第3章液压泵

吸
压
四、叶片泵的常见故障及排除方法
故障 产生原因
1．叶片顶部倒角太小 2．叶片各面不垂直 3．定子内表面被刮伤或磨损，产生运 动噪声 4．由于修磨使配油盘上三角形卸荷槽 太短，不能消除困油现象 5．配油盘端面与内孔不垂直，旋转时 刮磨转子端面而产生噪声 6．泵轴与原动机不同轴
排除方法
1．重新倒角（不小于1×45°）或修成 圆角 2．检查，修磨 3．抛光，有的定子可翻转180°使用 4．锉修卸荷槽 5．修磨配油盘端面，保证其与内孔的垂 直度小于0.005～0.01mm 6．调整连轴器，使同轴度小于ф0.1mm
A
1 2 R 2
V 2 Re
2 4 Re b b z z
4 Re b 排量： V V z z 4 Re b 2Deb z
D — 2*R
实际流量：Q 2beD nv
式中：b - 叶片宽度 e – 偏心距 z – 叶片数 D - 定子内径
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由于存在内、外泄漏Δqv，所以q小于qt ，即qVt＝ qv＋Δqv
容积效率ηv：泵实际流量和理论流量之比，即 qV qVt qV V qVt qVt 容积效率是描述泵性能好坏的重要指标。 在一定范围内，泵的泄漏随泵的工作压力增 高而线性增大，所以容积效率随泵工作压力的增 高而降低。(空载流量与理论流量相等)

密封容积由小变大时吸油；由大变小时压油。
2）有配油机构。
保证密封容积由小变大时，只与吸油管相通；密封容 积由大变小时，只与压油管相通（如两个单向阀）。
二、液压泵的性能参数
1.压力 输出压力：液压泵工作时实际工作压力，取决于负载
最高压力：液压泵在短暂运行时间内所允许的最高压 力，由安全阀调节。 额定压力：在正常工作条件下，按试验标准的规定， 能连续运转的最高压力，超过此值即为过 载，它取决于泵的结构强度和密封，保证 泵工作寿命。
一、外啮合齿轮泵原理和结构 1. 结构：齿轮、壳体、端盖等
动画演示
2. 工作原理
密封工作腔：泵体、端盖 和齿轮的各个齿间槽组成了若 干个密封工作容积。
齿轮啮合线将吸油区和压 油区隔开，起配流作用。
吸油过程：轮齿脱开啮合→V ↑ → p ↓ →吸油； 排油过程：轮齿进入啮合→V ↓ → p ↑ →排油。
§3.2 齿轮泵
齿轮泵的分类
分类
{
{ 渐开线 按齿形曲线 { 摆线
按啮合形式 按齿面
外啮合 内啮合
{
直齿 斜齿 人字齿
齿轮泵优缺点和用途
优点：百度文库构简单紧凑，体积小，质量轻，工作可 靠，自吸性能好，对油液污染不敏感，便于制造、 维修。 缺点：泄露大，流量脉动大，噪声高，径向不平 衡力大。 用途：工作压力30Mpa的低压系统。
噪声大
容积效 率低 或压 力不 能升 高
1．个别叶片在转子槽内移动不灵活甚 至卡住 2．叶片装反 3．叶片顶部与定子内表面接触不良 4．叶片与转子叶片槽配合间隙过大 5．配油盘端面磨损 6．限压式变量泵限定压力调得太小 7．限压式变量泵的调压弹簧变形或太 软 8．变量泵的反馈缸柱塞磨损
1．检查，选配叶片或单槽研配保证间隙 2．重新装配 3．修磨定子内表面或更换叶片 4．选配叶片，保证配合间隙 5．修磨或更换 6．重新调整压力调节螺钉 7．更换合适的弹簧 8．更换新柱塞
§3.5 柱塞泵

径向式

轴向式
一、轴向柱塞泵 1. 工作原理

密封工作腔（缸体孔、柱塞底部）
由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体
转动时沿轴线作往复运动，底部密封容积
变化，实现吸油、排油。

吸油过程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油；
排油过程：柱塞缩回→v↓→p↑→排油。
2.典型结构
缸体、柱塞、配油盘、斜盘
* 缸体转动
* 斜盘、配油盘不动


