设备控制技术课件第6章液压元件及辅助装置第1节

2.单作用叶片泵 组成:如图6-7所示,主要由转子3、定子4、叶片5、配油盘1、传动轴2及泵 体等组成。转子和定子偏心安放，偏心距为℮，定子具有圆柱形的内表面。 转子上开有均布槽，矩形叶片安放在转子槽内，并可在槽内滑动。
图6-7 单作用叶片泵的工作原理图
单作用叶片泵的工作原理如图所示，转子旋转时，叶片在自身离心力的 作用下，紧贴定子内表面起密封作用。在转子、定子、叶片和配油盘之间就 形成了若干个密封的工作容积。当转子按图示方向旋转时，右边的叶片逐渐 伸出，相邻两叶片间的工作容积逐渐增大，形成局部真空，从配油盘上的吸 油窗口吸油；左边的叶片被定子的内表面逐渐压进槽内，两相邻叶片间的工 作容积逐渐减小，将工作油液从配油盘上的压油窗口压出；在吸油窗口和压 油窗口之间有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，转子转一周两叶片间的 工作容积完成一次吸油和压油，所以称为单作用式叶片泵。
(4)液压泵的功率和效率 1)泵的输入功率Pm 驱动泵轴的机械功率叫泵的输入功率Pm
输入功率Pm
Pm T 2h
2)泵的输出功率p P=pq
6.1.2 齿轮泵 齿轮泵广泛地应用在各种液压机械上。一般齿轮泵分为外啮合和内啮合 两种。外啮合齿轮泵具有结构简单、自吸性能好，对油液污染不敏感，工作 可靠，体积小，重量轻，转速高，寿命长，便于维修以及成本低等特点。它 的缺点是，流量和压力脉动较大，噪声较大 。
限压式变量叶片泵工作原理：
①工作原理：图6-8所示为YBX型
限压式变量叶片泵工作原理图。转 子l的中心01 是固定的，定子2可以 左右移动，在右端限压弹簧3的作用 下，定子被推向左端，靠紧在活塞6 的右端面上，使定子中心O2 和转子 中心01之间有一原始偏心距e。泵出 口的压力油经泵体内通道作用于活 塞6的左端面上，当泵的工作压力p 小于限定压力（即活塞对定子的作 用力小于限压弹簧3的预紧力）时， 定子不能移动，最大偏心量保持不
③其它:转子上开有12条狭槽，叶片11安装在槽内，并可在槽内自由滑 动。转子通过内花键与主动轴相配合，主动轴由两个滚珠轴承2和8支承。 骨架式密封圈9安装在盖板10上，用来防止油液泄漏和空气渗入。
④叶片的倾角 YB1 系列叶片泵除单泵外，还有双联叶片泵，如图2-14所示，它是由两 个单级叶片泵组成，其主要工作 部件装在一个泵体内，由同一 根传动轴带动旋转。泵体有一 个共同的吸油口，两个各自独 立的出油口。
如图6-5所示,当转子旋转时，叶片在自身离心力和根部压力油的作用下， 紧贴定子内表面。在转子、定子、叶片和配油盘之间就形成了若干个密封的 工作容积。当相邻两叶片由短半径处向长半径处转动时，两叶片间的工作容 积逐渐增大，形成局部真空而吸油，当相邻两叶片由长半径处向短半径处转 动时，两叶片间的工作容积逐渐减小而压油。转子转一周，两相邻叶片间的 工作容积完成两次吸油和压油，所以称为双作用叶片泵。
2.液压泵的分类 液压泵的类型很多。液压泵按其排量V能否调节而分成定量泵和变量泵 两类，按结构形式的不同，可分为齿轮式、叶片式和柱塞式等类型。液压泵 的图形符号如图6-2所示。
图6-2 液压泵的图形符号
3.液压泵的性能参数 (1)压力 1)工作压力p 液压泵的工作压力是指它输出油液的压力，其大小由负 载决定。
2.低压齿轮泵的典型结构
6.1.3 叶片泵
叶片泵在机床液压系统中应用最广。其主要优点是:结构紧凑、外形尺寸 小、运转平稳，流量均匀以及噪声小等。其缺点是:结构复杂、吸油特性差、 对油液的污染较敏感。
叶片泵按其排量是否可变分为定量叶片泵和变量叶片泵，按其转子转一 周吸、排油的次数可分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。
