤(pán)(ValvePlate)4不動(dòng)，傳動(dòng)軸(DriveShaft)5帶動(dòng)缸體(CylinderBlock)3、柱塞(Piston)2一起轉(zhuǎn)動(dòng)。斜盤(pán)式軸向柱塞泵SwashPlateAxialPistonPumps柱塞2吸油口6缸體3壓油口7斜盤(pán)1配油盤(pán)429斜盤(pán)(SwashPlate)1和配油盤(pán)(Valve1.工作原理：密封容積變化密封容積形成—柱塞和缸體配合而成在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)的柱塞，在機(jī)械裝置的作用下逐漸向外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增大，產(chǎn)生真空，將油液從配油盤(pán)配油窗口a吸入;

在自上而下的半周內(nèi)的柱塞被斜盤(pán)推著逐漸向里縮入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液經(jīng)配油盤(pán)配油窗口b壓出。

吸壓油口隔開(kāi)——配油盤(pán)上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔

缸體逆轉(zhuǎn)1.工作原理：密封容積變化密封容積形成—柱塞和缸體配合而成若柱塞數(shù)目為Z，柱塞直徑d，柱塞孔分布圓直徑D，斜盤(pán)傾角，則泵的排量為：泵的輸出流量為：排量和流量

實(shí)際上，柱塞軸向移動(dòng)速度是隨缸體轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ而變化。泵某一瞬時(shí)輸出流量也隨θ而變化，所以泵的輸出流量是脈動(dòng)的，當(dāng)柱塞數(shù)z為單數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，因此，一般常用的柱塞數(shù)視流量大小，取7、9或11個(gè)。若柱塞數(shù)目為Z，柱塞直徑d，柱塞孔分布圓直徑D，斜盤(pán)傾角，大小變化，流量大小變化方向變化，輸油方向變化斜盤(pán)式軸向柱塞泵變量原理∴斜盤(pán)式軸向柱塞泵可作雙向變量泵！斜盤(pán)與缸體中心線的夾角=0，q=0大小變化，流量大小變化方向變化，輸油方向變化斜盤(pán)式軸向柱塞泵33

斜盤(pán)式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ConstructionCharacteristicsofSwashPlateAxialPistonPumps（2）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償AutomaticCompensatingofEndFaceClearance

使缸體緊壓配流盤(pán)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，還有柱塞孔底部臺(tái)階面上所受的液壓力，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緊貼著配流盤(pán)，就使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。

斜盤(pán)1柱塞2缸體3配油盤(pán)4(1)柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高。柱塞上開(kāi)設(shè)均壓槽，以保證軸孔的最小間隙和良好的同心度，使泄漏流量減小。33斜盤(pán)式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ConstructionC34

（3）滑履的靜壓支撐結(jié)構(gòu)PistonShoeandHydrostaticBackupConstruction滑靴的靜壓支承原理為防止磨損，一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑履?；氖前挫o壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓力油經(jīng)過(guò)柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盤(pán)間形成液體潤(rùn)滑，改善了柱塞頭部和斜盤(pán)的接觸情況。使用這種結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵壓力可達(dá)32MPa以上，流量也可以很大。(4)軸向柱塞泵沒(méi)有自吸能力。靠加設(shè)輔助設(shè)備，采用回程盤(pán)或在每個(gè)柱塞后加返回彈簧，也可在柱塞泵前安裝一個(gè)輔助泵提供低壓油液強(qiáng)行將柱塞推出，以便吸油充分。34（3）滑履的靜壓支撐結(jié)構(gòu)滑靴的靜壓支承原理為防止35

（5）變量機(jī)構(gòu)VariableDisplacementMechanism

手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)圖變量機(jī)構(gòu)由缸筒1，活塞2和伺服閥3組成。斜盤(pán)4通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)5與活塞2下端鉸接，利用活塞2的上下移動(dòng)來(lái)改變斜盤(pán)傾角

