液壓泵的工作原理與齒輪泵結(jié)構(gòu)

關(guān)于液壓泵的工作原理與齒輪泵結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)任務(wù)：1、掌握液壓泵的工作原理2、掌握齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理3、掌握外嚙合齒輪泵的幾個(gè)問(wèn)題第2頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三◆液壓系統(tǒng)的能量使用情況圖動(dòng)力元件：是指液壓系統(tǒng)的液壓泵。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能輸入到系統(tǒng)中去，為系統(tǒng)的工作提供動(dòng)力。下面將介紹液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件---液壓泵。第3頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三液壓泵第4頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三泵的工作視頻第5頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、液壓泵的工作原理◆工作原理液壓泵是靠密封容腔容積的變化來(lái)工作的.原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)一定機(jī)構(gòu)使泵內(nèi)的密封工作腔的容積發(fā)生變化，由配流裝置使密封工作容積輪流和吸油口或壓油口相通，從而使泵進(jìn)行吸油和排油.密封容積大泵吸油密封容變小泵壓油輸入：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出：壓力和流量基于上述工作原理的液壓泵叫做容積式液壓泵，液壓傳動(dòng)中用到的都是容積式液壓泵。第6頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三例如：工作原理:下圖中當(dāng)凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí),柱塞2在凸輪1和彈簧4的作用下在缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)柱塞右移時(shí)，密封工作腔a的容積變大,產(chǎn)生真空,油箱中的油液在大氣壓力作用下通過(guò)單向閥5吸入缸體內(nèi),實(shí)現(xiàn)泵吸油。當(dāng)柱塞左移時(shí)，密封工作腔a的容積變小,油液受到擠壓便通過(guò)單向閥6輸送到系統(tǒng)中去,實(shí)現(xiàn)泵壓油。如果偏心輪不斷地旋轉(zhuǎn)，泵就會(huì)不斷地完成吸油和壓油動(dòng)作，因此就會(huì)連續(xù)不斷地向液壓系統(tǒng)供油動(dòng)畫(huà)第7頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的輸出流量的大小是由密封工作腔的容積變化量的大小來(lái)決定的單向閥5、6起配流裝置的作用

◆結(jié)論1：液壓泵的工作原理結(jié)論第8頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三

液壓泵的工作原理小結(jié)有若干個(gè)作周期變化的密封工作容積，其容積變化能完成吸油和壓油過(guò)程。有相應(yīng)的配流裝置能分開(kāi)吸、壓油腔且有良好密封性吸油時(shí)，油箱必須與大氣相通；壓油時(shí)泵的壓力決定于油液排出時(shí)所遇到的阻力◆結(jié)論2：液壓泵的基本工作條件第9頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、泵的分類(lèi)按結(jié)構(gòu)形式分：齒輪式液壓泵、葉片式、液壓泵、柱塞式液壓泵按輸出流量能否調(diào)節(jié)分：定量式和變量式液壓泵

第10頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、泵的職能符號(hào)表3-3液壓泵的職能符號(hào)第11頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、液壓泵的性能參數(shù)1）壓力2）排量和流量3）效率第12頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、液壓泵的性能參數(shù)工作壓力P：指液壓泵出口處的實(shí)際壓力值。工作壓力值取決于液壓泵輸出到系統(tǒng)中的液體在流動(dòng)過(guò)程中所受的阻力。阻力(負(fù)載)增大，則工作壓力升高；反之則工作壓力降低額定工作壓力：指液壓泵在連續(xù)工作過(guò)程中允許達(dá)到的最高壓力。額定壓力值的大小由液壓泵零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性來(lái)決定。超過(guò)這個(gè)壓力值，液壓泵有可能發(fā)生機(jī)械或密封方面的損壞。

◆壓力第13頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三

低壓小于2.5MPa；中壓2.5~8MPa；中高壓8~16MPa；高壓16~32MPa；超高壓大于32MPa

◆壓力分級(jí)：

第14頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三排量V：指在無(wú)泄漏情況下，液壓泵轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出的油液體積。可見(jiàn)，排量的大小只與液壓泵中密封工作容腔的幾何尺寸和個(gè)數(shù)有關(guān)。排量的常用單位是（ml/r）

◆排量第15頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三◆流量實(shí)際流量q

指單位時(shí)間內(nèi)液壓泵實(shí)際輸出油液體積。由于工作中泵的出口壓力不等于零，因而存在泄漏量Δq=klp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，即理論流量qt

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，即額定流量qn

泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量。顯然當(dāng)液壓泵處于卸荷（非工作）狀態(tài)時(shí)，這時(shí)輸出的實(shí)際流量近似為理論流量第16頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三實(shí)際上泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有容積損失和機(jī)械損失容積損失主要是液壓泵內(nèi)部泄漏造成的流量損失，其大小用容積效率來(lái)表示

◆效率機(jī)械損失指液壓泵內(nèi)流體粘性和機(jī)械摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失其大小用機(jī)械效率來(lái)表示反應(yīng)泵泄露量大小，能表述泵性能的好壞。第17頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三液壓泵的總效率：