* 柱塞伸出
{ 机械装置
低压油
吸油过程：π~2π，柱塞伸出，密闭腔容积增加，a腔；
压油过程：0~ π，柱塞压缩，密闭腔容积减少，b腔。
3. 流量计算
一个柱塞密封空间变化量:
V D tg h 4 tg h D tg D 2 d 排量: V V z D tg z 4 式中： d - 柱塞直径 d2 D tg znv D - 柱塞分布圆直径δ 流量: q Vnv 4
1．修磨齿轮及泵盖端面，并清除齿形上 毛刺 2．校正或更换齿轮轴 3．适当拧紧 4．更换零件 1．检测泵体、齿轮，重配间隙 2．修理或更换侧板和轴套
流量不足或 压力不 能升高
1．齿轮端面与泵盖接合面严重拉伤，使轴向间隙 过大 2．径向不平衡力使齿轮轴变形碰擦泵体，增大径 向间隙 3．泵盖螺钉过松 4．中、高压泵弓形密封圈破坏、或侧板磨损严重 1．轴向间隙与径向间隙过小 2．侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦

单作用叶片泵工作原理动画演示
3. 流量计算
V V1 V2
1 1 2 ' ' 2 V1 (OA B OA B ) b [ ( R e ) r ]b 1 1 1 1 2 2 1 1 ' ' V2 (OA2 B2 OA2 B2 )b [ ( R e)2 r 2 ]b 2 2 1 V （ [ R e) 2 ( R e) 2 ]b 2 1 [( R 2 2 Re e 2 ) ( R 2 2 Re e 2 )]b 2 2 1 4 Re b 2 Re b 2 z
T-液压泵输入的实际转矩； T-液压泵的损失转矩；
三、液压泵的分类及图形符号
按其排量能否调节分为： 。定量泵（马达） 。变量泵（马达） 按结构形式可分为：
。齿轮式
。叶片式 。柱塞式 。螺杆式
a.单向定量液压泵 b.双向定量液压泵 c.单向变量液压泵 d.双向变量液压泵
作业3H1
1、某泵转速n=950转/分，理论流量为160升/分，在 压力为29.5Mpa时，相同转速下的实际流量为150升/ 分，泵的总效率为η=0.87， 求：（1）容积效率 v ？（2）机械效率 m ？ （3）驱动泵的电机功率N ? （4）驱动此泵需要多大 转矩 2、液压泵进口压力 pi 0MPa ， 出口压力 po 32MPa， 实际输出流量 Q 250 L min ，泵输入转矩 T i 1350 N ， m 输入转速 n 1000 r min ，容积效率 0.96 。试求： （1）泵的总效率 （2）泵的输出功率 P0 （3）泵的 机械效率 m （4）泵的理论功率 Pt
过热
§3-4 叶片泵
§3-4 叶片泵
分类
{
单作用 双作用
每转排油一次 每转排油两次
优点：结构紧凑，运动平稳，输出流量均 匀、脉动小、噪声低以及寿命长。 缺点：自吸性能差、对油液污染敏感、结 构较复杂。 应用：低压系统6-21Mpa
一、单作用叶片泵
1. 结构： 转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。
动画演示
3、外啮合齿轮泵结构上存在的三个问题 1). 困油现象
a) 产生原因： ε> 1，构成闭死容积Vb 压 Vb由大→小，p↑↑， 油液发热，轴承磨损。 Vb由小→大，p ↓↓， 气蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。 b) 危害：影响工作、缩短寿命
c) 措施：开卸荷槽 原则： Vb由大→小，与压油腔相通 Vb由小→大，与吸油腔相通 保证吸、压油腔始终不通
1．用涂脂法查出泄漏处。用密封胶涂敷 管接头并拧紧；修磨泵体与泵盖结合 面保证平面度不超过0.005mm；用环 氧树脂黏结剂涂敷堵头配合面再压进； 更换密封圈 2．适当拧紧 3．重新安装，使其同心，紧固连接件 4．更换齿轮或研磨修整 5．配磨齿轮、泵体和泵盖 6．检查并修复有关零件 7．修整卸荷槽，保证两槽距离 8．拆检，更换损坏件 9．拆检，重装调整
一、 液压泵的工作原理 (1) 液压泵的工作原理 液压传动系统中使用的液压泵都是靠密封的工 作空间的容积变化进行工作的，称为容积式的液压 泵（马达），其工作原理如图所示。
动画演示
吸油：密封容积增大，形成局部真空； 压油：密封容积减小，压力增加。 容积式泵: 依靠密封容积的变化来吸油、压油。 两个特征： 1）有周期性的密封容积变化。
吸
2）径向力不平衡
1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小排油口。 ※ 排油口缩小后， 安装时注意不能反转。
3）泄漏
1) 泄漏途径：轴向间隙 80% ql 径向间隙 15% ql 啮合处间隙 5% ql 2) 危害：ηv↓ 3) 防泄措施： a) 减小轴向间隙 b) 轴向间隙补偿装置 浮动侧板 浮动轴套
二、双作用叶片泵
1. 结构特点： ●定子和转子同心； ●定子内曲线由四段圆弧 和四段过渡曲线组成； ●配油盘上有四个月牙形 窗口。
2. 工作原理