。當(dāng)用手柄使伺服閥芯(ServoSpool)3向下移動(dòng)時(shí)，上面的進(jìn)油閥口打開(kāi)，活塞也向下移動(dòng)，活塞2移動(dòng)時(shí)又使伺服閥上的閥口關(guān)閉，最終使活塞2自身停止運(yùn)動(dòng)。同理，當(dāng)手柄使伺服閥芯3向上移動(dòng)時(shí)，變量活塞向上移動(dòng)。變量的實(shí)質(zhì)是變排量變量軸向柱塞泵中的主體部分大致相同，其變量機(jī)構(gòu)有各種結(jié)構(gòu)型式，有手動(dòng)、手動(dòng)伺服、恒功率、恒流量、恒壓變量等。35（5）變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)圖變量機(jī)構(gòu)由缸筒1缸體柱塞滑履組配流盤(pán)缸體柱塞滑履組配流盤(pán)保證泵自吸；提高密封性能變量活塞滑履圓柱滾子軸承，可以承受徑向不平衡力SCY14-1保證泵自吸；提高密封性能變量活塞滑履圓柱滾子軸承，可以承受徑38

斜軸式軸向柱塞泵

Bent-axisAxialPistonPumps傳動(dòng)軸(DriveShaft)5的軸線相對(duì)于缸體(CylinderBlock)3有傾角，柱塞(Piston)2與傳動(dòng)軸圓盤(pán)之間用相互鉸接的連桿(ConnectingRod)4相連。軸5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)也在缸體的柱塞孔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封腔容積不斷發(fā)生增大和縮小的變化，通過(guò)配流盤(pán)(ValvePlate)1上的窗口a和b實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。

1—配流盤(pán)；2—柱塞；3—缸體；4—連桿；5—傳動(dòng)軸；6—吸油窗口；7—壓油窗口。38斜軸式軸向柱塞泵Bent-axisAxialPi斜軸式l－傳動(dòng)軸2一連桿3－缸體4一柱塞5一平面配油盤(pán)斜軸式40

與斜盤(pán)式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平衡徑向力較小，故結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高可以有較高的設(shè)計(jì)參數(shù)，其缸體軸線與驅(qū)動(dòng)軸的夾角

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，斜軸式軸向柱塞泵的使用相當(dāng)廣泛。

40與斜盤(pán)式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平衡徑向斜軸式軸向柱塞泵-恒功率變量軸向柱塞泵1-傳動(dòng)軸2-連桿3-柱塞4-缸體5-配流盤(pán)斜軸式軸向柱塞泵-恒功率變量軸向柱塞泵1-傳動(dòng)軸2-連桿斜軸式軸向柱塞泵可通過(guò)改變缸體的擺角改變排量-恒功率變量軸向柱塞泵恒功率變量機(jī)構(gòu)原理圖1-配流盤(pán)2-撥銷(xiāo)3-控制活塞4-彈簧座5、6、8-彈簧7-伺服閥9-變量活塞10-缸體斜軸式軸向柱塞泵可通過(guò)改變缸體的擺角改變排量恒功率變量機(jī)構(gòu)原第二章液壓泵

(HydraulicPumps)

本章主要內(nèi)容為：一、液壓泵的工作原理與性能參數(shù)。二、齒輪式(GearPumps)

、葉片式(VanePumps)

、柱塞泵(PistonPumps)

。結(jié)構(gòu)性能原理應(yīng)用學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn)第二章液壓泵

(Hydraulic2.1概述

液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力元件，由原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)）驅(qū)動(dòng)，為系統(tǒng)提供壓力油液。

它們是液壓系統(tǒng)的核心元件，其性能好壞將直接影響到系統(tǒng)是否正常工作。2.1.1液壓泵的工作原理BACO泵吸入泵排出2.1概述液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)

凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)柱塞向右移動(dòng)，工作腔容積變大，產(chǎn)生真空，油液便通過(guò)吸油閥5吸入；

柱塞向左移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變小，已吸入的油液便通過(guò)壓油閥6排到系統(tǒng)中去。液壓泵是靠密封容腔容積的變化來(lái)工作的。凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)柱塞向右移動(dòng)，工作腔容積變大，圖2.1容積式液壓泵工作原理圖

l一凸輪；2一柱塞；3－泵體；4－彈簧；5-吸油（單向）閥；6-壓油（單向）閥圖2.1容積式液壓泵工作原理圖

l一凸輪；2一柱塞；3－泵（1）在結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)或多個(gè)密封且可以周期性變化的工作容積；當(dāng)工作容積增大時(shí)，完成吸油過(guò)程；當(dāng)工作容積減小時(shí)，完成壓油過(guò)程。液壓泵的輸出流量與此空間的容積變化量和單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，與其它因素?zé)o關(guān)。2.1.2液壓泵正常工作的基本條件

