液壓與氣壓傳動 第5版 課件 第二章 液壓泵

液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水12液壓泵概述液壓泵是液壓系統(tǒng)中的動力元件（能源裝置），將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出。3液壓泵概述一、液壓泵的基本工作原理動畫演示1、工作原理4液壓泵概述一、液壓泵的基本工作原理2、工作特點必須具有一個運動部件和非運動部件所構(gòu)成的密閉容腔，其容積隨運動部件的運動發(fā)生周期性變化。容積增大時，泵吸油，至最大值時，先隔開吸油腔，然后排油；容積減小時，泵排油，至最小值時，先隔開排油腔，然后吸油。泵每旋轉(zhuǎn)一周吸入或排出的油液體積取決于密閉容積的變化量。5液壓泵概述一、液壓泵的基本工作原理2、工作特點吸油過程中，吸油腔具有一定的真空度。泵排油壓力取決于排油管路所受的總阻力（包括管路壓力損失、元件壓力損失、負載阻力）。存在容積損失。存在困油現(xiàn)象。6液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)1、液壓泵的壓力吸入壓力，吸入壓力低于大氣壓力，真空度應(yīng)小于0.05MPa。工作壓力，工作時的出口壓力，由負載決定。額定壓力，在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運行的最高壓力。最高允許壓力，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，超過額定壓力允許短暫運行的最高壓力。7液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)2、液壓泵的排量泵每轉(zhuǎn)一周理論上應(yīng)排出的油液體積V，稱為泵的排量（又稱理論排量、幾何排量），僅與泵的幾何尺寸有關(guān)，常用單位為cm3/r。8液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)3、液壓泵的流量平均理論流量qt:單位時間內(nèi)理論上排出的油液體積，qt=nV。實際流量q:單位時間內(nèi)實際排出的油液體積。瞬時理論流量qsh:液壓泵任一瞬時理論輸出的流量，qsh≠qt。額定流量qs:液壓泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)的流量。9液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)4、液壓泵的容積效率實際流量q與理論流量qt比值稱為液壓泵的容積效率。10液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)5、液壓泵的功率和效率輸入功率Pr

