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1、第第3章章 液压动力元件液压动力元件镇江高等职业技术学校机械教研室液压与气压传动液压与气压传动目录目录 3.1 3.1 概述概述 3.2 3.2 齿轮泵齿轮泵 3.3 3.3 叶片泵叶片泵 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 3.5 3.5 螺杆泵螺杆泵 3.6 3.6 液压泵的选用液压泵的选用 3.7 3.7 液压泵常见故障及维修液压泵常见故障及维修 3.6 3.6 液压马达液压马达 3.1 3.1 概述概述液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。液压泵与液压马达的能量转换关系液压泵与液压马达的能量转换关系 液压泵与液压马达都是容液压泵与液压马达
2、都是容积式的，其工作原理都是积式的，其工作原理都是利用密封容积的变化完成利用密封容积的变化完成吸油与排油的吸油与排油的。液压泵液压泵液压马达液压马达 属于动力元件。其功用是将原动机输出的机械能转换属于动力元件。其功用是将原动机输出的机械能转换成压力能，给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。因此，液成压力能，给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。因此，液压泵的输入参量为机械参量压泵的输入参量为机械参量(转矩转矩T T和转速和转速n n)，输出参量为液压参量，输出参量为液压参量(压力压力p和流量和流量q)。属于执行元件。其功用是将输入的液体压力能转换成工属于执行元件。其功用是将输入的液体压
3、力能转换成工作机构所需要的机械能，直接或间接驱动负载连续回转而做功。常置于作机构所需要的机械能，直接或间接驱动负载连续回转而做功。常置于液压系统的输出端。因此，液压马达的输入参量为液压参量液压系统的输出端。因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力压力p和流和流量量q)，输出参量为机械参量，输出参量为机械参量(转矩转矩T T和转速和转速n n)。3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 液压泵与液压马达液压泵与液压马达的工作原理的工作原理 液压泵的工作原理液压泵的工作原理容积式液压泵（柱塞泵）的工作原理图容积式液压泵（柱塞泵）的工作原理图 1凸轮2柱塞3缸体4弹簧5、6单向阀a密封油腔 容积式液压
4、泵工作时必备的条容积式液压泵工作时必备的条件：件：1.必须形成密封空间必须形成密封空间2.密封空间周期性变化密封空间周期性变化3.吸、压油腔要隔开，有相应吸、压油腔要隔开，有相应的配流装置的配流装置4.邮箱必须接通大气邮箱必须接通大气压力压力3.1.2 3.1.2 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 的主要性能参数的主要性能参数额定压力额定压力 最高允许压力最高允许压力 工作压力工作压力 吸入压力吸入压力 在正常工作条件下，按试验标准在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转所允许的最高压力规定连续运转所允许的最高压力泵短时间内所允许泵短时间内所允许超载使用的极限压力超载使用的极限压力 实际工作时
5、的输出压力，实际工作时的输出压力，即液压泵出口的压力即液压泵出口的压力 液压泵进口处的压力液压泵进口处的压力 3.1 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵与液压马达概述排量及流量排量及流量理论流量理论流量实际流量实际流量排量排量V在不考虑泄漏的情况下，主轴每转一周，所排出的液在不考虑泄漏的情况下，主轴每转一周，所排出的液体的体积。体的体积。排量取决于密封工作间的大小及数目。排量取决于密封工作间的大小及数目。在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内所排出的液体的体积所排出的液体的体积 指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的指实际运行时，在不同压力下液压泵所
