第3章液压泵分解
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第三章 液压泵和液压马达
第三章 液压泵和液压马达 液压泵和液压马达的工作原理 齿轮泵和齿轮马达 叶片泵和叶片式马达 柱塞泵和柱塞式液压马达超颖工作室 金沐灶§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理泵的分类定量泵 齿轮泵 叶片泵泵 变量泵 叶片泵 轴向柱塞泵径向柱塞泵 轴向柱塞泵超颖工作室 金沐灶马达的分类马达定量马达 齿轮马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达 低速液压马达变量马达 轴向柱塞马达超颖工作室 金沐灶一、液压泵的基本工作原理图中为单柱塞泵的工作原理。
图中为单柱塞泵的工作原理。
凸轮由电动机带 动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时， 动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体 形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出， 形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经 单向阀排到需要的地方去。
单向阀排到需要的地方去。
当凸轮旋转至曲线的下降 部位时， 部位时，弹簧迫使柱塞向 形成一定真空度， 下，形成一定真空度，油 箱中的油液在大气压力的 作用下进入密封容积。
作用下进入密封容积。
凸 轮使柱塞不断地升降， 轮使柱塞不断地升降，密 封容积周期性地减小和增 超颖工作室 金沐灶 泵就不断吸油和排油。
大，泵就不断吸油和排油。
容积式液压泵的共同工作原理如下： 容积式液压泵的共同工作原理如下： （1）容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。
密封容积变小使油液被挤出， 封容积。
密封容积变小使油液被挤出，密封容积变 大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。
大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。
密 封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
配流装置。
（2）合适的配流装置。
不同形式泵的配流装置虽 合适的配流装置 然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容积式 然结构形式不同，但所起作用相同， 泵中是必不可少的。
泵中是必不可少的。
容积式泵排油的压力决定于排油管道中油液所 受到的负载。
第三章飞机液压系统
第三章 液压系统
油滤作用： ➢ 位于压力管路，保护工作系统，滤掉泵工
作时产生的污物。 ➢ 位于油泵壳体回油管路，滤掉液压泵磨损
产生的污物。 ➢ 位于系统回油管路，在进入油箱前过滤油
液，保护泵，滤掉污物。
第三章 液压系统
3.3.6 液压指示系统 ➢ 作用：监控液压油压力、温度、油量、油
箱空气压力。
=F1(A1/A2)。
第三章 液压系统
两个重要特性：
1.等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某 一点的液体压力等值地传递到液体内各 处”，即：输出端与输入端的力之比等于 两活塞面积之比。即： p1=p2=p=F1/A1=F2/A2 F1/F2=A1/A2
第三章 液压系统
2.等体积特性：假设活塞向下移动体积L1，则 液压缸被挤出的液体体积为A1。这部分液 体进入液压缸，使活塞上升L2，其让出的体 积为A2 。即： A1=A2
第三章 液压系统
油液不断地向附件向附件运动方向流动。 不考虑阻力，油压的大小仅取决于活塞杆上的
载荷大小。
第三章 液压系统
两个重要原理：
➢为克服负载，必须给油液施加一定压力， 负载越大压力也要越大。因此，液压传动 中的液体压力取决于负载。
➢油液必须向执行机构运动方向流动，流量 越大，执行机构的运动速度越大。输出速 度决定流量。
S/t——活塞移动的速度，用v表示 f v——单位时间内流入作动筒油液的体
积，即流量，用Q表示。 液压传动功率的大小决定于系统的工作压力 和油量。
第三章 液压系统
三、液压系统的组成 按液压系统的功能分 ➢动力元件 ➢执行元件 ➢控制元件 ➢辅助元件
第三章 液压系统
1.动力元件即液压泵，它可将机械能转化成液 压能，是一个能量转化装置。包括主油泵、 应急油泵和蓄压器等。
液压传动第三章
35
4.限压式变量叶片泵
（1）.结构特点:
o
o’
弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。 转子中心固定，
定子可以水平移动
e
来改变流量。
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外反馈、限压
（2）.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，
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4.限压式变量叶片泵（续）
限压式变量叶片泵在工作过程中,当工作压力p小于预先调定的限 定压力pc时,液压作用力不能克服弹簧的预紧力,这时定子的偏心距保 持最大不变,因此泵的输出流量q不变,当工作压力p大于预先调定的限 定压力pc时，泵的工作压力愈高,偏心量就愈小,泵的输出流量也就愈 小,且当p达到一定值时,泵的输出流量为零,控制定子移动的作用力 是将液压泵出口的压力油引到柱塞上,然后再加到定子上去,这种控制 方式称为外反馈式。