1.齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理如图6-3所示。由泵体、端盖和一对相互啮合的齿轮形 成密封的工作容积。相互啮合的齿轮将密封的工作容积分隔成左右两个密封 的工作腔，即a腔和b腔，分别与吸油口和压油口相通。当主动轴带动齿轮按 图示方向旋转时，在a腔，吸油；然后，齿间的油液随齿轮转动沿带尾箭头所 示的流向被带到b腔。在b腔，压油。齿轮不停地转动，吸油腔不断地从油箱 中吸油，压油腔不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。
1.径向柱塞泵工作原理
组成：图2-22所示为径向柱塞泵的工作原理图。泵由转子1、定子2、 柱塞3、配油铜套4和配油轴5 主要零件组成。柱塞沿径向均匀地安装在转 子上。配油铜套和转子紧密配合，并套装在配油轴上。
图2-22 径向柱塞泵工作原理图
工作原理
转子连同柱塞由电动机带动一起旋转，配油轴固定不动。柱塞在离心力 的作用下紧压在定子的内壁面上。由于定子和转子间有一偏心距e，转子按图 示方向旋转时，柱塞在上半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐增大，产 生局部真空，于是通过固定在配油轴上的窗口a吸油。当柱塞处于下半周时， 柱塞底部的密封容积逐渐减小，通过配油轴上的窗口b把油液排出。转子转一 周，每个柱塞各吸、压油一次。若改变定子和转子的偏距e ，则泵的输出流 量也改变，因此径向柱塞泵可做变量泵。
YB1 型叶片泵的结构
图6-6所示为YB1 型叶片泵的结构图，由前、后泵体7、6，左、右配油盘1、5， 定子4、转子12等组成。
结构特点：
①定子的组成;八段曲线组成（二段大圆弧、二段小圆弧和四段过渡曲线）。
图6-6 YB1型叶片泵的结构
② 配油盘与定子的相对关系:为了便于装配和使用，两个配油盘与定子、 转子和叶片组装成一个部件。两个长螺钉13为组件的紧固螺钉，其头部作 为定位销插入后泵体的定位孔内，以保证配油盘上吸、压油窗口的位置能 与定子内表面的过渡曲线相对应。
2.轴向柱塞泵的工作原理
组成：轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线，并均布在缸体的圆周上。 工作原理见图2-23，它主要由柱塞5、缸体7、配油盘10和斜盘1等零件组成。 斜盘法线和缸体轴线间的交角为γ 。内套筒4在弹簧6作用下通过压板3而使 柱塞头部的滑履2和斜盘靠牢；同时，外套筒8则使缸体7和配油盘10紧密接 触，起密封作用。
变，泵的输出流量为最大。当泵的
工作压力大于限定压力时，限压弹
簧被压缩，定子右移，偏心量减小， 泵输出流量也减小。图中螺钉7用来 调节泵的最大流量，螺钉4用来调节 限定压力。
图6-8 YBX型限压式变 量叶片泵工作原理图
②流量压力特性曲线
限压式变量叶片泵的流量与压力特性曲线如图6-9所示。图中AB段表示 工作压力p小于限定压力pB 时，流量最大而且基本保持不变。B点为拐点， 表示泵输出最大流量时可达到的最高工作压力。
吸油 图6-1 简单单柱塞液压泵的工作原理图
压油
柱塞向右运动时，液压泵吸油。 柱塞向左运动时，液压泵压油。 偏心轮不停地转动，液压泵便不断地吸油和压油。 从上述泵的工作过程可以看出： l)液压泵是依靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，利用这种原理做 成的泵统称为容积式液压泵。 2)在吸油过程中，对于非封闭的油箱,必须使油箱与大气接通，这是吸油 的必要条件。 3)单向阀5、6将吸油腔与压油腔隔开,保证吸油时使V腔与油箱接通，同 时切断供油管道;压油时使V腔与 油液流向系统的管道相通而与油 箱切断。单向阀5、6又称为配油 装置。