6、排出的流量流量 额定流量额定流量在额定压力、额定转速下，按试验标准规定在额定压力、额定转速下，按试验标准规定必须保证的输出流量必须保证的输出流量 3.1 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵与液压马达概述输入功率输入功率P Pi i输出功率输出功率P Po o理论功率理论功率P Pt t效率和功率效率和功率功率功率原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需的机械功率的机械功率 输出功率输出功率(kW)(kW)用其实际流量用其实际流量q q和出口压力和出口压力p p的乘积表示的乘积表示 如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则
7、输入功率与输出功率相等，即为理论功率则输入功率与输出功率相等，即为理论功率 3.1 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵与液压马达概述液压泵效率液压泵效率效率和功率效率和功率总效率总效率容积效率容积效率机械效率机械效率 定义为理论流量定义为理论流量 与实际流量与实际流量 之比之比液压马达效率液压马达效率定义为实际输出转矩定义为实际输出转矩T T 与理论转矩与理论转矩 之比之比按主要运动构件的形状和运动方式分为：按主要运动构件的形状和运动方式分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵及凸轮转子泵五大类齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵及凸轮转子泵五大类按排量能否改变可分为：定量泵和变量泵。按排量能否改变可分
8、为：定量泵和变量泵。按其工作特性分为高速液压马达和低速液压马达。按其工作特性分为高速液压马达和低速液压马达。高速小扭矩马达按结构不同有齿轮式、叶片式、柱塞式。高速小扭矩马达按结构不同有齿轮式、叶片式、柱塞式。低速大扭矩马达按结构不同有轴向式、径向式。低速大扭矩马达按结构不同有轴向式、径向式。3.1.3 3.1.3 液压泵与液压马达的分类液压泵与液压马达的分类液压泵的分类液压泵的分类液压马达的分类液压马达的分类液压泵和液压马达的图形符号液压泵和液压马达的图形符号3.1.3 3.1.3 液压泵与液压马达的分类液压泵与液压马达的分类3.2.3.2.齿轮泵齿轮泵分类 按结构形式不同分为：外啮合齿轮泵和
9、内啮合齿轮泵。按齿形曲线不同分为：渐开线齿形和非渐开线齿形。优点：结构简单、体积小、质量轻、转速高、调速范围大、自吸性能好、对油污不敏感、工作可靠、维护方便、价格低廉、一般液压系统中应用广。缺点：流量脉动和压力脉动大、泄漏损失大、容积效率低、噪声较大、容易发热、排量不可调节，只能做定量泵，适用范围受到一定限制。3.2.1 3.2.1 外啮合齿轮泵的结构外啮合齿轮泵的结构CB-B型齿轮泵结构图型齿轮泵结构图 1-后泵盖后泵盖2-滚针轴承滚针轴承3-泵体泵体4-主动齿轮主动齿轮5-前泵盖前泵盖6-传动轴传动轴7-键键8-从动齿轮从动齿轮9-O型密封圈型密封圈l壳体壳体 2主动齿轮主动齿轮3从动齿轮
10、从动齿轮 齿轮泵的工作原理图齿轮泵的工作原理图 3.2.2 3.2.2 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 的工作原理的工作原理 一对啮合的轮齿，将泵体、一对啮合的轮齿，将泵体、前后泵盖和齿轮包围的密封容积前后泵盖和齿轮包围的密封容积分隔成左、右两个密封工作腔。分隔成左、右两个密封工作腔。齿轮如图示方向旋转时：齿轮如图示方向旋转时：吸油腔吸油腔-右侧的轮齿不断退出啮右侧的轮齿不断退出啮合，其密封工作腔容积逐渐增大，合，其密封工作腔容积逐渐增大，形成局部真空实现吸油。形成局部真空实现吸油。压油腔压油腔-左侧的轮齿不断进入啮左侧的轮齿不断进入啮合，密封油腔容积逐渐减小，实合，密封油腔容积逐渐减小，实现压油。
