第一单元 第三章基本液压元件

3.5 液压泵的选用 3.6 液压马达和液压缸
3.6.1 液压马达 3.6.2 液压缸
3.2 柱塞泵
3.2.1 径向柱塞泵 3.2.2 轴向柱塞泵
3.7 液压辅助元件
3.7.1 蓄能器 3.7.2 过滤器 3.7.3 油箱 3.7.4 热交换器 3.7.5 管件
3.3 叶片泵
3.3.1 双作用叶片泵 3.3.2 单作用叶片泵
表3.2 液压泵的工作效率 液压泵
容积效率ηv（％） 总效率（％）
齿轮泵 70～90 60～80
叶片泵 80～95 75～85
柱塞泵 85～98 75～90
3.1 液压泵概述
3.1.3 液压泵的分类和选用
3．液压泵的图形符号
a）单向定量泵
b）单向变量泵
c）双向定量泵
d）双向变量泵
图3.3 液压泵的图形符号
1-斜盘
2-柱塞
3-缸体
4-配流盘
图3.7斜盘式轴向柱塞泵工作原理图
工作原理： 缸体转动，斜盘迫使柱塞，做往复运动。 使密封腔容积增大和减小，实现吸油和压油
3.2 柱塞泵
3.2.2 轴向柱塞泵
1．轴向柱塞泵的分类及工作原理 柱塞在泵体内以轴向排列的柱塞泵称为轴向柱塞泵。轴向柱塞泵可分为斜盘式 和斜轴式两大类。 以斜盘式轴向柱塞泵为例来说明轴向柱塞泵的工作原理。 工作原理： 1、缸体转动，斜盘迫使柱塞，做 往复运动； 2、使密封腔容积增大和减小，实 现吸油和压油
吸油：转子若如图3.13所示顺时针转动， 吸油 因为存在半径差，在1、3象限内密封腔 容积由小增大，密封腔内产生瞬间真空， 在大气压作用下，油液被吸进密封腔， 形成吸油。 压油：当转子转到2、4象限时，密封腔 压油 容积减小，受积压的油液经配流盘上的 压油窗口排出，油液变为压力油，形成 压油。
双作用叶片泵为单向定量泵。 双作用叶片泵为单向定量泵。
（2）变量机构 只要改变斜盘的倾角，即可改变轴 向柱塞泵的排量和输出流量。
这种泵为双向变量液压泵。 这种泵为双向变量液压泵。
图3.10 滑履机构
3.3 叶片泵
叶片泵根据排量是否可变可分为定量叶片泵和变量叶片泵两类。根据各密闭工作 容积在转子旋转一周吸、压油液次数的不同，它又分为双作用和单作用叶片泵。 优点：流量均匀、脉动小、运转平稳、噪声低等； 缺点：吸油能力差、结构复杂、对油液的污染比较敏感等。 3.3.1 双作用叶片泵
液压泵的输入功率总比输出功率小。 液压泵的输入功率总比输出功率小。
3.1 液压泵概述
3.1.3 液压泵的分类和选用
1．分类 ．
3.1 液压泵概述
3.1.3 液压泵的分类和选用
2．选用液压泵的原则和根据 ． （1）是否要求变量：要求变量的场合选用变量泵。其中单作用叶片泵的工作 压力比较低，仅适用于机床系统。 （2）工作压力：目前各类液压泵的额定压力都有所提高，但相对而言，柱塞 泵的额定压力最高。 （3）工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好，因此特别适用于工作环境较差的 场合。 （4）效率：液压泵应在额定工况或接近额定工况的条件下工作。
1-斜盘 2-柱塞 3-缸体 4-配流盘
图3.7斜盘式轴向柱塞泵工作原理图
（1）如果改变斜盘（斜轴）倾角γ的大小，就能改变泵的排量，成为变量泵。 （2）如果改变斜盘（斜轴）倾角γ的方向，就能改变吸、压油方向，则可成为双向泵。 （3）柱塞泵的输油量是脉动的，但柱塞数较多并为奇数时，脉动率σ较小，故柱塞泵 的柱塞数一般为奇数。从结构和工艺性考虑，常取z＝7或z＝9。 （4）为限制柱塞所受的液压侧向力不致过大，斜盘倾角γmax一般小于18°～20°
3.2 柱塞泵
柱塞泵是依靠柱塞在缸体中作往复运动，引起密封容积的变化来实现吸油与压 油的液压泵。 优点：密封性能好、适合高压、有较高的容积效率、易于实现变量等。 柱塞泵可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。
3.2.1 径向柱塞泵
柱塞在泵体内以径向排列的柱塞泵称为径向柱塞泵。 1．径向柱塞泵的工作原理
3.3 叶片泵
3.3.1 双作用叶片泵 4．提高双作用叶片泵压力的措施 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。所以在高压叶片泵的结 构上必须采取措施，使叶片压向定子的作用力减小。 常用的措施有： （1）减小作用在叶片底部的油液压力； （2）减小叶片底部承受压力油作用的面积； （3）使叶片顶端和底部的液压作用力平衡。