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15
1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理(续1）
CB—B齿轮泵的结构
1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销
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m
Tt
Ti
pVn qv
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：
Po pi
pqv 2 n Ti
2 n Ti V n
v m
13
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3.2
齿轮泵
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14
3.2.1 外啮合齿轮泵 1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理
(1).主要结构：齿轮、壳体、端盖等
4.限压式变量叶片泵
（1）.结构特点:
o
o’
弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。 转子中心固定，
定子可以水平移动
e
来改变流量。
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外反馈、限压
（2）.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，
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4.限压式变量叶片泵（续）
限压式变量叶片泵在工作过程中,当工作压力p小于预先调定的限 定压力pc时,液压作用力不能克服弹簧的预紧力,这时定子的偏心距保 持最大不变,因此泵的输出流量q不变,当工作压力p大于预先调定的限 定压力pc时，泵的工作压力愈高,偏心量就愈小,泵的输出流量也就愈 小,且当p达到一定值时,泵的输出流量为零,控制定子移动的作用力 是将液压泵出口的压力油引到柱塞上,然后再加到定子上去,这种控制 方式称为外反馈式。
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1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理(续1）
CB—B齿轮泵的结构
1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销
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m
Tt
Ti
pVn qv
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：
Po pi
pqv 2 n Ti
2 n Ti V n
v m
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3.2
齿轮泵
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3.2.1 外啮合齿轮泵 1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理
(1).主要结构：齿轮、壳体、端盖等
液压泵拆解和装配事项
液压泵拆解和装配事项(1)在拆解变量柱塞泵的时候，第一步应先拆液压泵的组合密封件，防止后来主轴松动后损伤密封元件：第二步应拆解控制阀总成，因为控制阀由连杆机构与主泵连接，如果不拆控制阀，主泵就无法拆下：第三步拆解补油泵，拆下补变量柱塞泵AR后就可以使用工具拆卸后端盖：第四步拆解泵的主体部分。
装配的过程正好与拆解的过程相反。
在拆解变量马达的时候，第一步先拆组合件；第二步拆解控制阀总成；第三步拆解组合阀：第四步拆解变量马达的主体部分。
(2)在安装某些配件的时候，要涂抹黄油，其作用一是在正确的位置黏结配件；二是在装配橡胶密封或配合元件的时候，黄油可以起到润滑的作用，保证橡胶密封件在装配过程中不被揉搓损坏。
例如在装配组合密封件的时候，每个橡胶密封件的装配点都需涂抹黄油，支撑静密封件的小弹簧也需涂抹黄油，防止在装配的过程中脱离或坠落。
(3)装配组合密封件之前，应注意将主轴的外露部分使用保鲜塑料膜包扎起来，防止主轴上的锐角和毛刺划伤铜、铝件或软质的密封件。
(4)在使用纸质件进行平面密封的时候，要对平面进行刮平处理，防止密封平面上有凸起、杂质和毛刺等。
使用平面密封垫片的时候，建议不使用任何密封胶。
(5)为了避免高压变量柱塞泵PVS(马达)内部元件装配后对主轴受力的影Ⅱ向，在进行装配之前，需要使用空壳体将主轴和轴承装配起来，单独检查安装后轴承的游隙。
测量轴承的游隙时，为得到稳定的测量值，一般对轴承施加规定的测量负荷。
在进行总体装配之前，还需要对轴承的游隙作检查，具体方法：把泵或马达的壳体和主轴及轴承装配在一起，测量主轴的游隙，根据变量柱塞泵PV16～PV270或马达的规格(即主轴的长度)调整游隙，通过增加或减少后轴承的垫片调整游隙。
(6)缸体和球铰是回转体的主要驱动元件，缸体和球铰有内花键。
主轴和缸体的花键上有个宽齿槽，而缸体和球铰的内花键上也有一个同样尺寸的宽齿，称之为“盲齿”。