11、现压油。齿轮连续旋转，泵连续不断齿轮连续旋转，泵连续不断地吸油和压油。地吸油和压油。1.1.齿轮泵的泄漏齿轮泵的泄漏3.2.3 3.2.3 齿轮泵的结构特点齿轮泵的结构特点泄漏途径泄漏途径泵体的内圆和齿顶径向间隙的泄漏泵体的内圆和齿顶径向间隙的泄漏 齿面啮合处间隙的泄漏齿面啮合处间隙的泄漏 齿轮端面间隙的泄漏齿轮端面间隙的泄漏轴向泄漏轴向泄漏 齿轮泵由于泄漏量较大，其额定工作压力不高，要想提高齿轮泵由于泄漏量较大，其额定工作压力不高，要想提高齿轮泵的额定压力并保证较高的容积效率，首先要解决轴向泄齿轮泵的额定压力并保证较高的容积效率，首先要解决轴向泄漏问题。（此处泄漏占漏问题。（此处泄漏占75%
12、80%75%80%）2.2.径向作用力不平衡径向作用力不平衡原因：在齿轮泵中，齿轮周围压力不原因：在齿轮泵中，齿轮周围压力不一致，使齿轮轴受力不平衡。齿和齿一致，使齿轮轴受力不平衡。齿和齿之间压力油，从压油口到吸油口按递之间压力油，从压油口到吸油口按递减规律分布，这些力的合力构成了一减规律分布，这些力的合力构成了一个不平衡的径向力。个不平衡的径向力。危害：加重了轴承的负荷，加速了齿危害：加重了轴承的负荷，加速了齿顶与泵体之间磨损，影响泵的寿命。顶与泵体之间磨损，影响泵的寿命。措施：采用减小压油口的尺寸；加大措施：采用减小压油口的尺寸；加大齿轮轴和轴承的承载能力；开压力平齿轮轴和轴承的承载能力；
13、开压力平衡槽；适当增大径向间隙等。衡槽；适当增大径向间隙等。3.2.3 3.2.3 齿轮泵的结构特点齿轮泵的结构特点齿轮泵的径向不平衡作用力齿轮泵的径向不平衡作用力3.2 3.2 齿轮泵齿轮泵3.3.困油现象困油现象困油现象：困油现象：两对轮齿同时啮合时，有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭两对轮齿同时啮合时，有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭油腔内，既不与吸油腔相通也不与压油腔相通。这个封闭油腔的容积，开始油腔内，既不与吸油腔相通也不与压油腔相通。这个封闭油腔的容积，开始时随齿轮的旋转逐渐减少，以后又逐渐增大。封闭油腔容积减小时，困在油时随齿轮的旋转逐渐减少，以后又逐渐增大。封闭油腔容积减
14、小时，困在油腔中的油液受到挤压，并从缝隙中挤出而产生高压，使油液发热，轴承负荷腔中的油液受到挤压，并从缝隙中挤出而产生高压，使油液发热，轴承负荷增大；而封闭油腔容积增大时，又会造成局部真空，产生气穴现象。这些都增大；而封闭油腔容积增大时，又会造成局部真空，产生气穴现象。这些都将使齿轮泵产生强烈的振动和噪音。将使齿轮泵产生强烈的振动和噪音。为了保证齿轮传动的平稳性，就要求啮合时的重叠系数为了保证齿轮传动的平稳性，就要求啮合时的重叠系数大于大于1 1，即会出现两对轮齿同时啮合的情况。，即会出现两对轮齿同时啮合的情况。齿轮泵的困油现象齿轮泵的困油现象 消除措施：密封容积减小时，通压油口，排油；密封容
15、积增大时，通吸油口，消除措施：密封容积减小时，通压油口，排油；密封容积增大时，通吸油口，及时补油。及时补油。具体措施：具体措施：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽。在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽。消除困油的措施消除困油的措施 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵摆线内啮合齿轮泵（转子泵）摆线内啮合齿轮泵（转子泵）(a)(a)渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵由小齿轮、内齿圈和月牙板组成。月由小齿轮、内齿圈和月牙板组成。月牙板将吸、压油腔隔开。牙板将吸、压油腔隔开。特点：特点：结构紧凑，结构紧凑，尺寸小，质量轻，尺寸小，质量轻，转向相同，磨损小，转向相同，磨损小，寿命长，且运转平寿命长，