5－定子
3.3 叶片泵
3.3.1 双作用叶片泵 2．双作用叶片泵的工作原理 （1）密封工作腔 由定子内表面，转子外表面，两个叶片和两侧配流盘围成。参照图3.13。 （2）吸油和压油 如图3.13所示，当传动轴带动转子旋转时，位于转子叶片槽内的叶片在离心力的作用 下向外甩出，压紧定子内表面随转子旋转。
称为定量泵。 称为定量泵。
（2）实际流量q：液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体 体积称为实际流量，它等于理论流量qi减去泄漏流量∆q，即：
在不考虑泄漏量的情况下，液压泵的理论流量qi与排量V的关系为：
qi=Vn
式中：V为液压泵的排量(m3/r)；n为液压泵的转速(r/s)。 （3）容积效率ηv 液压泵的实际流量q与理论流量qi的比值称为容积效率：
1－偏心轮；2－柱塞；3－缸体；4－弹簧；5、6－单向阀 图3.2 液压泵工作原理图
工作原理：原动机驱动偏心轮1旋转，驱动柱塞2作往复运动，使密 封容积a的大小发生周期性的交替变化。
3.1 液压泵概述
3.1.1 液压泵的工作原理
根据液压泵的工作原理，可联想与其工作原理相近的生活实物：
医学用的针筒
单车用的打气筒
3.1 液压泵概述
液压泵是液压系统的动力元件，是能量转换装置，它将原动 液压泵是液压系统的动力元件， 是液压系统的动力元件
机（电动机或内燃机，当然也包括手动的）输出的机械能转化为液 体传递的压力能，为最后的执行元件提供动力。 3.1.1 液压泵的工作原理
容积泵是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故液压泵一般称为容积式液压泵。
工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失， 工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，与液压泵流量无关
（2）额定压力和最高允许压力：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称为液压泵的额定压力；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，称为液压泵的最高允许压力。
ηv＝q/qi
Leabharlann Baidu
3.1 液压泵概述
3.1.2 液压泵的主要性能参数
3．功率和效率 ． （1）输入功率Pi：液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率。
（2）输出功率Po：液压泵的输出功率是指液压泵在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
（3）液压泵的总效率 液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入 功率的比值，即：
当转子按照图示方向 回转时，由于定子和 转子之间有偏心距e， 柱塞底部的容积逐渐 增大或减小，型腔局 部真空，就形成吸油 和压油。
图3.4 径向柱塞泵的工作原理 1—柱塞 2—缸体 3—衬套 4—定子 5—配油轴
3.2 柱塞泵
3.2.1 径向柱塞泵
径向柱塞泵需要注意的问题： 1）为使柱塞泵能连续地供油，柱塞数必须大于或等于3。 2）偏心距e的增大，柱塞的容积变化量增大，泵的排量增大。 3）改变偏心距e的正负，吸油口和压油口对换，油路变反向。 4）封油区的宽度应能封住衬套上的吸压油孔，以防吸油口和压油口相 连通，但尺寸也不能大得太多，以免产生困油现象。
图3.16单作用叶片泵工作原理图 1-定子 2-转子 3-叶片
图3.17 单作用叶片泵工作步骤
从图3.17可知，转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。
的大小，就可以改变泵的排量，所以单作用叶片泵可以作为变量泵。 只要改变偏心量e的大小，就可以改变泵的排量，所以单作用叶片泵可以作为变量泵。
中等职业教育机电技术专业规划教材
