第三章 液压泵 改 2015.10.9

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第3章 液压泵
液压泵的图形符号
第3章 液压泵
★ 3.2 柱塞泵
柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往 复运动使泵内密封工作腔容积发 生变化实现吸油和压油的。
按柱塞排列方式分为轴向柱塞 泵和径向柱塞泵。其中，轴向 柱塞泵又分为斜盘式和斜轴式。 径向柱塞泵又分为配油轴式和 阀配流式。
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第3章 液压泵
适应场合
柱塞泵特别适合于高压、大流量和大功率 的系统中以及流量需要调节的场合下。
龙门刨床、液压机、工程机械、矿山冶 金机械、船舶
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第3章 液压泵
★ 3.2 柱塞泵
配油轴 式径向 柱塞泵
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第3章 液压泵
3.2.1 径向柱塞泵
衬套与工作腔对应 开有油孔，安装在 配油轴与转子中间。 径向柱塞泵每旋转 一转，工作腔容积 变化一次，完成吸 油、压油各一次。 改变其偏心距可使 其输出流量发生变 化，成为变量泵。
3.3.1 双作用式叶片泵
排量计算 不考虑叶片厚度和倾角
1 2 2 V ' 2z (R r )B 2 2 ( R 2 r 2 ) B
若考虑叶片厚度和倾角
R r bz 2 2 V 2 B ( R r ) cos
3.3.1 双作用式叶片泵
3.3.1 双作用式叶片泵
• 1.工作原理
• 图中，当转子 顺时针方向旋 转时，密封工 作腔的容积在 左上角和右下 角处逐渐增大， 为吸油区。
图2.12 双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
3.3.1 双作用式叶片泵
在左下角和右上角处逐渐减小，为压油 区；吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、 压油区隔开。 这种泵的转子每转一转，每个密封工 作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为 双作用叶片泵。
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第3章 液压泵
原理
流量计算
轴向柱塞泵是靠改变斜 盘的倾角，从而改变每 个柱塞的行程使得泵的 排量发生变化的。
q

4
d D tanzn v
2
30
排量计算
V

4
d D tan z
2
流量计算
q

4
d D tan znv
2
第3章 液压泵
结构特点
• 三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘 ，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可 达31.5MPa。 • 泵体上有泄漏油口。 • 传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。 • 由于柱塞在缸体中运动的速度不是恒速，因 此输出流量有脉动，为减小瞬时理论流量的 脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。 • 为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力 突变引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口 前端开有减振槽或减振孔。
流量计算
R r bz 2 2 qt Vn 2 B ( R r ) n cos R r bz 2 2 q qtv 2 B ( R r ) nv cos
3.3.1 双作用式叶片泵
配油盘
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第3章 液压泵
3.2.2 轴向柱塞泵
轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴 式两种。
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第3章 液压泵
轴向柱塞 泵的组成 结构
缸 体
配 油 盘
柱 塞 滑 履 组
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第3章 液压泵
下面主要介 绍斜盘式轴 向柱塞泵
第3章 液压泵
斜盘式轴向柱塞泵 工作原理
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第3章 液压泵
工作原理
V密形成—柱塞和缸体配合而成。 右半周，V密增大，吸油 V密变化 左半周，V密减小，压油 吸压油口隔开—配油盘上的封油区及缸体底 部的通油孔。
2