16、且运转平稳，噪声小，流量稳，噪声小，流量脉动小。但齿形复脉动小。但齿形复杂，加工精度高，杂，加工精度高，加工困难，价格昂加工困难，价格昂贵，应用不如外啮贵，应用不如外啮合普遍。合普遍。3.2.5 3.2.5 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵(b)(b)摆线齿轮泵摆线齿轮泵内外转子相差内外转子相差1 1齿，且有一偏心齿，且有一偏心距，不需设置隔板。距，不需设置隔板。叶片泵叶片泵 3.3 3.3 叶片泵叶片泵按转子转一周密封容积吸、排油次数可分为：按转子转一周密封容积吸、排油次数可分为：转子旋转一周进行一次吸油、压油，转子旋转一周进行一次吸油、压油，并且流量可调节，故称变量泵。转子受径向不平衡液压并且流量
17、可调节，故称变量泵。转子受径向不平衡液压力作用，又称非平衡式叶片泵。力作用，又称非平衡式叶片泵。单作用式叶片泵单作用式叶片泵 转子旋转一周，进行二次吸油、压油，转子旋转一周，进行二次吸油、压油，并且流量不可调节，故称定量泵。转子受径向平衡液压并且流量不可调节，故称定量泵。转子受径向平衡液压力作用，又称卸荷式叶片泵。力作用，又称卸荷式叶片泵。双作用式叶片泵双作用式叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵1-1-转子转子 2-2-定子定子 3-3-叶片叶片 3.3.1 3.3.1 单作用式叶片泵单作用式叶片泵工作原理工作原理单作用叶片泵单作用叶片泵 密封容积的构成：密封容积的构成：转子安装在定子内，转子安装
18、在定子内，与定子有一偏距与定子有一偏距e e，叶片在槽中灵活滑，叶片在槽中灵活滑动。转子在旋转过程中由于离心惯性力动。转子在旋转过程中由于离心惯性力和叶片根部油液作用，叶片顶部紧贴定和叶片根部油液作用，叶片顶部紧贴定子内表面，这样在定子、转子、叶片和子内表面，这样在定子、转子、叶片和配油盘间形成一个个密封工作腔。配油盘间形成一个个密封工作腔。吸压油形成：吸压油形成：转子按图示方向旋转，右边的叶片逐渐转子按图示方向旋转，右边的叶片逐渐伸出，密封容积逐步增大，完成吸油。相反，左边的伸出，密封容积逐步增大，完成吸油。相反，左边的叶片逐渐推入转子槽内，密封容积逐步减小，完成压叶片逐渐推入转子槽内，密封
19、容积逐步减小，完成压油。在吸、压油间有一段封油区隔开，保证正常工作。油。在吸、压油间有一段封油区隔开，保证正常工作。分类：分类：转子旋转一周每个密封工作腔完成一次吸、压油，故称单作用式叶转子旋转一周每个密封工作腔完成一次吸、压油，故称单作用式叶片泵。且转子受径向不平衡液压力作用，又称非卸荷式叶片泵。片泵。且转子受径向不平衡液压力作用，又称非卸荷式叶片泵。3.3.1 3.3.1 双作用式叶片泵双作用式叶片泵工作原理工作原理双作用叶片泵双作用叶片泵 密封容积的构成：密封容积的构成：转子和定子中心重合，转子和定子中心重合，定子内表面近似椭圆形。转子转动时，定子内表面近似椭圆形。转子转动时，叶片在离心
20、惯性力和根部压力油作用下，叶片在离心惯性力和根部压力油作用下，叶片顶部紧贴定子内表面，叶片、定子叶片顶部紧贴定子内表面，叶片、定子内表面、转子外表面和配油盘间形成若内表面、转子外表面和配油盘间形成若干个密封工作腔。干个密封工作腔。吸压油形成：吸压油形成：转子按图示方向旋转，叶片外伸，密转子按图示方向旋转，叶片外伸，密封容积增大，吸入油液。相反，叶片被定子内壁逐封容积增大，吸入油液。相反，叶片被定子内壁逐渐压进槽内，密封容积逐步变小，压出油液。渐压进槽内，密封容积逐步变小，压出油液。分类：分类：转子每转一周，每个工作腔完成两次吸、压油，故称双作用式叶片泵。转子每转一周，每个工作腔完成两次吸、压油