《液压与气动》 液压与气动》
电子教案
丛书主编 主 编 李乃夫 孙名楷 王永润
副 主 编
第一单元 液压传动原理、力学基础及 基本元器件
第3章 基本液压元件
3.1 液压泵概述
3.1.1 液压泵的工作原理 3.1.2 液压泵的主要性能参数 3.1.3 液压泵的分类和选用
表3.1 液压泵压力等级
压力等级 压力/MPa
低压 ≤2.5
中压 ＞2.5～8
中高压 ＞8～16
高压 ＞16～32
超高压 ＞32
3.1 液压泵概述
3.1.2 液压泵的主要性能参数
2．排量、流量和容积效率 ．
（1）排量V：液压泵每转一周，由其密封容积变化而排出液体的体积 叫做排量。排量可调节的液压泵称为变量泵；排量为常数的液压泵则 排量可调节的液压泵称为变量泵；
由于结构上的一些改进， 由于结构上的一些改进，径向柱塞泵的额定压力可达35MPa，加之变量方 式灵活，且可以实现双向变量，因此应用日益广泛。 式灵活，且可以实现双向变量，因此应用日益广泛。
3.2 柱塞泵
3.2.2 轴向柱塞泵
1．轴向柱塞泵的分类及工作原理 柱塞在泵体内以轴向排列的柱塞泵称为轴向柱塞泵。轴向柱塞泵可分为斜盘式 和斜轴式两大类。
3.3 叶片泵
3.3.2 单作用叶片泵 单作用叶片泵转子每转一周，吸压油各一次而得名。 1．单作用叶片泵的组成 由定子1（其内表面为圆）、转子2（与定子存在 偏心量e）、叶片3以及配流盘（未标出）组成。 2．单作用叶片泵的工作原理 图3.16所示为单作用叶片泵的工作原理。其定子内 表面是一个圆形，转子与定子间有一偏心量e，两端的配 流盘上开有一个吸油窗口和一个压油窗口。
双作用叶片泵因转子旋转一周， 双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动2次，完成2次吸油 和2次压油而得名。 次压油而得名。
1．双作用叶片泵的组成
图3.11 双作用叶片泵结构图 1、11－轴承 2、6－左、右配流盘 3、7－前、后盖体 4－叶片 8－端盖 9－传动轴 10－防尘圈 12－螺钉 13－定子
3.3 叶片泵
3.3.1 双作用叶片泵 3．双作用叶片泵的结构特点 （1）径向作用力平衡 因配流盘的两个吸油窗口和两个压油窗口对称布置，因此作用在转子和定子 上的液压径向力平衡，轴承承受的径向力小，寿命比单作用泵长。 （2）叶片槽 为保证叶片在转子叶片槽内能自由滑动并始终紧贴定子内表面，一般采用叶 片槽根部全部通压力油的办法。 （3）定子过渡曲线 定子曲线是由四段圆弧和四段过渡曲线组成的。 （4）端面间隙自动补偿 为了减少端面泄漏，采取的间隙自动补偿措施是将右配流盘的右侧与压油腔连 通，使配流盘在液压推力作用下压向定子。泵的工作压力愈高，配流盘就会愈加贴 紧定子。 （5）叶片前倾角 为了减少叶片与叶片槽侧壁的摩擦力，保证叶片的自由滑行，目前大多数双作 用叶片泵的转子叶片槽沿转子的旋转方向向前倾斜θ＝13°。 （6）三角形减震槽 为避免引起压力冲击，导致叶片的撞击噪声，一般在配流盘的吸、压油窗口前 端开有三角形减震槽。
3.4 齿轮泵
3.4.1 外啮合齿轮泵 3.4.2 内啮合齿轮泵 *3.4.3 螺杆泵
1—工作台 2—液压缸 3—活塞 4—换向手柄 5—换向阀 6，8，16—回油管 7—节流阀 9—开停手柄 10—开停阀 11—压力管 12—压力支管 13—溢流阀 14—钢球 15—弹簧 17—液压泵 18—滤油器 19—油箱 图3.1 磨床工作台液压传动系统工作原理图
由上可知，容积式液压泵正常工作必须具备的条件如下： 1. 2. 3. 应具备可交替变化的密封容积； 应有配流装置，以使在任何时候其吸油腔和压油腔都不能相通； 在吸油过程中，油箱必须和大气相通。
3.1 液压泵概述
3.1.2 液压泵的主要性能参数
1．压力 ．
（1）工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。
3.2 柱塞泵
3.2.2 轴向柱塞泵
2．轴向柱塞泵的结构特点
（1）滑履结构 柱塞的球状头部装在滑履4内，以 缸体作为支撑的弹簧9通过钢球推压回 程盘3，回程盘和柱塞滑履一同转动。 这样的结构使原来的点接触改为面接 触，改善受力状况。
图3.9直轴式向柱塞泵结构 1—调整装置 2—斜盘 3—回程盘 4—柱塞与滑履 5—缸体 6—配油盘 7—传动轴