液压动力元件.pptx

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1、 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20231本章内容本章内容 液压泵概述液压泵概述 齿轮泵齿轮泵 叶片泵叶片泵 柱塞泵柱塞泵 液压泵的噪声液压泵的噪声 液压泵的选用液压泵的选用第1页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20232教学要求教学要求 掌握容积式液压泵的基本工作原理及分类、液压泵主要参数的定义和分析计算；掌握齿轮泵的工作原理和结构特点，了解齿轮泵的流量计算及其优缺点、提高外啮合齿轮泵压力的措施；掌握单

2、作用和双作用叶片泵的工作原理，了解其流量计算以及提高双作用叶片泵压力的措施；掌握限压式变量叶片泵的工作原理；掌握柱塞泵的工作原理，了解其流量计算和结构特点。第2页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20233重点难点重点难点 容积式液压泵的基本工作原理；液压泵的主要参数；齿轮泵的工作原理、结构特点；提高外啮合齿轮泵压力的措施；单作用和双作用叶片泵的工作原理；限压式变量叶片泵的工作原理；柱塞泵的工作原理、结构特点。第3页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体

3、传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20234一、液压泵概述一、液压泵概述 液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵。第4页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20235一、液压泵概述一、液压泵概述液压泵工作原理1-1-偏心轮偏心轮 2-2-柱塞柱塞 3-3-缸体缸体 4-4-弹簧弹簧 5 5、6-6-单向阀单向阀油腔第5页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 202

4、3 20236一、液压泵概述一、液压泵概述液压泵工作原理演示第6页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20237（1）具有若干个密封且又可以周期性变化的空间；当工作容积增大时，完成吸油过程；当工作容积减小时，完成排油过程。液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。（2）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力；（3）具有相应的配流机构。将吸液腔与排液腔分开。液压泵特点（基本条件）一、液压泵概述第7页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体

5、传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20238说明 容积式液压泵中的油腔处于吸油时称为吸油腔，处于压油时称为压油腔。吸油腔的压力决定于吸油高度和吸油管路的阻力。吸油高度过高或吸油管路阻力太大，会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸性能，压油腔的压力则取决于外负载和排油管路的压力损失，从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关。容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速，而与排油压力无关。但排油压力要影响泵的内泄漏和油液的压缩量，从而影响泵的实际输出流量，所以液压泵的实际输出流量随排油压力的升高而降低。一、液压泵概述第8页/共128页 中国农业

6、大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20239（1）工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。（2）额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。（3）最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。液压泵在正常工作时，其工作压力应小于或等于泵的额定压力。一、液压泵概述液压泵的主要性能参数（压力）第9页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流

7、体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202310 排量V（mL/r）（m3/r）在不考虑泄漏的情况小，液压泵每转一周所排出的液体体积。它只与液压泵的工作容积的几何尺寸有关。理论流量qt（L/min）qt=Vn 实际流量q（L/min）q=qt-ql 由于泄漏量ql随着压力p的增大而增大，所以实际流量q随着压力p的增大而减小。额定流量qn（L/min）用来评价液压泵的供油能力，是液压泵技术规格指标之一。液压泵的主要性能参数（流量）一、液压泵概述第10页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2

8、023 202311 液压泵的功率损失 液压泵的功率损失包括容积损失和机械损失。容积损失和容积效率容积损失主要是液体泄漏造成的功率损失。液压泵的容积损失用容积效率来表征。v随着压力的增大而降低。液压泵的主要性能参数（功率）一、液压泵概述第11页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202312 机械损失和机械效率 机械损失是因摩擦而造成的功率损失。机械损失用机械效率来表征。液压泵的理论转距Tt与实际输入转距T之比。转距损失为Tl 一、液压泵概述液压泵的主要性能参数（功率）第12页/共128页 中国农