在安装缸和齿槽对准，这样才能正确将回转体套装主轴并进入壳体，否则就安装不进去。
第三章液压泵和液压马达_李清伟
摆线齿形内啮合齿轮泵特点
结构紧凑，尺寸小，排量大， 重量轻，运转平稳，噪声小， 流 量脉动小。但齿形复杂，加工困难， 价格昂贵 。
第三节 叶片泵 分类：双作用式定量叶片泵 单作用式变量叶片泵
单联叶片泵
叶片泵
一、定量叶片泵的工作原理 图3－7为工作原理图。泵的组成：定 子、转子、叶片、配油盘、传动轴和泵体。
二、轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵的组成 配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘 轴向柱塞泵特征 柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线 轴向柱塞泵的分类 按配流方式分：端面配流、阀配流 端面配流的轴向柱塞泵分为：斜盘式、斜 轴式
轴向柱塞泵工作原理 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，缸体逆转 < 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。
轴向柱塞泵变量原理 γ= 0 q = 0 大小变化，流量大小变化 γ < 方向变化，输油方向变化 ∴ 斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量 泵。
SCY14-1B轴向柱塞泵的结构要点
1、滑履结构 A 滑靴和斜盘
B 柱塞和缸体 球形头部—和斜盘接触为点 接触，接触应力大，易磨损。
齿轮泵压油腔的压力油泄漏到吸油腔有三条途 径： 齿侧泄漏— 约占齿轮泵总泄漏量的 5%
径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的
20%~25%
端面泄漏* —约占齿轮泵总泄漏量的 75%~80% 总之：泵压力愈高，泄漏愈大。因此要 提高齿轮的压力和容积效率，必须对端面间 隙进行自动补偿。
提高外啮合齿轮泵压力措施
第三章 液压泵和液压马达
液压泵
液压马达
目的任务 了解液压泵主要性能参数分类 掌握泵的工作原理、必要条件、排 流量、叶片泵和齿轮泵的结构、工作 原理、叶片泵的调整方法和减小齿轮 泵困油现象的方法。
第三章液压泵讲义与液压马达
2. 困油现象 动画演示
1) 产生原因：
压
吸
ε> 1，构成闭死容积Vb
2)危害:
Vb由大→小，p↑↑, 油液发 热，轴承磨损。
Vb由小→大，p ↓↓, 汽蚀、 噪声、振动、金属表面剥蚀。
（三）液压马达的转速和容积效率
理论转速：nt= qM /VM 容积效率：
ηMv＝ qMt / qM ＝（ qM -ql ）/ qM ＝ 1－ ql / qM
输出转速nM= （qM -ql ）/VM= qM /VM ηMv
（四）液压马达的转矩和机械效率
实际输出转矩 TM＝TMt-ΔT 理论输出转矩 TMt＝Δp VM/ 2π 机械效率ηMm＝TM/TMt
q=Vnηv =πDhbnηv =2πzm2bn ηv
三、齿轮泵结构特点
1、泄漏问题
泄漏
齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿
啮合处泄漏。其中端面泄漏占80％—85％。
减少泄露的措施：间隙补偿
其中端面间隙补偿采用静压 平衡
在齿轮和盖板之间增加一个 补偿零件，如浮动轴套或浮动侧 板，在浮动零件的背面引入压力 油，让作用在背面的液压力稍大 于正面的液压力，其差值由一层 很薄的油膜承受。
周所排出的液体体积。
2.理论流量qt (m3/s) 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出的
液体体积。
qt =Vn 3.实际流量qp
指液压泵工作时的输出流量。
qp= qt - △ q
4.额定流量qn 指在额定转速和额定压力下泵输出的流量。
（四）功率与效率
1.输入功率： Pi=2πnT 2.输出功率： Po=ppqp 3.容积效率： ηpv =qp /qt 4.总效率： ηp =Po /Pi= ppqp/2πnT=ηpm ηpv 5.机械效率： ηpm = η /ηpv
液压泵PPT课件
一般泵安装位置使吸油高度不宜过大，否则将
造成吸油不充分或油泵吸油口处的绝对压力小于液 压油的气体分离压力，甚至小于液压油的饱和蒸汽 压力而吸入大量气体，产生气穴和气蚀，使泵的工 作环境恶化。
一般泵的吸油高度不超过500mm。
四、内啮合齿轮泵
四、内啮合齿轮泵
1. 渐开线齿轮泵
内啮合齿轮泵
特点:
结构紧凑，尺寸小，重量轻 流量脉动小，噪声小。
二、液压泵的主要性能参数
• 1. 排量 V
m3/r
• 2. 流量
• 1）理论流量 qt Vn
• 2）实际流量 q qt ql
• 3）额定流量
液压泵在额定转速、额定压力下，按实验标准规定必须保证的流量。
按实验标准规定，液压泵能够实现连续运转的最高压力称为液 压泵的额定压力
二、液压泵的主要性能参数
液压泵的理论输入转矩与实际输入转矩的 比值称为液压泵的机械效率
m
Tt T
液压泵的理论输入转矩与实际输入转矩的 比值称为液压泵的机械效率
m
Tt T
P i T t 2n T t P p q t p V n
Tt
pV 2
• 5. 液压泵的效率 • 1）容积效率 • 2）机械效率 • 3)总效率
液压泵实际输出的液压功率与实际输入的 机械功率的比值称为液压泵的总效率
一种抽吸设备，水平管出口通大气，当水平管内液 体流量达到某一数值时，垂直管子将从液箱内抽吸 液体。液箱表面与大气相通，水平管内液体和被抽 吸液体相同。若不计液体流动时的能量损失，问水 平管内流量达到多大时才能开始抽吸。