21、，故称双作用式叶片泵。有两个吸、压油腔，作用在转子上的油液压力平衡，又称卸荷式叶片泵。有两个吸、压油腔，作用在转子上的油液压力平衡，又称卸荷式叶片泵。双作用叶片泵双作用叶片泵1-1-定子定子 2-2-转子转子 3-3-叶片叶片 3.3 3.3 叶片泵叶片泵叶片泵的优缺点及应用叶片泵的优缺点及应用 优点优点缺点缺点应用应用流量比齿轮泵均匀，运转平稳，噪声小；工作压力较高，容积效流量比齿轮泵均匀，运转平稳，噪声小；工作压力较高，容积效率也较高；单作用式叶片泵易于实现流量调节，双作用式叶片泵率也较高；单作用式叶片泵易于实现流量调节，双作用式叶片泵所受径向液压平衡，寿命长；结构紧凑，轮廓尺寸小，流量大
22、。所受径向液压平衡，寿命长；结构紧凑，轮廓尺寸小，流量大。自吸性能较齿轮泵差，对吸油条件要求较严格、转速必须在自吸性能较齿轮泵差，对吸油条件要求较严格、转速必须在5001500r/min5001500r/min内；对油污敏感，叶片易被杂质咬死，工作可靠性内；对油污敏感，叶片易被杂质咬死，工作可靠性较差；结构较复杂，制造精度较高，价格较高。较差；结构较复杂，制造精度较高，价格较高。一般用于中压（一般用于中压（6.3MPa6.3MPa）系统中，在机床控制中应用十分广泛，）系统中，在机床控制中应用十分广泛，特别是双作用式叶片泵因流量脉动很小，在精密机床中广泛应用。特别是双作用式叶片泵因流量脉动很小，
23、在精密机床中广泛应用。3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 柱塞泵按柱塞排列和运动方式的不同分轴向柱塞泵和径柱塞泵按柱塞排列和运动方式的不同分轴向柱塞泵和径向柱塞泵。向柱塞泵。柱塞泵类型柱塞泵类型 是柱塞的轴线和传动轴的轴线平行。是柱塞的轴线和传动轴的轴线平行。又分：斜盘式和斜轴式。又分：斜盘式和斜轴式。轴向柱塞泵轴向柱塞泵是柱塞的轴线和传动轴的轴线垂直。是柱塞的轴线和传动轴的轴线垂直。径向柱塞泵径向柱塞泵工作原理工作原理轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的工作原理 1 1-斜盘斜盘 2 2-柱塞柱塞 3-3-缸体缸体 4 4-配流盘配流盘3.4.1 3.4.1 轴向柱塞泵轴向柱塞泵结构：结构：柱塞和配油
24、盘形成若干个密封工作油腔，斜盘倾角柱塞和配油盘形成若干个密封工作油腔，斜盘倾角(斜盘工作表斜盘工作表面与垂直于轴线方向的夹角面与垂直于轴线方向的夹角)为为。油缸体内均布着几个柱塞孔，柱塞。油缸体内均布着几个柱塞孔，柱塞在柱塞孔里滑动。在柱塞孔里滑动。柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动，柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动，使得密封油腔容积变化而实现吸油和压油。使得密封油腔容积变化而实现吸油和压油。吸、压油：吸、压油：当传动轴带着缸体和柱塞一起逆当传动轴带着缸体和柱塞一起逆时针旋转时，柱塞在缸体内作往复运动。在时针旋转时，柱塞在缸体内作往复运动。在自下而上回转的半周内，柱塞逐渐向外伸出，自下而上回
25、转的半周内，柱塞逐渐向外伸出，使缸体内密封油腔容积增加，形成局部真空，使缸体内密封油腔容积增加，形成局部真空，于是油液就通过配油盘的吸油窗口于是油液就通过配油盘的吸油窗口a进入缸进入缸体中。在自上而下的半周内，柱塞被斜盘推体中。在自上而下的半周内，柱塞被斜盘推着逐渐向里缩回，使密封油腔容积减小，将着逐渐向里缩回，使密封油腔容积减小，将液体从配油窗口液体从配油窗口b排出去。这样，缸体每转排出去。这样，缸体每转动一周，完成一次吸油和一次压油。动一周，完成一次吸油和一次压油。(1)(1)柱塞和柱塞孔的加工、装配精度高柱塞和柱塞孔的加工、装配精度高 (2)(2)缸体端面间隙能自动补偿：弹簧力、液压力共