（2）具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)，將吸油過(guò)程與排油過(guò)程分開(kāi)；并具有良好密封性。（3）油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力。（1）在結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)或多個(gè)密封且可以周期性變化的工作容積2.1.3液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)單向定量雙向定量單向變量雙向變量泵馬達(dá)2.1.3液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)單向定量雙向定量單向變2.1.4液壓泵的主要參數(shù)

ThePerformanceofHydraulicPumps

2.1.4液壓泵的主要參數(shù)

ThePerformance液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉(zhuǎn)速、排量、流量、功率和效率額定壓力ps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)所允許的最高壓力。（公稱(chēng)壓力、銘牌壓力）

最高允許壓力pmax

指泵短時(shí)間內(nèi)所允許超載使用的極限壓力，它受泵本身密封性能和零件強(qiáng)度等因素的限制。

工作壓力p

液壓泵在實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力，亦即液壓泵出口的壓力，泵的輸出壓力由負(fù)載決定。吸入壓力是指液壓泵進(jìn)口處的壓力，當(dāng)液壓泵的安裝高度太高或吸油阻力過(guò)大時(shí)，液壓泵的進(jìn)口壓力將因低于極限吸入壓力而導(dǎo)致吸油不充分，而在吸油腔產(chǎn)生氣穴或氣蝕。吸入壓力的大小與泵的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。2.1.4.1液壓泵壓力（常用單位為MPa）

液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉(zhuǎn)速、排量、流量、功率和效率額2.1.4.2排量和流量

即:指在無(wú)泄漏情況下，液壓泵單位時(shí)間內(nèi)輸出的油液體積。其值等于泵的排量V和泵軸轉(zhuǎn)數(shù)n的乘積。

指在無(wú)泄漏情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)所能排出的油液體積。排量的常用單位是（ml/r）。

qt=V·n(2.1)指單位時(shí)間內(nèi)液壓泵實(shí)際輸出油液體積.由于工作過(guò)程中泵的出口壓力不等于零，因而存在內(nèi)部泄漏量Δq，（泵的工作壓力越高，泄漏量越大）使得泵的實(shí)際流量小于泵的理論流量。q=qt-Δq

（2.2）即

泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量。由于泵存在泄漏，所以泵實(shí)際流量和額定流量都小于理論流量。排量V理論流量qt

實(shí)際流量q

額定流量qs

2.1.4.2排量和流量

即:指在無(wú)泄漏情況下，液壓2.1.4.3功率實(shí)際驅(qū)動(dòng)液壓泵所需要的機(jī)械功率，由電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)給出。

液壓泵的輸入能量為機(jī)械能，其表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速ω；液壓泵的輸出能量為液壓能，表現(xiàn)為壓力p和流量q。液壓泵輸出的液壓功率，即泵的實(shí)際流量q與泵的進(jìn)、出口壓差Δp的乘積。當(dāng)忽略能量轉(zhuǎn)換及輸送過(guò)程中的損失時(shí)，液壓泵的輸出功率應(yīng)該等于輸入功率，即泵的理論功率為：式中,

ω—液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；Tt—液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩。(2.3)(2.4)輸入功率

輸出功率理論功率2.1.4.3功率實(shí)際驅(qū)動(dòng)液壓泵所需要的機(jī)械功率，由電動(dòng)2.1.4.4效

率

實(shí)際上，液壓泵在工作中是有能量損失的，這種損失分為容積損失和機(jī)械損失。（1）容積效率

是液壓泵實(shí)際流量與理論流量之比，即：（2）機(jī)械效率

指液壓泵內(nèi)流體粘性和機(jī)械摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。機(jī)械損失的大小用機(jī)械效率表征。

（3）總效率

:

泵的輸出功率與輸入功率之比2.1.4.4效

率

實(shí)際上，液壓泵在工作中

對(duì)液壓泵來(lái)說(shuō)，輸出壓力增大時(shí),泵實(shí)際輸出的流量減小。對(duì)液壓泵來(lái)說(shuō)，輸出壓力增大時(shí),泵實(shí)際輸出的流量減小。液壓泵的總效率、容積效率和機(jī)械效率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由圖示性能曲線可以看出：容積效率ηv（或?qū)嶋H流量q）隨壓力增高而減小，壓力p為零時(shí)，泄漏流量Δq為零，容積效率ηv=100%，實(shí)際流量q等于理論流量qt?？傂师请S工作壓力增高而增大，且有一個(gè)最高值。