9、业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202313 液压泵的功率 输入功率Pi 在实际的计算中若油箱通大气，液压泵吸油口和压油口之间的压力差p往往用液压泵出口压力p代入。输出功率P一、液压泵概述液压泵的主要性能参数（功率）第13页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202314 总效率 液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值：理论转矩Tt的计算：一、液压泵概述液压泵的主要性能参数（功率）第14页/共128页 中国农业大学工

10、学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202315 a-a-液压泵的功率流程图液压泵的功率流程图 b-b-液压泵特性曲线液压泵特性曲线液压泵的主要性能参数一、液压泵概述第15页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202316 液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节分为定量泵和变量泵两类；按结构形式分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。液压泵的分类一、液压泵概述柱塞泵叶片泵齿轮泵定量泵轴向柱塞泵双作用叶片泵变量泵泵径向柱塞

11、泵第16页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202317液压泵的符号一、液压泵概述单向定量液压泵单向变量液压泵双向定量液压泵双向变量液压泵第17页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202318二、齿轮泵 齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵，它的抗污染能力强，价格最便宜。但一般齿轮泵容积效率较低，轴承上不平衡力大，工作压力不高，流量脉动大，运行时噪声水平较高，在高压下运行时尤为突出。齿轮泵主要用于低

12、压或噪声水平限制不严的场合。一般机械的润滑泵以及非自吸式泵的辅助泵都采用齿轮泵。从结构上齿轮泵可分为外啮合和内啮合两类，其中以外啮合齿轮泵应用更广泛，齿轮泵一般作为定量泵使用。第18页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202319二、齿轮泵外啮合齿轮泵实体图第19页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202320二、齿轮泵外啮合齿轮泵图解组成：前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外

13、啮合齿轮。第20页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202321啮合点处的齿面接触线一直起着分隔高、低压腔的作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构。压油吸油二、齿轮泵外啮合齿轮泵工作原理第21页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 2023二、齿轮泵外啮合齿轮泵工作原理第22页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四

14、月 2023 202323二、齿轮泵外啮合齿轮泵工作原理演示第23页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202324二、齿轮泵外啮合齿轮泵结构图CBCBB B齿轮泵的结构齿轮泵的结构1-1-轴承外环轴承外环 2-2-堵头堵头 3-3-滚子滚子 4-4-后泵盖后泵盖 5-5-键键 6-6-齿轮齿轮 7-7-泵体泵体 8-8-前泵盖前泵盖 9-9-螺钉螺钉 10-10-压环压环 11-11-密封环密封环 12-12-主动轴主动轴 13-13-键键 14-14-泻油孔泻油孔 15-15-从动轴从动轴 1

15、6-16-泻油槽泻油槽 17-17-定位销定位销 第24页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202325二、齿轮泵外啮合齿轮泵影片第25页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202326二、齿轮泵 实际上齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，所以通常取=3.33，则有排量流量外啮合齿轮泵流量计算第26页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20

16、 20 四月四月 2023 202327上式为外啮合齿轮泵的平均流量。特点：1)齿轮泵的平均流量与齿数成正比，而与模数的平方成比例。2)齿轮泵的流量与齿宽成正比，但齿宽的增大受齿轮所受液压径向力增加的限制，一般取齿宽 B（610）m，高压时取小值。3)提高转速可以提高泵的流量，但受泵吸入性能的限制。齿轮泵的转速一般在10001500r/min。4)另外，在容积式液压泵中，齿轮泵的流量脉动最大。二、齿轮泵外啮合齿轮泵流量第27页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202328 齿轮泵存在着三个产齿轮

17、泵存在着三个产生泄漏的部位生泄漏的部位：齿轮端面和端盖间；齿轮端面和端盖间；齿顶和壳体内孔间；齿顶和壳体内孔间；齿轮的啮合处。齿轮的啮合处。二、齿轮泵外啮合齿轮泵泄漏第28页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202329端面间隙自动补偿原理：端面间隙自动补偿原理：利用特制的通道把齿利用特制的通道把齿轮泵内压油腔的压力油引轮泵内压油腔的压力油引到浮动轴套的外侧，作用到浮动轴套的外侧，作用在一定形状和大小的面积在一定形状和大小的面积上，产生液压作用力，使上，产生液压作用力，使轴套压向齿轮端面，保证轴