26、同作用。缸体端面间隙能自动补偿：弹簧力、液压力共同作用。(3)(3)滑履结构：斜盘式轴向柱塞泵中，个柱塞球形头部直接接触斜盘而滑动，滑履结构：斜盘式轴向柱塞泵中，个柱塞球形头部直接接触斜盘而滑动，为点接触。当工作压力大时，通常在柱塞头部装一滑履，经压力油作用，滑为点接触。当工作压力大时，通常在柱塞头部装一滑履，经压力油作用，滑 履和斜盘间形成液体润滑，改善接触应力。履和斜盘间形成液体润滑，改善接触应力。(4)(4)轴向塞泵没有自吸能力轴向塞泵没有自吸能力(5)(5)变量机构：主体部分大致变量机构：主体部分大致相同，变量机构有手动、手动相同，变量机构有手动、手动伺服、恒功率、恒变量等。伺服、恒功
27、率、恒变量等。结构特点结构特点3.4.1 3.4.1 轴向柱塞泵轴向柱塞泵滑履结构滑履结构 手动伺服变量机构手动伺服变量机构1 1-缸筒缸筒 2 2-活塞活塞 3-3-伺服阀阀芯伺服阀阀芯 4 4-斜斜盘盘 结构举例结构举例 3.4.1 3.4.1 轴向柱塞泵轴向柱塞泵3.4.2 3.4.2 径向柱塞泵径向柱塞泵结结构构简简 图图 径向柱塞泵的工作原理径向柱塞泵的工作原理 1 1-柱塞柱塞 2 2-转子转子 3 3-衬套衬套 4 4-定子定子 5 5-配流配流轴轴a a、b-b-吸油孔吸油孔 b b、c-c-排油腔排油腔 e-e-偏心距偏心距 工作原理工作原理3.4.2 3.4.2 径向柱塞泵
28、径向柱塞泵吸、压油：吸、压油：转子顺时针旋转时，上半周的柱塞往外转子顺时针旋转时，上半周的柱塞往外滑动，柱塞底部的密封容积增大，从滑动，柱塞底部的密封容积增大，从a a孔实现吸油；孔实现吸油；下半周的柱塞往里滑动，柱塞孔内的密封工作容积下半周的柱塞往里滑动，柱塞孔内的密封工作容积减小，从减小，从b b孔实现压油。孔实现压油。类型：类型：转子每转一周，柱塞在缸孔内吸、压油各一转子每转一周，柱塞在缸孔内吸、压油各一次。当移动定子改变偏心距次。当移动定子改变偏心距e的大小时，泵的排量就的大小时，泵的排量就得到改变；当移动定子使偏心距从正值变为负值时，得到改变；当移动定子使偏心距从正值变为负值时，泵的
29、吸、压油腔就互换。因此径向柱塞泵可以制成泵的吸、压油腔就互换。因此径向柱塞泵可以制成单向或双向变量泵。单向或双向变量泵。特点及应用：特点及应用：径向尺寸大，转动惯量大，自吸能力径向尺寸大，转动惯量大，自吸能力差，且配流轴受到径向不平衡液压力作用，易磨损，差，且配流轴受到径向不平衡液压力作用，易磨损，限制了转速与压力的提高，故应用范围较小。常用限制了转速与压力的提高，故应用范围较小。常用于拉床、压力机或船舶等大功率系统。于拉床、压力机或船舶等大功率系统。构造：构造：转子的中心与定子中心之间有一偏心距转子的中心与定子中心之间有一偏心距e，柱塞径向排，柱塞径向排列安装在缸体中，转子旋转，柱塞在离心力
30、列安装在缸体中，转子旋转，柱塞在离心力(或低压油或低压油)作用作用下抵紧定子内壁，形成若干个密封工作腔。下抵紧定子内壁，形成若干个密封工作腔。优点：柱塞泵的柱塞与缸体内控均是圆柱面，因此加工方便，配合精度高，密封性好，具有压力高、结构紧凑、效率高及流量易于调节。缺点：自吸性差，对油污敏感，结构复杂，成本高。应用：常用于高压、大流量、变量的系统中，如：拉床、液压机、起重机设备等。3.4.3 3.4.3 柱塞泵的特点柱塞泵的特点 螺杆泵螺杆泵 螺杆泵的工作机构是由互相啮合且装于定子内的三根螺杆组成，螺杆泵的工作机构是由互相啮合且装于定子内的三根螺杆组成，中间一根为主动螺杆，由电机带动，旁边两根为从
31、动螺杆、另外还中间一根为主动螺杆，由电机带动，旁边两根为从动螺杆、另外还有前、后端盖等主要零件组成。有前、后端盖等主要零件组成。三螺杆泵三螺杆泵1 1后盖后盖 2 2泵体泵体 3 3主动螺杆主动螺杆 4 4从动螺杆从动螺杆 5 前盖前盖3.5 3.5 螺杆泵螺杆泵特点及应用：特点及应用：螺杆泵流量均匀，理论上螺杆泵流量均匀，理论上无脉动，噪声小，自吸性好，无脉动，噪声小，自吸性好，且对油污不敏感。但结构复杂、且对油污不敏感。但结构复杂、加工精度高，加工困难。常用加工精度高，加工困难。常用于对流量、压力的均匀性和工于对流量、压力的均匀性和工作平稳性有较高要求的精密机作平稳性有较高要求的精密机床液
