起重机液压元件原理讲解
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起重机液压元件
• 1、液压泵和液压马达 • 2、液压缸 • 3、液压控制阀 • 4、液压辅件
1、液压泵和液压马达
本章提要
本章主要内容为 ：
① 液压泵和液压马达的工作原理。 ② 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵。 ③ 高速液压马达及低速大扭矩马达。
1.1 液压泵、马达概述
泵的符号
泵的输入参量 转矩 T 角速度 ω
当齿轮按图示方向旋转时， 右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。
左侧压油腔内的轮齿不 断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和压油过程。
1．2．2 内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意
• 泵在转子转一转 的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。
e
•转 子 单 方 向 受 力 ，1
5
轴承负载大。
•改 变 偏 心 距 ， 可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。
23
4
1.3.2 双作用叶片泵
双作用叶 片泵的原理和 单作用叶片泵 相似，不同之 处只在于定子 内表面是由两 段长半径圆弧、 两段短半径圆 弧和四段过渡 曲线组成，且 定子和转子是 同心的。
内啮合齿轮泵中
的小齿轮是主动轮， 大齿轮为从动轮，在 工作时大齿轮随小齿 轮同向旋转。
吸油窗口 从动内齿轮
压油窗口 主动小齿轮
摆线齿形啮 合齿轮泵又称摆 线转子泵。
在这种泵中，小 齿轮和内齿轮只 相差一齿，因而 不需设置隔板。 如图2.6（b）。
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
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
wk.baidu.com 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，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。
液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原理 上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其转轴转动，就成 为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。
但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同，一般 情况下，液压泵和液压马达不能互换。
液压泵
Q p
Q
液压输出
p Tp
机械输入
Q p
液压输入
m JTm
机械输出 液压马达
汽车起重机齿轮泵
1.2.1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及 侧板等主要零件构成。
泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。
图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1—泵体;2 —主动齿轮;3 —从动齿轮
• 内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳， 噪声低；
• 但在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；
• 一般用于中、低压系统，或作为补油泵。
• 内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵， 且不适合高压工况。
1.3 叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
1.3.1 单作用叶片泵
工作原理
图 2.1 液压泵的工作原理
由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的。
液压泵和液压马达工作的必需条件：
（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积；
（2）必须有配流动作，即
封闭容积加大时吸入低压油
封闭容积减小时排出高压油 封闭容积加大时充入高压油
液压泵
封闭容积减小时排出低压油 液压马达
（3）高低压油不得连通。
液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。
液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液
的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是
液压系统的动力源。
液压泵
Q p
Q
液压输出
p Tp
Q p
液压输入
m Tm
J
机械输出
机械输入
液压马达
液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转 速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统的执行元件。
1.2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是结构简 单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好， 对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力 脉动大，噪声大，排量不可调。
齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两 种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
根据工作腔的容积变化而进行吸油和排油是 液压泵的共同特点，因而这种泵又称为容积泵。
液压泵按其在单位时间内所能输出油液体积 能否调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形 式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
液压马达也具有相同的形式。 从工作过程可以看出，在不考虑漏油的情况下， 液压泵在每一工作周期中吸入或排出的油液体积 只取决于工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞 直径和工作行程。
输出参量 流量 Q 压力 p
pQ T
ω
泵
马达的符号
马达的输入参量 流量 Q 压力 p
输出参量 转矩 T 角速度 ω
pQ T
ω
马达
凸轮1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生 真空，油液便通过吸油阀5吸入；
柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过 压油阀6排到系统中去。
6
5
4
3
2
1
图见图2.6。
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
从动内齿轮
吸油窗口
在渐开线齿形
内啮合齿轮泵中， 小齿轮和内齿轮之 间要装一块月牙隔 板，以便把吸油腔 和压油腔隔开，如 图2.6（a）。
月牙板
压油窗口
主动小齿轮
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
压油窗口
图 2.7 为 单 作用叶片泵的 工作原理。
泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。
压油口
吸油窗口
吸油口 定子
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
定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着 偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离 心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内 表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了 一个密封的工作腔。
• 1、液压泵和液压马达 • 2、液压缸 • 3、液压控制阀 • 4、液压辅件
1、液压泵和液压马达
本章提要
本章主要内容为 ：