10
9 8
7 6
5 4
3 2 1
（1）动力元件 — 泵（机械能 压力能） （2）执行元件 — 缸、马达（压力能 机械能） （3）控制元件 — 阀（控制方向、压力及流量） （4）辅助元件 —油箱、油管、滤油器 （5）工作介质—液压油
造成吸油不充分或油泵吸油口处的绝对压力小于液 压油的气体分离压力，甚至小于液压油的饱和蒸汽 压力而吸入大量气体，产生气穴和气蚀，使泵的工 作环境恶化。
一般泵的吸油高度不超过500mm。
四、内啮合齿轮泵
四、内啮合齿轮泵
1. 渐开线齿轮泵
内啮合齿轮泵
特点:
结构紧凑，尺寸小，重量轻 流量脉动小，噪声小。
二、液压泵的主要性能参数
• 1. 排量 V
m3/r
• 2. 流量
• 1）理论流量 qt Vn
• 2）实际流量 q qt ql
• 3）额定流量
液压泵在额定转速、额定压力下，按实验标准规定必须保证的流量。
按实验标准规定，液压泵能够实现连续运转的最高压力称为液 压泵的额定压力
二、液压泵的主要性能参数
液压泵的理论输入转矩与实际输入转矩的 比值称为液压泵的机械效率
m
Tt T
液压泵的理论输入转矩与实际输入转矩的 比值称为液压泵的机械效率
m
Tt T
P i T t 2n T t P p q t p V n
Tt
pV 2
• 5. 液压泵的效率 • 1）容积效率 • 2）机械效率 • 3)总效率
液压泵实际输出的液压功率与实际输入的 机械功率的比值称为液压泵的总效率
一种抽吸设备，水平管出口通大气，当水平管内液 体流量达到某一数值时，垂直管子将从液箱内抽吸 液体。液箱表面与大气相通，水平管内液体和被抽 吸液体相同。若不计液体流动时的能量损失，问水 平管内流量达到多大时才能开始抽吸。
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5 4
3 2 1
（1）动力元件 — 泵（机械能 压力能） （2）执行元件 — 缸、马达（压力能 机械能） （3）控制元件 — 阀（控制方向、压力及流量） （4）辅助元件 —油箱、油管、滤油器 （5）工作介质—液压油
第三章2 液压泵知识
• e=emax • q=qmax……定量泵
Fs
当PAx＞Fs时
• e=emax–x
• q=qmax–pf(x)……变量泵
→
x PAx k s ( x0 x) P A k x s 0 c x Ax ( P Pc ) e emax ks
液压马达的主要参数
• 工作压力与额定压力
–工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口 压力的差值称为马达的压差Δp； –额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。
• 流量与容积效率
–输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq 式中qMt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到 转速所需进口流量。 –容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM
变量叶片泵分类：
– 单作用叶片泵的流量计算
V Z(V1 V2 ) D d 2 1 2 V1 π [( e) ( ) ] b 2 2 Z D d 2 1 2 V2 π [( e) ( ) ] b 2 2 Z V v 1 v 2 π(2De)b q 2 πDebηv n
注：在推导中没用考虑叶片厚度s对泵流量的影响
变量叶片泵（限压式）
• 结构特点：
定子右边控制活塞作 用着泵的出口压力油， 左边作用着调压弹簧 力。当F<Fs时，定子 处于右极限位置， e=emax；若泵的压力 随负载增大，导致 F>Fs，定子将向偏心 减小的方向移动。
–限压式变量叶片泵工作原 理： 当PAx<Fs时
• 排量与转速
–排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。
–转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / V
• 转矩与机械效率
–实际输出转矩 T＝Tt–ΔT –理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2π –机械效率ηMm＝TM/TMt
Fs
当PAx＞Fs时
• e=emax–x
• q=qmax–pf(x)……变量泵
→
x PAx k s ( x0 x) P A k x s 0 c x Ax ( P Pc ) e emax ks
液压马达的主要参数
• 工作压力与额定压力
–工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口 压力的差值称为马达的压差Δp； –额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。
• 流量与容积效率
–输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq 式中qMt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到 转速所需进口流量。 –容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM
变量叶片泵分类：
– 单作用叶片泵的流量计算