32、压系统中。床液压系统中。工作原理：工作原理：螺杆的啮合线把主、从动螺杆的螺旋槽分割成多个相互隔离的密封腔。随着螺杆的螺杆的啮合线把主、从动螺杆的螺旋槽分割成多个相互隔离的密封腔。随着螺杆的旋转，这些密封工作腔一个接一个地在左端形成，不断地从左到右移动。主动螺杆每转一周，旋转，这些密封工作腔一个接一个地在左端形成，不断地从左到右移动。主动螺杆每转一周，每个工作腔便移动一个导程。密封工作腔在左端形成时容积逐渐增大并吸油，在右端消失时，每个工作腔便移动一个导程。密封工作腔在左端形成时容积逐渐增大并吸油，在右端消失时，容积逐渐增小，并压油。螺杆直径愈大，螺旋槽愈深，泵的排量就愈大；螺杆愈长，吸、压油容
33、积逐渐增小，并压油。螺杆直径愈大，螺旋槽愈深，泵的排量就愈大；螺杆愈长，吸、压油口之间密封层次愈多，泵的额定压力就愈高。口之间密封层次愈多，泵的额定压力就愈高。3.6 3.6 液压泵的选用液压泵的选用 液压泵是液压系统的动力元件，其作用是供给系统一定流量和压液压泵是液压系统的动力元件，其作用是供给系统一定流量和压力的油液，因此也是液压系统的核心元件。合理地选择液压泵对于降力的油液，因此也是液压系统的核心元件。合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。证系统的可靠工作都
34、十分重要。液压泵的选用原则液压泵的选用原则 首先看有无变量要求，有变量要求，首选径向柱塞泵、轴向柱塞泵、首先看有无变量要求，有变量要求，首选径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用式叶片泵；其次看工作压力，低压系统或辅助装置选低压齿轮泵，单作用式叶片泵；其次看工作压力，低压系统或辅助装置选低压齿轮泵，中压系统多选叶片泵，高压系统多选柱塞泵；再看工作环境，齿轮泵抗中压系统多选叶片泵，高压系统多选柱塞泵；再看工作环境，齿轮泵抗污染最好；然后对比噪声指数，低噪声用内啮合齿轮泵、双作用叶片泵污染最好；然后对比噪声指数，低噪声用内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量最均匀；最后对比各种
35、泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量最均匀；最后对比各种泵的效率，轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率的效率，轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高，同一排量的泵在额定工况下总效率最高。高，同一排量的泵在额定工况下总效率最高。常见液压泵的技术性能及应用范围常见液压泵的技术性能及应用范围3.6 3.6 液压泵的选用液压泵的选用3.7 3.7 液压泵常见故障及维修液压泵常见故障及维修1.1.不出油、输油量不足、压力跟不上不出油、输油量不足、压力跟不上2.2.噪声严重，压力波动厉害噪声严重，压力波动厉害故障分析故障分析解决方法解决方法电机转向不对检查电机转向
36、是否正确吸油管或过滤器被堵疏通管道、清晰过滤器、更换油液轴向或径向间隙过大检查并及时更换零件连接处泄漏或系统混入空气紧固连接螺钉，防空气混入系统油液粘度太大或油温过高正确选用油液，控制油温故障分析故障分析解决方法解决方法吸油管及过滤器堵塞或过滤器容量小正确选用并常清洗过滤器，使吸油畅通吸油管密封处漏气或油液中有气泡连接或密封处加油、拧紧接头更换密封圈泵与联轴器不同心调整使其同心油位低及时加油油温低或粘度高加热到适当温度泵轴承损坏检查泵轴承部分的油温3.3.泵轴颈油封漏油泵轴颈油封漏油故障分析：故障分析：漏油使管道漏油使管道液阻增大，泵体内压力液阻增大，泵体内压力超过油封许用值。超过油封许用值。
37、解决方法：解决方法：检查泵体上检查泵体上的泄油口是否单独接油的泄油口是否单独接油箱，在泵泄油口处接压箱，在泵泄油口处接压力表控制压力值小于力表控制压力值小于0.08MPa。3.8 3.8 液压马达液压马达 从能量互相转换的观点看，泵和马达是统一体矛盾的两个方面，它们可以依一定从能量互相转换的观点看，泵和马达是统一体矛盾的两个方面，它们可以依一定条件而变化。当电动机带动其转动时，即为泵，输出压力油条件而变化。当电动机带动其转动时，即为泵，输出压力油(流量和压力流量和压力)；当向其通；当向其通入压力油时，即为马达，输出机械能入压力油时，即为马达，输出机械能(扭矩和转速扭矩和转速)。从工作原理上讲，