泵的總效率是泵的輸出功率與輸入功率之比，即液壓泵的總效率為容積效率和機(jī)械效率的乘積。第18頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三5.齒輪泵介紹1）齒輪泵的分類(lèi)

齒輪泵按照齒輪的嚙合形式可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩種，按照齒形曲線(xiàn)有漸開(kāi)線(xiàn)形、圓弧齒形和擺線(xiàn)齒形。

屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，納污能力強(qiáng)，工作壓力相對(duì)較低，成本較低的一種，廣泛用于農(nóng)業(yè)機(jī)械：拖拉機(jī)、收割機(jī)等。工程機(jī)械：叉車(chē)、自卸車(chē)等。下面介紹---外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)與原理第19頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹2）外嚙合齒輪泵

（1）外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)。如圖3-32所示為外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)，主要由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、殼體、前后泵體、密封圈和軸承等組成。圖3-32外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)1—從動(dòng)齒輪；2—軸承套；3—密封圈；4—前端蓋；5—密封；6—傳動(dòng)軸；7—主動(dòng)齒輪；8—?dú)んw；9—后端蓋動(dòng)畫(huà)第20頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹2）外嚙合齒輪泵1-殼體2-前端蓋3-傳動(dòng)軸4,5-軸承套6-后端蓋7-主動(dòng)齒輪8-從動(dòng)齒輪9-密封圈第21頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹

（2）外嚙合齒輪泵的工作原理密封容腔由殼體、端蓋和兩對(duì)齒輪的嚙合部位組成。配流裝置由齒輪嚙合線(xiàn)將吸油區(qū)和壓油區(qū)隔開(kāi)，起配流作用。工作原理如圖3-33所示。圖3-33外嚙合齒輪泵工作原理圖外齒輪泵原理動(dòng)畫(huà)第22頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹

（3）外嚙合齒輪泵的幾個(gè)問(wèn)題①泄漏問(wèn)題端面泄露：齒輪端面和軸承套端面之間間隙占80%，徑向泄露：齒頂與殼體之間間隙15%嚙合線(xiàn)泄露：兩個(gè)齒輪互相嚙合部位之間間隙。5%減小端面泄漏的方法：采用端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償。其工作原理如圖3-34所示。圖3-34軸向間隙補(bǔ)償原理圖1—軸承套；2—軸承套外端面；3—齒輪端面；4—壓力油作用面積圖3-32外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)1—從動(dòng)齒輪；2—軸承套；3—密封圈；4—前端蓋；5—密封；6—傳動(dòng)軸；7—主動(dòng)齒輪；8—?dú)んw；9—后端蓋軸承套1可以軸向浮動(dòng)，油腔中的油利用間隙跑到2外面時(shí)，會(huì)形成壓力，把軸套反過(guò)來(lái)壓向齒輪。第23頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹

②徑向不平衡力。泵內(nèi)壓力腔的油液經(jīng)過(guò)徑向間隙逐漸滲漏到吸油腔，其壓力逐漸減小，如圖3-35所示，液壓力作用在齒輪上的合力大致為圖中力F的方向，此力由軸承來(lái)承受，因而影響了軸承的壽命，往往成為提高泵工作壓力的限制因素。圖3-35徑向力的分布圖消除方法：1.縮小壓油口即壓力的作用面積減小徑向不平衡力2.增泵體內(nèi)表面與齒輪頂圓的間隙，使在徑向不平衡力作用時(shí)齒頂和泵體不接觸。

3.開(kāi)壓力平衡槽，但泄漏大，很少用第24頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹③流量脈動(dòng)。隨著嚙合點(diǎn)位置的不斷變化，吸、壓油腔在每一瞬間的容積變化率是不均勻的，因此齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。qmax、qmin分別為最大、最小瞬時(shí)流量，q為平均流量，δ為流量脈動(dòng)率，可用下式表示。δ=（qmax-qmin）/q

齒數(shù)越少，流量脈動(dòng)率越大。第25頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹④困油現(xiàn)象及消除措施。由圖3-36（a）旋轉(zhuǎn)到圖3-36（b）所示位置時(shí)，閉死容積由大變到??；由圖3-36（b）旋轉(zhuǎn)到圖3-36（c）所示位置時(shí)，閉死容積從小變到大。這種現(xiàn)象稱(chēng)之為困油現(xiàn)象。危害：減小時(shí)使被困油擠出產(chǎn)生高壓，增大時(shí)會(huì)造成真空產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。消除措施：在軸承套上開(kāi)卸荷槽（見(jiàn)圖3-36中的虛線(xiàn)部分），當(dāng)閉死容積由大變小時(shí)，借助卸荷槽與壓油腔相通。當(dāng)閉死容積由小變大時(shí)，借助卸荷槽與吸油腔相通。圖3-36齒輪泵中的困油現(xiàn)象第26頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三

◆齒