V Z(V1 V2 ) D d 2 1 2 V1 π [( e) ( ) ] b 2 2 Z D d 2 1 2 V2 π [( e) ( ) ] b 2 2 Z V v 1 v 2 π(2De)b q 2 πDebηv n
注：在推导中没用考虑叶片厚度s对泵流量的影响
变量叶片泵（限压式）
• 结构特点：
定子右边控制活塞作 用着泵的出口压力油， 左边作用着调压弹簧 力。当F<Fs时，定子 处于右极限位置， e=emax；若泵的压力 随负载增大，导致 F>Fs，定子将向偏心 减小的方向移动。
–限压式变量叶片泵工作原 理： 当PAx<Fs时
• 排量与转速
–排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。
–转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / V
• 转矩与机械效率
–实际输出转矩 T＝Tt–ΔT –理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2π –机械效率ηMm＝TM/TMt
(液压与气压传动技术)第3章执行元件
第一节 液压缸
一、液压缸的作用、类型和特点
2、液压缸的类型 按结构形式，可以分为：
1）活塞式液压缸 2）柱塞式液压缸
双杆活塞缸 单杆活塞缸
3） 伸缩式液压缸
双杆活塞缸
活塞两侧的活塞杆直径相等。
进、出油口位于缸筒两端； 工作台移动范围约为活塞有 效行程的三倍。
进、出油口在活塞杆上，或 用软管连接在缸筒两端； 工作台移动范围约为活塞有 效行程的二倍。
1-缸底2-弹簧挡圈3-套环4-卡环5-活塞6- 型密封圈7-支承环8-挡圈9- 形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环
一、液压缸的典型结构 液压缸的结构形式很多，在此以单杆活塞缸
为例，说明液压缸的基本组成。
1-缸底2-弹簧挡圈3-套环4-卡环5-活塞6- 型密封圈7-支承环8-挡圈9- 形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环
第二节 液压缸的典型结构和组成
b. 速度
v1
qv
A1
4qv D2
v2
qv
A2
(D 4q2vd2)
特点：同样 q ，v1 < v2 ；
p 一样，F1 > F2 。
4. 应用：往返运动速度及推力不同的场合。
例：液压刨床
单杆活塞缸
单活塞杆液压缸左右两 腔同时接通压力油，这种 连接方式称为差动连接， 此缸称为差动缸。
此时液压缸两腔压力相等，但两腔活塞的工作 面积不相等，活塞将向有杆腔方向运动。
（3）参数计算
推力：
F
pApd2
4
速度：
第三章 液压泵与液压马达
第三章 液压泵和液压 马达
1
本章提要
本章主要内容为 ：
① ② ③ 液压泵和液压马达的工作原理与性能参数。 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵。 高速液压马达及低速大扭矩马达。
通过本章的学习，要求掌握这几种泵和马达 的工作原理（泵是如何吸油、压油和配流的，马 达怎样产生转速、转矩）、结构特点、及主要性 能特点；了解不同类型的泵马达之间的性能差异 及适用范围，为日后正确选用奠定基础。
功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分： 容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的 流量损失。 机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
13
泵容积损失
泵的容积损失可用容积效率 v 来表征。
对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量 q 减 小。设泵的流量损失为 ql ,则 qt q ql。
Tt , n — 液压泵、马达的理论转矩(N.m)和转速(r/min)。 式中： p , qt — 液压泵、马达的压力和理论流量。
理想泵或马达: P qt Tt Tt Tt P Vd ; Vd
实际上，液压泵和液压马达在 能量转换过程中是有损失的，因此
输出功率小于输入功率。
30
3.2.3.3
齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿
齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去： 一是通过齿轮啮合线处的间隙——齿侧间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙——齿顶间隙 三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙
在这三类间 隙中，端面间隙 的泄漏量最大， 压力越高，由间 隙泄漏的液压油 就愈多。
31
通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式和
弹性侧板式两种 。
原理： 引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力 愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。
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本章提要
本章主要内容为 ：
① ② ③ 液压泵和液压马达的工作原理与性能参数。 齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵。 高速液压马达及低速大扭矩马达。