驅(qū)動液壓泵軸的機械功率為泵的輸入功率。輸出功率P

液壓泵輸出的液壓功率?？傂师莗和機械效率ηm

泵的輸出功率與輸入功率之比為總效率。11液壓泵概述二、液壓泵的主要性能參數(shù)6、液壓泵的轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速ns:額定壓力下，能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速nmax:額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速允許短時間運行的最高轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速nmin:正常運轉(zhuǎn)所允許的液壓泵的最低轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速范圍:最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速為液壓泵工作的轉(zhuǎn)速范圍。12液壓泵概述三、液壓泵的特性曲線性能曲線對應(yīng)一定品種的工作液體、某一轉(zhuǎn)速、某一溫度，僅僅只改變輸出壓力。13液壓泵概述四、液壓泵的分類和選用1、液壓泵的分類齒輪泵（內(nèi)嚙合，外嚙合）葉片泵（雙作用，單作用）柱塞泵（徑向，軸向）螺桿泵（單螺桿，雙螺桿，三螺桿）運動構(gòu)件形狀和運動方式14液壓泵概述四、液壓泵的分類和選用1、液壓泵的分類定量泵變量泵排量是否可變單向泵雙向泵進出口方向是否可變15液壓泵概述四、液壓泵的分類和選用2、選用液壓泵的原則和依據(jù)是否要求變量工作壓力工作環(huán)境噪聲指標(biāo)效率16液壓泵概述五、液壓泵的圖形符號a)單向定量液壓泵b)單向變量液壓泵c)雙向定量液壓泵d)雙向變量液壓泵液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水1718齒輪泵齒輪泵利用齒輪嚙合過程中形成的密閉容積發(fā)生變化而工作。根據(jù)嚙合形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。按照齒形曲線有漸開線、圓弧齒形、擺線齒形。19齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵1、工作原理兩嚙合的齒輪將泵體、前后蓋板和齒輪包圍的密閉容積分成兩部分。動畫演示20齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵2、排量和流量21齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵3、困油現(xiàn)象及消除措施動畫演示22齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵3、困油現(xiàn)象及消除措施在前后蓋板或浮動軸套上開卸荷槽，使閉死容積由大變小時與壓油腔相通，閉死容積由小變大時與吸油腔相通。23齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵3、困油現(xiàn)象及消除措施24齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵4、端面泄漏與端面間隙的自動補償1）齒輪泵的泄漏途徑端面間隙的泄漏(75-80%)徑向間隙的泄漏(15-20%)齒面嚙合線的泄漏（<5%)25齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵4、端面泄漏與端面間隙的自動補償2）端面間隙的自動補償（浮動軸套或側(cè)板）壓緊力與反推力作用線重合；壓緊力大于反推力；26齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵4、端面泄漏與端面間隙的自動補償2）端面間隙的自動補償結(jié)構(gòu)之一：具有對稱“8”字形的浮動軸套結(jié)構(gòu)27齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵4、端面泄漏與端面間隙的自動補償2）端面間隙的自動補償結(jié)構(gòu)之二：具有偏心“8”字形的浮動軸套結(jié)構(gòu)28齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵4、端面泄漏與端面間隙的自動補償2）端面間隙的自動補償結(jié)構(gòu)之三：分區(qū)補償結(jié)構(gòu)29齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施1）齒輪泵徑向力30齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施2）減小徑向力措施（1）合理選擇齒寬B和齒頂圓直徑De31齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施2）減小徑向力措施（2）縮小壓油腔尺寸壓油腔的包角越小，徑向力越小。32齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施2）減小徑向力措施（3）將壓油腔擴大到接近吸油腔側(cè)33齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施2）減小徑向力措施（4）將吸油腔擴大到接近壓油腔側(cè)34齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵5、徑向力及減小徑向力措施2）減小徑向力措施（5）液壓平衡法35齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵6、特點結(jié)構(gòu)簡單，價廉；自吸性能好；耐污染。優(yōu)點：存在較大流量脈動，噪聲較大；泄漏較大，壓力不能太高，一般用于中低壓場合。缺點：36齒輪泵二、漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵1、工作原理小齒輪月牙板內(nèi)齒圈吸油腔壓油腔37齒輪泵二、漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵2、特點流量、壓力脈動小，流量脈動系數(shù)為2%~5%；噪聲低，只有50~60dB；加工工藝復(fù)雜，成本高。38齒輪泵三、內(nèi)外轉(zhuǎn)子式擺線泵1、工作原理39齒輪泵三、內(nèi)外轉(zhuǎn)子式擺線泵2、特點結(jié)構(gòu)小巧、零件數(shù)小、齒形大、工作容積大；流量、壓力脈動大；泄漏量大，壓力高時容積效率低。液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水40葉片泵葉片泵中相鄰的葉片間形成密閉容積，在旋轉(zhuǎn)過程中密閉容積大小發(fā)生變化，從而實現(xiàn)吸油和排油。輸出流量均勻，脈動小，噪聲小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對油液的污染比較敏感，主要用于速度平穩(wěn)性要求較高的中低壓系統(tǒng)。按照每個密閉容積在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)吸油和排油的次數(shù)，分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。41葉片泵一、單作用葉片泵1、工作原理v密形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤下半周，葉片伸出，v密↑，吸油上半周，葉片縮回，v密↓，壓油42葉片泵一、單作用葉片泵葉片根部高壓區(qū)通高壓，低壓區(qū)通低壓；葉片依靠離心力緊貼定子；葉片徑向運動對瞬時流量無影響。431、工作原理葉片泵一、單作用葉片泵2、排量和流量44葉片泵一、單作用葉片泵3、單作用變量葉片泵單作用葉片泵的排量與偏心距成正比，因此改變偏心距即可改變泵的排量，稱為變量泵。變量方法有手調(diào)和自調(diào)兩種。自調(diào)變量泵又根據(jù)其工作特性的不同分為限壓式、恒壓式和恒流量式三類，其中限壓式應(yīng)用較多。45葉片泵一、單作用葉片泵3、單作用變量葉片泵（1）內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵彈簧預(yù)壓緊力決定pB；彈簧剛度決定BC線斜率；調(diào)節(jié)螺釘位置決定AB線水平位置。限位調(diào)節(jié)螺釘46動畫演示葉片泵一、單作用葉片泵3、單作用變量葉片泵（1）內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵徑向力不平衡，限制了泵的壓力提高；軸向間隙不可調(diào)，容積效率較低，也限制了泵的壓力提高；葉片存在傾角。47葉片泵一、單作用葉片泵3、單作用變量葉片泵（2）外反饋限壓式變量葉片泵