38、它们是可逆的，但由于用途不同，故在结构上各有其特点。因从工作原理上讲，它们是可逆的，但由于用途不同，故在结构上各有其特点。因此，在实际工作中大部分泵和马达是不可逆的。此，在实际工作中大部分泵和马达是不可逆的。液压马达和液压泵的区别在于：液压马达和液压泵的区别在于：作用上相反，结构上相似，原理上互逆。作用上相反，结构上相似，原理上互逆。液压马达液压马达 是液压系统的执行元件，其作用是将液压能转变为机械是液压系统的执行元件，其作用是将液压能转变为机械能从而对负载做功。能从而对负载做功。液压马达分类液压马达分类按转速分按转速分按排量分按排量分定量液压马达定量液压马达变量液压马达变量液压马达高转速液压
39、马达高转速液压马达低速大转矩液压马达低速大转矩液压马达齿轮式、叶片式、柱塞式齿轮式、叶片式、柱塞式轴向式、径向式轴向式、径向式按结构分按结构分按结构分按结构分工作原理工作原理3.8.2 3.8.2 叶片式液压马达叶片式液压马达当压力油经过配油窗口当压力油经过配油窗口a a进入叶进入叶片片1 1和叶片和叶片3(3(或叶片或叶片5 5和叶片和叶片7)7)之间时，之间时，叶片叶片1 1和叶片和叶片3 3一侧作用高压油，另一一侧作用高压油，另一侧作用低压油，同时由于叶片侧作用低压油，同时由于叶片3 3伸出伸出的面积大于叶片的面积大于叶片1 1伸出的面积，因此伸出的面积，因此使转子产生顺时针转动的力矩。
40、同时使转子产生顺时针转动的力矩。同时叶片叶片5 5和叶片和叶片7 7的压力油作用面积之差的压力油作用面积之差也使转子产生顺时针转矩。两者之和也使转子产生顺时针转矩。两者之和即为液压马达产生的转矩。在供油量即为液压马达产生的转矩。在供油量一定的情况下，液压马达将以确定的一定的情况下，液压马达将以确定的转速旋转。位于压油腔叶片转速旋转。位于压油腔叶片2 2和叶片和叶片6 6两面同时受压力油作用，受力平衡对两面同时受压力油作用，受力平衡对转子不产生转矩。转子不产生转矩。若改变进油方向，若改变进油方向，马达便反向转动。马达便反向转动。叶片式液压马达工作原理图叶片式液压马达工作原理图 进油口进油口出油口
41、出油口径向柱塞马达工作原理径向柱塞马达工作原理 工作原理工作原理3.8.3 3.8.3 径向柱塞马达径向柱塞马达压力油经固定的配流轴窗口进入缸压力油经固定的配流轴窗口进入缸体柱塞孔时，便将柱塞推向定子内壁。体柱塞孔时，便将柱塞推向定子内壁。由于缸体与定子之间存在偏距由于缸体与定子之间存在偏距e e，定子，定子对柱塞的反作用力对柱塞的反作用力F FN N的切向分力的切向分力F FT T对缸对缸体产生一转矩，是缸体旋转并通过传体产生一转矩，是缸体旋转并通过传动轴输出转矩。压油区各个柱塞在不动轴输出转矩。压油区各个柱塞在不同位置产生的切向力不同，各柱塞产同位置产生的切向力不同，各柱塞产生的转矩之和即
42、为液压马达的输出转生的转矩之和即为液压马达的输出转矩。矩。马达与泵在结构上存在如下主要差距：1）马达靠输入压力油起动，密封容积必须密封可靠。2）马达往往要求能正反转，其配流机构对称，进、出油口大小相等。3）马达靠泵输出压力工作，不需具备自吸能力。4）马达要实现双向转动，高、低压油口要能互相变换，采用外泄式结构。5）马达起动转矩较大，其转矩脉动小，内部摩擦小，齿数、叶片数、柱塞数比泵多一些。同时，马达的轴向间隙补偿装置的压紧力系数也比泵小。3.8.4 3.8.4 液压马达与液压泵液压马达与液压泵 的结构差异的结构差异课后作业3-1 构成容积泵的基本条件是什么？3-2 液压泵的常用类型有哪些？哪些是定量泵？哪些是变量泵？其符号分别是什么？3-3 比较双作用叶片泵与单作用与单作用叶片泵在结构和工作原理方面的异同。3-4 什么是齿轮泵的困油现象？轴向柱塞泵是否也有困油现象？为什么？3-5 高速马达主要有哪些基本形式？低速马达主要有哪些基本形式？各自的主要特点是什么？