2
d 2 ezn v
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第3章 液压泵
（1）柱塞头部装有滑履，滑履与定 子内圆为面接触，接触面的比压很 小。
结构 特点 （2）可以实现多泵同轴串联，液压 装置结构紧凑。
（3）改变定子相对缸体的偏心距可 以改变排量，且变量方式多样。
（4）柱塞在缸体中移动速度是变化 的，因此输出流量有脉动，当柱塞 数为奇数时，流量脉动较小。。
• （3）为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内 表面，一般采用叶片槽根部全部通压力油腔 的办法。 • （4）合理设计过渡曲线形状和叶片数 z 8， 可使理论流量均匀，噪声低。
限压式变量泵
第3章 液压泵
★ 3.4 齿轮泵
齿轮泵是液压系统中 最常见的一种泵，在 结构上可分为外啮合 齿轮泵和内啮合齿轮 泵两种。 无论是哪一种， 都属于定量泵。
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（2）实际流量 q:液压泵在某一具体工况下，单位时间 内实际排出的液体体积。因存在泄漏流量Δ q
q qt q
（3）额定流量 qn:泵在正常工作条件下，按试验标准规 定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。
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第3章 液压泵
功率
（1）输入功率 Pi :作用在液压泵主轴上的机械功 率，当输入转矩为 Ti ， 角速度为 时：
V 6.66 zm B
2
液 压 泵
理论流量
qt V n 6.66 zm2 Bn
其中： n——泵的转速
实际流量
q qtV 6.66 zm2 BnV
其中：ηV ——泵的容积效率
流量脉动率
上述q是齿轮泵的平均流量，实际上，在齿轮啮合过程齿轮泵的瞬 时流量是脉动变化的。 设qmax和qmin分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量，则流量脉动 率σ为 q q
P i Ti
（2）输出功率 P ：在液压泵工作过程中的实际 吸、压油口间的压差 p 和输出流量 q 的乘积。 在实际计算中，若邮箱与大气相通，压力差 p 往往用液压泵出口压力 p 代替。
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Po pq
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效率
（1）容积效率：用来表示液压泵的容积损失。
q qt q q V 1 qt qt qt
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工作 原理
第3章 液压泵
缺点
（1）由于该泵上下各 部分为吸油区和压油区， 因此，泵在工作时受到 径向不平衡力作用，易 磨损，限制其转速和压 力的提高。 （2）径向尺寸太大， 结构复杂，自吸能力差。
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第3章 液压泵
V
泵的排量：

4
d 2ez
2
泵的实际输出流量：
q

4
d 2ezn v
3.3.2 单作用式叶片泵
• 单作用叶片泵的特点
• • 1）可以通过改变定子的偏心距来调节泵的排量和流量。 2）处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，为了使叶 片可靠的和定子表面相接触，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。只靠离心力顶在定子内表面上。 • 3）因为定子内环为偏心圆，因此转子转动时，叶片矢径 是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数， 以减小流量脉动率。 • 4）由于转子自受到不平衡的径向液压力的作用，这种泵 不易用于高压。
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第3章 液压泵
★3.2.3 柱塞泵优点
工作压力高。 因此，其工 作中泄漏较 小，容积效 率较高。
结构紧凑。 特别是轴向 柱塞泵其径 向尺寸小， 转动惯量也 较小。
流量调节 方便。
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3.3 叶片泵
★ 3.3 叶片泵
适应场合
机械制造中的专用机床、自动线等中 低压液压系统中。
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3.3 叶片泵
液压泵的工作原理
液压系统中所用的各种液压 泵的工作原理都是依靠液压 泵密封工作腔容积大小交替 变化来实现吸油和压油的， 因此称为容积式液压泵 。
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第3章 液压泵
1.液压泵的工作原理
单柱塞式液压泵 工作原理
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第3章 液压泵
构成液压泵的基本条件是：
（1）具有若干个密封且又可以周期性变化的 空间。 （2）密封工作容腔大小交替变化，变大时与 吸油口相通，变小时与压油口相通。 （3）吸油口与压油口不能相通。
（2）机械效率：用来表示液压泵的机械损失。
Tt 1 m Ti 1 T Tt
（3）液压泵的总效率
Po pqtV mv Tt Pi
m
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第3章 液压泵
液压泵的 功率流程图
第3章 液压泵
4.液压泵的分类 按液压泵的排量能否变化分为 定量泵和变量泵。 按泵的结构来分主要有： 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵 液压泵按进出油口的方向是否可 变还可以分为单向泵和双向泵。
• 排量计算
工作容积 V’=V1-V2
V ' V1 V2
1 B [( R e) 2 ( R e) 2 ] 2 4 ReB z
2 其中 z
排量 V zV ' 4 R e B
3.3.2 单作用式叶片泵
• 流量计算
流量
qt Vn 4 Re Bn q qtv 4 Re Bnv
• 叶片泵是一种常见的液压泵，可以分为单 作用叶片泵和双作用叶片泵两种。前者用 作变量泵；后者为定量泵。
单作用叶片泵
双作用叶片泵
3.3.1 单作用式叶片泵
• 单作用叶片 泵转子每转 一周，吸、 压油各一次， 故称为单作 用叶片泵。 • 1.工作原理
图2.7单作用叶片泵工作原理 1—压油口;2 —转子;3 —定子;4 —叶片;5 —吸油口
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第3章 液压泵
液压泵的主要性能参数
1） 液压泵的压力
2） 液压泵的排量
3） 4） 5）
液压泵的流量 液压泵的功率
效率
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第3章 液压泵
压力 （1）工作压力 P：液压泵实际工作时的输出 压力。
（2）额定压力 Ps：在正常工作条件下，按试验 标准规定，允许液压泵连续运转的最高压力。