18、套压向齿轮端面，保证在各种压力下，轴套始终在各种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，减小自动贴紧齿轮端面，减小齿轮泵内通过端面的泄漏，齿轮泵内通过端面的泄漏，达到提高压力的目的。达到提高压力的目的。二、齿轮泵自动补偿措施浮动浮动轴套轴套 A腔腔齿轮齿轮泵体泵体弹簧弹簧浮动轴套式浮动轴套式第29页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202330二、齿轮泵自动补偿措施端面间隙自动补偿原理：端面间隙自动补偿原理：利用泵的出口压力油引到利用泵的出口压力油引到浮动侧板的背面，使之紧贴于浮动侧板的背面，使之紧贴

19、于齿轮的端面来补偿间隙。起动齿轮的端面来补偿间隙。起动时，浮动侧板靠密封圈来产生时，浮动侧板靠密封圈来产生预紧力。预紧力。浮动侧板式浮动侧板式浮动侧浮动侧板板齿轮齿轮泵体泵体第30页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202331端面间隙自动补偿原理：端面间隙自动补偿原理：利用泵的出口压力油引到利用泵的出口压力油引到侧板的背面后，靠侧板自身的侧板的背面后，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙的，侧板变形来补偿端面间隙的，侧板的厚度较薄，内侧面要耐磨，的厚度较薄，内侧面要耐磨，这种结构采取一定措施后，易这

20、种结构采取一定措施后，易使侧板外侧面的压力分布大体使侧板外侧面的压力分布大体上和齿轮侧面的压力分布相适上和齿轮侧面的压力分布相适应。应。二、齿轮泵自动补偿措施挠性侧板式挠性侧板式挠性侧挠性侧板板齿轮齿轮泵体泵体第31页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202332二、齿轮泵外啮合齿轮泵困油现象 齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于叠系数必须大于 1 1，也就是说要求在一，也就是说要求在一对轮齿即将脱开啮合前，后面的一对轮对轮齿即将脱开啮合前，后面的一对轮齿就

21、要开始啮合，在这一小段时间内，齿就要开始啮合，在这一小段时间内，同时啮合的就有两对轮齿，这时留在齿同时啮合的就有两对轮齿，这时留在齿间的油液就困在两对轮齿和前后泵盖所间的油液就困在两对轮齿和前后泵盖所形成的一个密闭空间中，如图形成的一个密闭空间中，如图a a所示。所示。第32页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202333二、齿轮泵 当齿轮继续旋转时，这个空间的当齿轮继续旋转时，这个空间的容积逐渐减小，直到两个啮合点容积逐渐减小，直到两个啮合点A A、B B 处于节点两侧的对称位置时，如图处于节

22、点两侧的对称位置时，如图 b b所示，封闭容积减至最小。所示，封闭容积减至最小。由于油液的可压缩性很小，当封由于油液的可压缩性很小，当封闭空间的容积减小时，被困的油液受闭空间的容积减小时，被困的油液受挤压，压力急剧上升，油液从零件接挤压，压力急剧上升，油液从零件接合面的缝隙中强行挤出，使齿轮和轴合面的缝隙中强行挤出，使齿轮和轴承受到很大的径向力。承受到很大的径向力。外啮合齿轮泵困油现象第33页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202334二、齿轮泵 当齿轮继续旋转，这个封闭容当齿轮继续旋转，这个

23、封闭容积又逐渐增大到如图积又逐渐增大到如图c c 所示的最大所示的最大位置，当容积增大时会造成局部真位置，当容积增大时会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象，这些都将使齿轮泵产生气穴现象，这些都将使齿轮泵产生强烈的噪声，这就是齿轮泵的困生强烈的噪声，这就是齿轮泵的困油现象。油现象。外啮合齿轮泵困油现象第34页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202335困油现象的危害困油现象的危害：使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失