液壓泵的總效率、容積效率和機(jī)械效率可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由圖示性例題講解

例1、某液壓泵的工作壓力為6.3MPa，理論流量為

63L∕min，容積效率為0.9，機(jī)械效率為0.85，試求

（1）液壓泵輸出流量；（2）液壓泵輸出功率；（3）液壓泵需輸入功率。（1）液壓泵輸出流量解：根據(jù)公式第二章例題講解例1、某液壓泵的工作壓力為6.3MPa，理論（2）液壓泵輸出功率根據(jù)公式（3）液壓泵需輸入功率根據(jù)公式第二章（2）液壓泵輸出功率根據(jù)公式（3）液壓泵需輸入功率根據(jù)公58

2.1.5液壓泵的分類(lèi)

液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)節(jié)而分為定量泵(Fixeddisplacementpumps)和變量泵(Variabledisplacementpumps)兩類(lèi)；

按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類(lèi)。液壓馬達(dá)也具有相同的形式。按進(jìn)、出口方向是否可變分為單向泵和雙向泵。單向泵只能一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)；雙向泵可以變換進(jìn)、出油口。如雙向變量泵不僅可以改變泵的轉(zhuǎn)向，而且還可以操縱變量機(jī)構(gòu)來(lái)變換進(jìn)、出油口。

162.1.5液壓泵的分類(lèi)

液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸59

2.2柱塞泵PistonPumps柱塞液壓泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的容積變化進(jìn)行吸油和壓油的。特點(diǎn)：由于柱塞和缸體內(nèi)孔都是圓柱表面，容易得到高精度的配合，密封性能好，在高壓下工作仍能保持較高的容積效率和總效率。分類(lèi)：根據(jù)柱塞的布置和運(yùn)動(dòng)方向與傳動(dòng)主軸相對(duì)位置的不同，柱塞液壓泵可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩類(lèi)。

172.2柱塞泵PistonPumps柱塞液壓泵是依軸向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線平行徑向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線垂直軸向柱塞泵按其結(jié)構(gòu)不同可分為斜盤(pán)式和斜軸式兩大類(lèi)，目前我國(guó)生產(chǎn)的三個(gè)基本系列為CY14-1型、ZB型、Z*B型,并且結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變量等優(yōu)點(diǎn)。不論在國(guó)防工業(yè)，民用工業(yè)都廣泛得到應(yīng)用，一般在液壓系統(tǒng)若需高壓時(shí)，均用它來(lái)發(fā)揮作用，如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)、起重機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。斜盤(pán)式斜軸式軸向柱塞泵柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線平行徑向柱塞泵柱塞的軸線和軸向式徑向式軸向式徑向式缸體均布有五~七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。柱塞其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。定子與缸體存在偏心。配流軸傳動(dòng)軸2.2.1徑向柱塞泵RadialPistonPumps缸體均布有五~七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。263

2.2.1.1徑向柱塞泵RadialPistonPumps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(kāi)的上下兩個(gè)配流窗口，該配流窗口又分別通過(guò)所在部位的二個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。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)，通過(guò)軸向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑動(dòng)，通過(guò)配流盤(pán)向外排油。212.2.1.1徑向柱塞泵RadialPiston徑向柱塞泵的工作原理圖

1-定子；2－缸體；3－柱塞；4一襯套；5-配油軸

轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心之間有一個(gè)偏心量e。在固定不動(dòng)的配流軸上，相對(duì)于柱塞孔的部位有相互隔開(kāi)的上下兩個(gè)配流窗口，該配流窗口又分別通過(guò)所在部位的二個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。

當(dāng)移動(dòng)定子，改變偏心量e的大小時(shí)，泵的排量就發(fā)生改變；因此，徑向柱塞泵可以是單向或雙向變量泵。徑向柱塞泵的工作原理圖

1-定子；2－缸體；3－柱塞；

為了流量脈動(dòng)率盡可能小，通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。

徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，并且配流軸受到徑向。不平衡液壓力的作用，易于磨損2.2.1.2徑向柱塞泵的排量和流量泵的平均排量為：泵的輸出流量：

當(dāng)徑向柱塞泵的轉(zhuǎn)子和定子間的偏心距為e時(shí)，柱塞在缸體內(nèi)孔的行程則為2e。若柱塞數(shù)為Z，則泵的排量:若泵的轉(zhuǎn)速為n，容積效率為ηpv，則泵的流量為