通过本章的学习，要求掌握这几种泵和马达 的工作原理（泵是如何吸油、压油和配流的，马 达怎样产生转速、转矩）、结构特点、及主要性 能特点；了解不同类型的泵马达之间的性能差异 及适用范围，为日后正确选用奠定基础。
功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分： 容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的 流量损失。 机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
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泵容积损失
泵的容积损失可用容积效率 v 来表征。
对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量 q 减 小。设泵的流量损失为 ql ,则 qt q ql。
Tt , n — 液压泵、马达的理论转矩(N.m)和转速(r/min)。 式中： p , qt — 液压泵、马达的压力和理论流量。
理想泵或马达: P qt Tt Tt Tt P Vd ; Vd
实际上，液压泵和液压马达在 能量转换过程中是有损失的，因此
输出功率小于输入功率。
30
3.2.3.3
齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿
齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去： 一是通过齿轮啮合线处的间隙——齿侧间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙——齿顶间隙 三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙
在这三类间 隙中，端面间隙 的泄漏量最大， 压力越高，由间 隙泄漏的液压油 就愈多。
31
通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式和
弹性侧板式两种 。
原理： 引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力 愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。
第三章 液压动力元件
式中： R和r — 定子圆弧的长短半径；
θ— 叶片的倾角；
s— 叶片的厚度；
Z —叶片数。
45
2）、流量脉动：
双作用叶片泵若不考虑叶片的厚度，则瞬时流 量是均匀的。但实际上叶片是有厚度的，且R和r也 不可能完全同心，尤其叶片底部槽设计成与压油腔 相通时，泵的瞬时流量仍将出现微小的脉动。但脉 动率较其他泵（螺杆泵除外）小得多，且在叶片数 为4得倍数时最小，一般取12和16片。
53
2）、为何为变量泵：改变斜盘的倾角δ，可以改变柱 塞往复行程的大小，因而改变流量q。
2、流量的计算
1）、流量： 轴向柱塞泵的实际输出流量：
q
4
d 2 Dtg zn v
式中：z — 柱塞数；
d — 柱塞直径；
D — 柱塞分布园直径； δ — 斜盘与缸体轴线间的夹角。
54
2）、流量脉动：
轴向柱塞泵的输出流量是脉动，当柱塞 数为单数时流量脉动较小，一般取7、9或11。 3、优缺点 1）、优点：结构紧凑、径向尺寸小、易实现变 量，压力可以很高（可达30Mpa以上）。 2）、缺点：对油液污染较敏感。
8
2 、排量 V ：指在不考虑泄漏的情况下，轴 转过一整转时所能输出（或所需输入）的油 液体积。 3 、流量 q 1〉、液压泵（液压马达）的油液流量 qt : 指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内 所能输出（或所需输入）的油液体积。 设液压泵（液压马达）的转速为n
qt = V n
9
2〉、液压泵（液压马达）的额定流量：指 在额定转速和额定压力下液压泵输出 （或输入马达）的流量。
近似计算可认为“排量=两个齿轮的齿间槽容
积之和”，而“齿间槽的容积≈轮齿的体 积”。
液压泵拆装步骤图解
柱塞泵：
一、拆卸步骤：
第一步：拆变量机构
变量机构与斜盘
中间体与前泵体
第二步：拆压盘和柱塞
斜盘与柱塞
第三步：拆缸体
缸体第四步：拆前缸体和中间体
前泵体中间体
配流盘上的定位销
第五步：拆配流盘
配流盘
二、装配步骤：
第一步：在前缸体上安装配流盘（注意定位销的位置！）
第二步：安装中间体
放置中间体上连接螺钉
第三步：安装缸体（注意要平放，不要强行放置！）
第三步：安装定心弹簧、内套和钢球
第四步：安装压盘与柱塞
第五步：安装变量机构
叶片泵：
一、拆卸步骤：
第一步：拆卸前后泵体
后泵体拆卸后
第二步：拆卸左配流盘
左配流盘
第三步：拆卸定子
拆卸前拆卸后
第四步：拆卸转子与叶片共同体（注意保护好叶片，小心叶片从转子内掉出！）转子与转子上的叶片（注意叶片的方向！）
拆卸后
第五步：拆卸右配流盘
右配流盘
前泵体。
第三章_液压动力装置分解
限压式变量叶片泵：当压力升高到预调的限定压力后，流量自动
减小。
1.结构特点: 弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。
o
o’
外反馈 内反馈
e
2.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，
来改变流量。
外反馈限压式变量叶片泵组成
组成： 变量泵主体、 限压弹簧、 调节机构（螺钉）、 反馈液压缸。
3. 流量-压力特性曲线
Vb由小→大，p ↓↓，
汽蚀、噪声、振动、 金属表面剥蚀。