48葉片泵二、雙作用葉片泵1、工作原理轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，每個密閉容積完成二次吸油和排油；

兩個吸油窗口與壓油窗口對稱布置，轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力平衡。動畫演示49葉片泵二、雙作用葉片泵2、排量和流量50葉片泵二、雙作用葉片泵3、結(jié)構(gòu)特點（1）保證葉片與定子內(nèi)表面良好接觸排油時，葉片頂部和根部液壓力平衡，葉片僅靠離心力與定子表面接觸；吸油時，葉片靠離心力和液壓力與定子表面接觸，磨損嚴重。51葉片泵二、雙作用葉片泵3、結(jié)構(gòu)特點（2）避免困油現(xiàn)象，減小液壓沖擊和噪聲密封容積通過減振槽逐漸與排油腔接通，消除了困油現(xiàn)象，減小了液壓沖擊和噪聲。52葉片泵二、雙作用葉片泵3、結(jié)構(gòu)特點（3）定子曲線阿基米德螺線：葉片徑向速度不變，不會引起流量脈動，但在螺線與園弧連接處有硬沖擊（徑向速度突變）。等加速等減速曲線：沒有硬沖擊但有軟沖擊（加速度突變）高次曲線：能夠充分滿足葉片泵對定子曲線徑向速度、加速度和加速度變化率等的要求，有利于控制葉片的振動和噪聲。53葉片泵二、雙作用葉片泵3、結(jié)構(gòu)特點（4）葉片數(shù)與葉片厚度從轉(zhuǎn)子徑向力平衡、流量均勻性、不削弱轉(zhuǎn)子根部強度等方面考慮，葉片數(shù)Z為偶數(shù)，一般取Z=12。從葉片強度、剛度、接觸應(yīng)力、排量等方面考慮，葉片厚度一般取1.8~2.2mm。54葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點葉片泵實現(xiàn)高壓軸向間隙自動補償，提高容積效率對葉片進行液壓平衡，減輕葉片與定子之間的磨損，提高壽命55葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點1）端面間隙自動補償56葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點2）改善定子和葉片頂部間的磨損（1）減小葉片底部承受液壓力作用的面積57葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點2）改善定子和葉片頂部間的磨損B58（2）子母葉片葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點2）改善定子和葉片頂部間的磨損（3）柱銷葉片59葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點2）改善定子和葉片頂部間的磨損（4）減小作用在葉片底部的液體壓力60葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點3）使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡（1）雙葉片61葉片泵二、雙作用葉片泵4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點3）使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡62（2）彈簧式葉片液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水63柱塞泵柱塞泵依靠柱塞在缸體內(nèi)的往復(fù)運動，使密封容積變化，以實現(xiàn)吸油和排油。按照柱塞在泵體中的排列方式，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。64柱塞泵一、徑向柱塞泵1、配流軸式徑向柱塞泵工作原理分為配流軸配流和閥配流兩種。動畫演示65柱塞泵一、徑向柱塞泵2、閥配流式徑向柱塞泵工作原理分為配流軸配流和閥配流兩種。66柱塞泵一、徑向柱塞泵3、排量和流量分為配流軸配流和閥配流兩種。67柱塞泵一、徑向柱塞泵4、結(jié)構(gòu)特點分為配流軸配流和閥配流兩種?？梢詫崿F(xiàn)多泵同軸串聯(lián)，液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊；改變偏心距可以改變