24、及液体发热等不良现象；溶解于液体中的空气便析出产生气泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。二、齿轮泵外啮合齿轮泵困油现象第35页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202336消除困油现象：消除困油现象：在齿轮泵的两侧侧板上或浮动轴套上各开2个卸荷槽。非对称式；必须保证在任何时候都不能使吸油腔与压油腔相互串通；这样的齿轮泵不能反转。二、齿轮泵外啮合齿轮泵卸荷第36页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 20

25、2337非对称卸荷槽尺寸二、齿轮泵外啮合齿轮泵卸荷第37页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202338二、齿轮泵外啮合齿轮泵径向不平衡力第38页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202339危害：径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。二、齿轮泵外啮合齿轮泵径向不平衡力措施：开压力平衡槽；减小压油口；减少齿轮的齿数；适当增大径向间隙；第39页/共128页

26、 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202340二、齿轮泵外啮合齿轮泵径向不平衡力压力平衡槽压力平衡槽吸油区压油区第40页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202341二、齿轮泵外啮合齿轮泵径向不平衡力减小压油口减小压油口第41页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202342二、齿轮泵内啮合齿轮泵实体图第42页/

27、共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202343二、齿轮泵内啮合齿轮泵图解第43页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202344内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两种。摆线齿轮泵又称为转子泵，两齿轮相差一个齿。二、齿轮泵内啮合齿轮泵工作原理第44页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202345二、齿

28、轮泵内啮合齿轮泵工作演示第45页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202346二、齿轮泵螺杆泵剖面图第46页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202347二、齿轮泵螺杆泵工作原理第47页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202348二、齿轮泵螺杆泵工作演示第48页/共128页 中国农业大学工学院中国

29、农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202349齿轮泵的优点是：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。其缺点是：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵比较，有：体积小，流量脉动小，噪声小，但加工困难，使用受到限制。二、齿轮泵优缺点第49页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202350 结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命较长

30、。吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高。三、叶片泵第50页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202351 叶片泵根据作用次数的不同，可分为单作用和双作叶片泵根据作用次数的不同，可分为单作用和双作用两种。用两种。单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各一次。单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各一次。双作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各二次。双作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各二次。双作用叶片泵一般为定量泵；单作用叶片泵一般为双作用叶片泵一般为定量泵；单作

31、用叶片泵一般为变量泵。变量泵。三、叶片泵叶片泵分类第51页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202352三、叶片泵叶片泵实体图第52页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202353三、叶片泵单作用叶片泵工作原理转子定子叶片压油区吸油区封油区封油区壳体第53页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 2023

32、54三、叶片泵单作用叶片泵结构第54页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202355三、叶片泵单作用叶片泵工作演示第55页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202356单作用叶片泵的排量可以由右侧式子计算：实际流量为：在计算中不考虑叶片厚度和倾角在计算中不考虑叶片厚度和倾角影响的缘故：影响的缘故：叶片槽底部的吸油和压油恰好补叶片槽底部的吸油和压油恰好补偿了叶片厚度及倾角所占据体积而引偿了叶片厚度及

33、倾角所占据体积而引起的排量和流量的减小。起的排量和流量的减小。三、叶片泵单作用叶片泵流量计算第56页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202357 考虑流量脉动，单作用叶片泵的叶片数为奇数，一般为13或15片。叶片倾角为后倾，有利于叶片在离心力作用下向外伸出。改变偏心距便可改变流量。压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通，叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。由于转子受有不平衡的径向液压作用力，所以这种泵一般不宜用于高压。三、叶片泵单作用叶片泵特点第

34、57页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202358三、叶片泵双作用叶片泵组成第58页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202359三、叶片泵双作用叶片泵图解第59页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202360三、叶片泵双作用叶片泵工作原理定子转子叶片第60页/共128页 中国农业大学工学院中国农