4)双联叶片泵 YB1 系列叶片泵除单泵外，还有双联叶片泵，如图2-14 所示,它是由两个单级叶片泵组成，其主要工作部件装在一个泵体内，由同 一根传动轴带动旋转。泵体有一个共同的吸油口，两个各自独立的出油口。
图2-14 双联叶片泵的结构
高压叶片泵 高压叶片泵存在最主要的问题就是低压 区叶片对定子压 紧力过大。措施；减小叶片对定子的压紧力。
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二0一九年九月二十六日
第6章 液压元件及辅助装置
6.1 液压泵 6.2 液压马达 6.3 液压缸 6.4 液压控制阀 6.5 液压辅助装置 小结
6.1 液压泵
6.1.1 液压泵概述 1.液压泵的工作原理 液压泵是将电动机(或其它原动机)输出的机械能转换为液体压力能的能 量转换装置。在液压系统中，液压泵作为动力源，向液压系统提供压力油。 图6-1所示为一个单柱塞液压泵的工作原理图。柱塞2安装在泵体3内，柱 塞在弹簧4的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮不停地转动时，柱塞作左右往 复运动。
图2-23 轴向柱塞泵工作原理图
工作原理
当缸体转动时，由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运 动，通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。当缸孔自最低位置按图示方 向转动时，柱塞转角在0 范围内，柱塞向左运动，柱塞端部和缸体形成的 密封容积增大，通过配油盘的吸油窗口进行吸油；柱塞转角在 内，柱塞被 斜盘逐步压入缸体，柱塞端部容积减小，泵通过配油盘排油窗口排油。若 改变斜盘倾角γ的大小，则泵的输出流量改变；若改变斜盘倾角γ的方向， 则进油口和排油口互换，即为双向轴向柱塞变量泵。
2)公称压力 液压泵的公称压力是指液压泵在使用中允许到达的最大工 作压力，超过此值就是过载。液压泵的公称压力应符合国家标准(GB2346一80) 的规定。
( 2)排量V 液压泵的排量是指泵轴每转一转，由其密封容积的几何尺寸 变化计算而得的排出液体的体积。公称排量应符合国家标准 (GB2347一80)的 规定。
(3)流量qV
1)理论流量 液压泵的理论流量是指泵在单位时间内由其密封容积的几 何尺寸变化计算而得的排出液体的体积，理论流量等于排量与其转速的乘积。
2)实际流量 液压泵的实际流量是指泵工作时实际输出的流量，等于理 论流量减去泄漏损失的流量。
3)公称流量 液压泵的公称流量，是指泵在公称转速和公称压力下的输 出流量。
1.双作用叶片泵 双作用叶片泵的组成:主要由转子1、定子2、叶片3、泵体4及配油盘5等 组成。转子和定子同心安放。定子内表面是一个近似椭圆，由两段长半径R 圆弧、两段短半径r 圆弧以及四段过渡曲线所组成。转子上开有均布槽，矩 形叶片安装在转子槽内，并可在槽内滑动。
图6-5双作用叶片泵的工作原理图
双作用叶片泵的工作原理
图6-9 限压式变量叶片泵的p-q特性曲线
6.1.4 柱塞泵
柱塞泵是利用柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动时产生的密封工作容积 变化来实现泵吸油和压油。它的主要优点是:结构紧凑、压力高、效率高及流 量调节方便等。但结构复杂、价格高、对油液的污染敏感。它常用于高压、 大流量及流量需要调节的液压机、工程机械、大功率机床等液压系统中。柱 塞泵按柱塞排列方向的不同分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。