:為了流量脈動(dòng)率盡可能小，通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。徑向柱塞泵

閥配油徑向柱塞泵1一偏心輪；2-柱塞；3-彈簧；4-壓油閥;

5－吸油閥；6-滾動(dòng)軸承2.2.1.3閥配流徑向柱塞泵的工作原理

閥配油徑向柱塞泵2.2.1.3閥配流徑向柱塞泵

負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵原理圖1一左變量活塞；2–定子；3–轉(zhuǎn)子；4–右變量活塞2.2.1.4負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵

負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵原理圖2.2.1.4負(fù)載

68軸向柱塞泵實(shí)體圖26軸向柱塞泵實(shí)體圖

69軸向柱塞泵分類(lèi)直軸式（斜盤(pán)式）斜軸式（擺缸式）27軸向柱塞泵分類(lèi)直軸式（斜盤(pán)式）2.2.2軸向柱塞泵

軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的。當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線重合時(shí)，稱(chēng)為斜盤(pán)式軸向柱塞泵；當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線不在一條直線上，而成一個(gè)夾角γ時(shí)，稱(chēng)為斜軸式軸向柱塞泵。軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高，容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)。2.2.2.1軸向柱塞泵工作原理

斜盤(pán)式

1－傳動(dòng)軸；2一斜盤(pán)；3一柱塞；4－缸體；5一配油盤(pán)

2.2.2軸向柱塞泵

軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的71

斜盤(pán)(SwashPlate)1和配油盤(pán)(ValvePlate)4不動(dòng)，傳動(dòng)軸(DriveShaft)5帶動(dòng)缸體(CylinderBlock)3、柱塞(Piston)2一起轉(zhuǎn)動(dòng)。斜盤(pán)式軸向柱塞泵SwashPlateAxialPistonPumps柱塞2吸油口6缸體3壓油口7斜盤(pán)1配油盤(pán)429斜盤(pán)(SwashPlate)1和配油盤(pán)(Valve1.工作原理：密封容積變化密封容積形成—柱塞和缸體配合而成在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)的柱塞，在機(jī)械裝置的作用下逐漸向外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增大，產(chǎn)生真空，將油液從配油盤(pán)配油窗口a吸入;

在自上而下的半周內(nèi)的柱塞被斜盤(pán)推著逐漸向里縮入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液經(jīng)配油盤(pán)配油窗口b壓出。

吸壓油口隔開(kāi)——配油盤(pán)上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔

缸體逆轉(zhuǎn)1.工作原理：密封容積變化密封容積形成—柱塞和缸體配合而成若柱塞數(shù)目為Z，柱塞直徑d，柱塞孔分布圓直徑D，斜盤(pán)傾角，則泵的排量為：泵的輸出流量為：排量和流量

實(shí)際上，柱塞軸向移動(dòng)速度是隨缸體轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ而變化。泵某一瞬時(shí)輸出流量也隨θ而變化，所以泵的輸出流量是脈動(dòng)的，當(dāng)柱塞數(shù)z為單數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，因此，一般常用的柱塞數(shù)視流量大小，取7、9或11個(gè)。若柱塞數(shù)目為Z，柱塞直徑d，柱塞孔分布圓直徑D，斜盤(pán)傾角，大小變化，流量大小變化方向變化，輸油方向變化斜盤(pán)式軸向柱塞泵變量原理∴斜盤(pán)式軸向柱塞泵可作雙向變量泵！斜盤(pán)與缸體中心線的夾角=0，q=0大小變化，流量大小變化方向變化，輸油方向變化斜盤(pán)式軸向柱塞泵75

斜盤(pán)式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ConstructionCharacteristicsofSwashPlateAxialPistonPumps（2）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償AutomaticCompensatingofEndFaceClearance

使缸體緊壓配流盤(pán)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，還有柱塞孔底部臺(tái)階面上所受的液壓力，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緊貼著配流盤(pán)，就使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。

斜盤(pán)1柱塞2缸體3配油盤(pán)4(1)柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高。柱塞上開(kāi)設(shè)均壓槽，以保證軸孔的最小間隙和良好的同心度，使泄漏流量減小。33斜盤(pán)式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ConstructionC76

（3）滑履的靜壓支撐結(jié)構(gòu)PistonShoeandHydrostaticBackupConstruction滑靴的靜壓支承原理為