困油引起的结果：
a→b 容积缩小 p↑ 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击 载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。 b→c 容积增大 p↓ 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等 总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影 响泵的工作寿命。
必须具有一个由运动件和非运动件所构成的 密闭容积； 密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变 化，容积由小变大——吸油，由大变小——压 油； 密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开， 然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先 要与排油腔隔开，然后才转为吸油。即具有
配流装置。
三、液压泵的图形符号
第三章 液压动力装置
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-5 液压泵概述 齿 轮 泵 叶 片 泵 柱 塞 泵 液压泵的选用
§3-1 液压泵概述
液压泵是液压系统的动力元件，将电动机或其它原动机输 入的机械能转换为液体的压力能, 为执行元件提供压力油。
一、液压泵的分类
按输出流量能否调节：定量、变量 来自结构形式 ： 齿轮式 、叶片式 、柱塞式 按输油方向能否改变：单向、双向 按使用压力： 低压、中压 、中高压、高压
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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，成为容积式的液压 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。
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。
pV 理论扭矩： Tt 2
Tt T T T 1 机械效率： m T T T
Tn
pqV 泵总功率： V m T
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（定量马达）
。变量泵（变量马达） 按结构形式可分为： 。齿轮式 。叶片式
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
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
§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：结构简单紧凑，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。
。柱塞式
。螺杆式
作业3H1
1、某泵转速n=950转/分，空载流量为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 250L min ，泵输入转矩 T i 1350N ， m 输入转速 n 1000r 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
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，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单位是 L/r 。
理论流量qt：在无泄漏的情况下，单位时间内输出液
体的体积，它取决于几何排量，也称几何流量，单
位是L/s 。
qVt Vn
实际流量 q ： 泵在单位时间内实际输出液体的体积。 由于存在内、外泄漏Δ q，所以q小于qt ，即qVt＝q ＋Δ q
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，它是液压系统的能源。 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。
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
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 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
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
工作压力：液压泵工作时实际输出压力，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，按试验标准规定的连 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。
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)
3．效率、输出功率、输入功率 理论功率： P t Tt pq Vt
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
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