35、业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202361三、叶片泵双作用叶片泵工作演示第61页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202362三、叶片泵双作用叶片泵工作演示第62页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202363三、叶片泵双作用叶片泵结构第63页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制

36、工程实验室 20 20 四月四月 2023 202364排量:考虑泵的容积效率，双作用叶片泵的流量为：考虑流量的脉动,双作用叶片泵的叶片数均为偶数，一般为12或16片。三、叶片泵双作用叶片泵流量计算第64页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202365三、叶片泵双作用叶片泵结构特点 双作用叶片泵由于有两个吸油腔和压油腔，并且各自的中心夹角是对称的，所以作用在转子上的油液压力相互平衡，因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。为了要使径向力完全平衡，密封空间数（即叶片数）应当是双数。第65页/共128页

37、 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202366（1）配油盘封油区所对应的夹角必须等于或稍大于两个叶片之间的夹角；叶片根部与高压油腔相通，保证叶片紧压在定子内表面上；在配油盘上开三角槽。三、叶片泵双作用叶片泵结构特点吸油窗口吸油窗口吸油窗口吸油窗口压压油油窗窗口口压压油油窗窗口口第66页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202367（2）定子内表面曲线叶片不发生脱空；获得尽量大的理论排量；减小冲击，以降低噪声，

38、减少磨损；提高叶片泵流量的均匀性，减小流量脉动。常用定子内表面曲线有：阿基米德曲线，正弦曲线，等加速-等减速曲线，高次曲线等。三、叶片泵双作用叶片泵结构特点第67页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202368（3）叶片倾角 压力角：定子对叶片的法向反力FN与径向方向的夹角。倾角：叶片与径向半径的夹角。将叶片顺着转子转动方向前倾一个角度，这样就可以减小侧向力FT，使叶片在槽中移动灵活，并可减少磨损。液压泵的叶片倾角一般取为1014。三、叶片泵双作用叶片泵结构特点第68页/共128页 中国农业大学

39、工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202369 由于一般双作用叶片泵的叶片底部通压力油，就使得处于吸油区的叶片顶部和底部的液压作用力不平衡，叶片顶部以很大的压紧力抵在定子吸油区的内表面上，使磨损加剧，影响叶片泵的使用寿命，尤其是工作压力较高时，磨损更严重，因此吸油区叶片两端压力不平衡，限制了双作用叶片泵工作压力的提高。三、叶片泵双作用叶片泵结构特点第69页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202370（1 1）减小作用在叶

40、片底部的油液压力）减小作用在叶片底部的油液压力 将泵的压油腔的油通过阻尼槽或内装式小减压阀通到吸油区的叶片底将泵的压油腔的油通过阻尼槽或内装式小减压阀通到吸油区的叶片底部，使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不致过大。部，使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不致过大。（2 2）减小叶片底部承受压力油作用的面积）减小叶片底部承受压力油作用的面积 叶片底部受压面积为叶片的宽度和叶片厚度的乘积，因此减小叶片的叶片底部受压面积为叶片的宽度和叶片厚度的乘积，因此减小叶片的实际受力宽度和厚度，就可减小叶片受压面积。实际受力宽度和厚度，就可减小叶片受压面积。（3 3）使叶片顶端和底部的液

41、压作用力平衡）使叶片顶端和底部的液压作用力平衡 适当选择叶片顶部棱边的宽度，可以使叶片对定子表面既有一定的压适当选择叶片顶部棱边的宽度，可以使叶片对定子表面既有一定的压紧力，又不致使该力过大，为了使叶片运动灵活，对零件的制造精度将提紧力，又不致使该力过大，为了使叶片运动灵活，对零件的制造精度将提出较高的要求。出较高的要求。三、叶片泵提高双作用叶片泵压力的措施第70页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202371减小叶片作用面积的高压叶片泵叶片结构减小叶片作用面积的高压叶片泵叶片结构阶梯叶片三、叶