① 液压泵和液压马达的工作原理。 ② 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵。 ③ 高速液压马达及低速大扭矩马达。
1.1 液压泵、马达概述
泵的符号
泵的输入参量 转矩 T 角速度 ω
当齿轮按图示方向旋转时， 右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。
左侧压油腔内的轮齿不 断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和压油过程。
1．2．2 内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意
• 泵在转子转一转 的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。
e
•转 子 单 方 向 受 力 ，1
5
轴承负载大。
•改 变 偏 心 距 ， 可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。
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1.3.2 双作用叶片泵
双作用叶 片泵的原理和 单作用叶片泵 相似，不同之 处只在于定子 内表面是由两 段长半径圆弧、 两段短半径圆 弧和四段过渡 曲线组成，且 定子和转子是 同心的。
内啮合齿轮泵中
的小齿轮是主动轮， 大齿轮为从动轮，在 工作时大齿轮随小齿 轮同向旋转。
吸油窗口 从动内齿轮
压油窗口 主动小齿轮
摆线齿形啮 合齿轮泵又称摆 线转子泵。
在这种泵中，小 齿轮和内齿轮只 相差一齿，因而 不需设置隔板。 如图2.6（b）。
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
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
wk.baidu.com 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，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。
液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原理 上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其转轴转动，就成 为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。
但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同，一般 情况下，液压泵和液压马达不能互换。
液压泵
Q p
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液压输出
p Tp
机械输入
Q p
液压输入
m JTm
机械输出 液压马达
汽车起重机齿轮泵
1.2.1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及 侧板等主要零件构成。
泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。
图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1—泵体;2 —主动齿轮;3 —从动齿轮
• 内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳， 噪声低；
• 但在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；
• 一般用于中、低压系统，或作为补油泵。
• 内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵， 且不适合高压工况。
1.3 叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
1.3.1 单作用叶片泵
工作原理
图 2.1 液压泵的工作原理
由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的。
液压泵和液压马达工作的必需条件：
（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积；
（2）必须有配流动作，即
封闭容积加大时吸入低压油
封闭容积减小时排出高压油 封闭容积加大时充入高压油
液压泵
封闭容积减小时排出低压油 液压马达
（3）高低压油不得连通。
液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。
液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液
的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是
液压系统的动力源。
液压泵
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液压输出
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液压输入
m Tm
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机械输出
机械输入
液压马达
液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转 速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统的执行元件。
1.2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是结构简 单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好， 对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力 脉动大，噪声大，排量不可调。
齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两 种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
根据工作腔的容积变化而进行吸油和排油是 液压泵的共同特点，因而这种泵又称为容积泵。
液压泵按其在单位时间内所能输出油液体积 能否调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形 式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
液压马达也具有相同的形式。 从工作过程可以看出，在不考虑漏油的情况下， 液压泵在每一工作周期中吸入或排出的油液体积 只取决于工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞 直径和工作行程。
输出参量 流量 Q 压力 p
pQ T
ω
泵
马达的符号
马达的输入参量 流量 Q 压力 p
输出参量 转矩 T 角速度 ω
pQ T
ω
马达
凸轮1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生 真空，油液便通过吸油阀5吸入；
柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过 压油阀6排到系统中去。
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图见图2.6。
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
从动内齿轮
吸油窗口
在渐开线齿形
内啮合齿轮泵中， 小齿轮和内齿轮之 间要装一块月牙隔 板，以便把吸油腔 和压油腔隔开，如 图2.6（a）。
月牙板
压油窗口
主动小齿轮
图2.6 内啮合齿轮泵 1— 吸油腔，2 — 压油腔，3 — 隔板
压油窗口
图 2.7 为 单 作用叶片泵的 工作原理。
泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。
压油口
吸油窗口
吸油口 定子
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
定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着 偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离 心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内 表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了 一个密封的工作腔。