旋转一周，完成二次吸油，二次排油——双作用泵 径向力平衡——平衡式叶片泵 （两个吸油区，两个排油区）
双作用叶片泵工作原理动画演示
3. 流量计算
1）流量：
二、内啮合齿轮泵
1. 渐开线齿轮泵 工作原理相似 特点:



结构紧凑，尺寸小，重量轻 流量脉动小，噪声小。 应用于汽车自动变速器
2. 摆线齿轮泵（转子泵）
特点:
结构简单，体积小 重叠系数大，传动平稳 吸油条件好 脉动小，噪声小 齿形复杂，加工精度要 求高，造价高。 应用：汽车自动变速器
V A h
d2
4
h
d2
q ∝ tgδ , δ ↑ q ↑ ;δ ↓ q ↓。
2．排量、流量、容积效率 排量 V ：在无泄漏的情况下，泵轴每转一转排出的液
体体积，它取决于泵的几何尺寸，又称几何排量，
单位是 L/r 。 它取决于几何排量，也称几何流量，单位是L/s 。
理论流量qvt：泵单位时间内理论上可排出的液体体积，
qVt Vn
实际流量qv：泵在单位时间内实际输出液体的体积。
特点： ●定子和转子偏心； ●定子内曲线是圆； ●配油盘有二个月牙形窗口。 ●叶片靠离心力伸出。
2. 工作原理

密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） 吸油过程：叶片伸出→V ↑ → p ↓ →吸油； 排油过程：叶片缩回→V ↓ → p ↑ →排油。 旋转一周，完成一次吸油，一次排油——单作用泵 径向力不平衡——非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区）
第三章 液压泵和液压马达 Hydraulic pump and motor
§3.1 概述
第三章 液压泵和液压马达
§3.1 概述
液压泵--动力元件：
将驱动电机的机械能转换成液体的压力能，供液 压系统使用，它是液压系统的动力源。 液压马达—执行元件： 将液体的压力能转换成旋转形式的机械能，用来 拖动外负载作功。 注意： 从原理上来讲，液压泵和液压马达是可逆的。但由 于使用目的不同，导致结构上的某些差异，所以一般 情况下，两者不能互换。
吸
压
q 2b[ ( R 2 r 2 )
Rr sz]nv cos
其中：b - 叶片宽度 R - 定子长轴半径 r - 定子短轴半径 θ – 叶片倾角 s – 叶片厚度
4.典型结构及结构特征
5. 配油盘上的三角槽（困油现象）
原因： p↑↑V↓ 油液倒流。 影响：流量脉动，噪声。 措施：开三角槽 作用：缓冲，避免压力突变， 减小流量脉动和噪声。

五、齿轮泵的常见故障及排除方法
故障现象 产生原因 排除方法
噪声大
1．吸油管接头、泵体与泵盖的接合面、堵头和泵 轴密封圈等处密封不良，有空气被吸入 2．泵盖螺钉松动 3．泵与联轴器不同心或松动 4．齿轮齿形精度太低或接触不良 5．齿轮轴向间隙过小 6．齿轮内孔与端面垂直度或泵盖上两孔平行度 超差 7．泵盖修磨后，两卸荷槽距离增大， 产生困油 8．滚针轴承等零件损坏 9．装配不良，如主轴转一周有时轻时重现象
3．效率、输出功率、输入功率 理论功率： Pt Tt pqVt
pV 理论转矩： Tt 2
Tn
Pt 理论功率； T 液压泵的理论转矩； p 液压泵的输出压力；
Tt T T T t 1 机械效率：m T T T 液压泵的角速度;
pqV V m 泵总功率： T