42、片泵提高双作用叶片泵压力的措施复合式叶片（子母叶片）第71页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202372叶片液压力平衡的高压叶片泵叶片结构叶片液压力平衡的高压叶片泵叶片结构 双叶片结构 叶片装弹簧结构三、叶片泵提高双作用叶片泵压力的措施第72页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202373 为了要得到较高的工作压力，也可以不用高压叶片泵，而用双级叶片泵，双级叶片泵是由两个普通压力的单级叶片泵装在

43、一个泵体内在油路上串接而成的，如果单级泵的压力可达7.0MPa，双级泵的工作压力就可达14.0MPa。三、叶片泵双级叶片泵第73页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202374三、叶片泵双联叶片泵第74页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202375 双联叶片泵是由两个单级叶片泵装在一个泵体内在油路上并联组成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转，并各有独立的出油口，两个泵可以是相等流量的，也可以

44、是不等流量的。双联叶片泵常用于有快进和工作进给要求的机械加工的专用机床中，这时双联泵由一小流量泵和一大流量泵组成，当快速进给时，两个泵同时供油（此时压力较低），当工作进给时，由小流量泵供油（此时压力较高），同时在油路系统上使大流量泵卸荷，这与采用一个高压大流量的泵相比，可以节省能源，减少油液发热。三、叶片泵双联叶片泵第75页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202376三、叶片泵限压式变量叶片泵实体图第76页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控

45、制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202377三、叶片泵限压式变量叶片泵图解第77页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202378三、叶片泵限压式变量叶片泵图解第78页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202379三、叶片泵限压式变量叶片泵工作原理转子转子定子定子吸油窗口吸油窗口柱塞柱塞螺钉螺钉柱塞缸柱塞缸通道通道压油窗口压油窗口调压弹簧调压弹簧调压螺钉调压螺钉第79页/共128页 中

46、国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202380三、叶片泵限压式变量叶片泵性能分析当 时 定子相对于转子的偏向量最大，输出流量最大；当 时 定子相对于转子的偏向量减小，输出流量减小；当 时 为转折点。式中：为调定压力，为弹簧刚度，为弹簧的预压缩量。第80页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202381a)调节流量调节螺钉可调节最大偏心量的大小。从而改变叶片泵的最大输出流量，特性曲线AB段上下平移，pB变而pmax不

47、变；b)调节调压螺钉可改变调定压力pB的大小，特性曲线BC左右平移；c)改变弹簧的刚度k时，可以改变BC段的斜率。定子上的受力平衡方程为所以三、叶片泵限压式变量叶片泵性能分析第81页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202382三、叶片泵限压式变量叶片泵工作演示第82页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202383三、叶片泵限压式变量叶片泵结构第83页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工

48、学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202384 （1）在限压式变量叶片泵中，当叶片处于压油区时，叶片底部通压力油，当叶片处于吸油区时，叶片底部通吸油腔。（2）叶片也有倾角，但倾斜方向正好与双作用叶片泵相反。（3）限压式变量叶片泵结构复杂，轮廓尺寸大，相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高；但是，它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热。三、叶片泵限压式变量叶片泵结构特点第84页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流

49、体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202385四、柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。液压泵。第85页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202386 参数高：额定压力高，转速高，泵的驱动功率大；效率高：容积效率为95左右，总效率为90左右；寿命长；变量方便，形式多；单位功率的重量轻；柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。四、柱塞泵柱塞泵的优点第

50、86页/共128页 中国农业大学工学院中国农业大学工学院 流体传动与控制工程实验室流体传动与控制工程实验室 20 20 四月四月 2023 202387 结构较复杂，零件数较多；自吸性差；制造工艺要求较高，成本较贵；对油液的污染较敏感，要求较高的过滤精度。四、柱塞泵柱塞泵的缺点 常用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，常用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械等。如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械等。第87页/共128页88 按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。按配流方式的不同，可分为阀式配流柱塞泵、配油轴配