液压泵的性能及选择

一、双作用叶片泵
1.结构特点
定子和转子同心 定子内曲线由四段圆弧和 四段过渡曲线组成 配油盘上有四个月牙形窗 口
2.工作原理
(1)旋转一周，完成二次吸 油，二次排油——双作用泵 (2)径向力平衡——平衡式 叶片泵
3.流量计算
排量： V = 2π (R2 − r2 )b
实际流量：
q = 2π ( R 2 − r 2 )bnηv
柱塞数z 5 6 7 8 9 10 11 12
脉动率σ
（％）
4.9 14 2.5 7.8 1.5 4.9 1.0 3.4
当柱塞数为奇数时,脉动较小,且柱塞数多脉动也较 小,因而一般常用的柱塞泵的柱塞个数为7、9或11。
3.结构要点
SCY14-1型轴向柱塞泵 （p = 32 MPa）
1、滑履； 2、中心弹簧 3、间隙补偿；4、变量机构
（1）流量与齿轮模数m的平方成正比。 （2）在泵的体积一定时，齿数少，模数就大，故 输油量增加，但流量脉动大；齿数增加时，模数就 小,输油量减少，流量脉动也小。（增加齿数有利于 减小流量脉动） （3）输油量和齿宽B、转速n成正比。一般齿宽 B=(6～10)m；转速n为750r/min：1000 r/min、 1500r/min，转速过高，会造成吸油不足，转速过 低，泵也不能正常工作。（一般齿轮的最大圆周速 度不应大于5～6m/s。）
两个泵可以是相等流量的,也可以是不等流 量的。
二、单作用叶片泵
1.工作原理
特点： 定子和转子偏心 定子内曲线是圆 配油盘有二个月牙形窗口 叶片靠离心力伸出
2. 流量计算
∆V =V1 −V2
V1
=
( O A1 B1
−
O
A1'
B
' 1
)
b
= π [(R + e)2 − r 2 ] β b 2π
V2 = (OA2 B2 − OA2' B2' )b
（5）叶片
叶片沿旋转方向前倾θ角（减小切向分力，减轻叶片和 槽的磨损，避免卡死） 叶片数一般取 z = 12、16片 (取4的倍数，以减小流量脉 动）
吸
压
（6）配油盘上的三角槽
缓冲，避免压力突变，减 小流量脉动和噪声。
5.双联叶片泵
双联叶片泵是由两个叶片泵装在一个泵体 内在油路上并联组成。
两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转, 有各自独立的出油口。
1．轴向间隙与径向间隙过小
1．检测泵体、齿轮，重配间隙
过热 2．侧板和轴套与齿轮端面严重摩 2．修理或更换侧板和轴套
擦
谢谢大家！
2.2.3 叶片泵
叶片泵的特点与分类
{ 单作用 每转排油一次
分类 双作用 每转排油两次
优点：输出流量 均匀、脉动小、噪声低、 体积小。
缺点：自吸性能差、对油液污染敏感、结 构较复杂。
柱塞泵的种类
径向式柱塞泵
轴向式柱塞泵
柱塞泵的种类
按照缸体轴线与柱塞轴线是否平行分为：
一、径向式柱塞泵
二、轴向式柱塞泵
轴向柱塞泵按缸体轴线与传动轴线是 否一致分为：
1.斜盘式轴向柱塞泵 2.斜轴式轴向柱塞泵
一、斜盘式轴向柱塞泵
1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
• 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） • 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体转动时沿轴线作
二、液压泵的主要性能和参数
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。工作压力取决于外负载的大小和排油管路 上的压力损失，而与液压泵的流量无关。 2）额定压力：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。 3）最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据 试验准规定，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，超过此压力，泵的泄 漏会迅速增加。
二、内啮合齿轮泵
1. 渐开线齿轮泵
特点:
结构紧凑 尺寸小 重量轻 流量脉动小 噪声小
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： 机床低压系统
三、齿轮泵的常见故障及排除方法
故障 现象
（3）端面泄漏
外啮 ①通过齿轮啮合处的间隙
合齿 轮运
②齿顶与齿轮壳内壁的间隙
转时 ③ 齿端面与侧板之间的间隙
泄漏 途径
（端面泄漏占80％—85
有三 ％当压）力增加时，前者不会改变，但
后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵
泄漏最主要的原因，故不适合用作
高压泵。
解决方
法：端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增 一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板。
往复运动，底部密封容积变化，实现吸油、排油。 • 吸油过程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油； • 排油过程：柱塞缩回→v↓→p↑→排油。
2.流量计算
一个密封空间:
∆V = Ah = π d 2 h
h = tgγ
D
4
h = D tgγ
∆V = π d 2 D tgγ
排量: 4
V =∆V z = π d 2 D tgγ z
卸荷措施：在前后盖板 或浮动轴套上开卸荷槽
开设卸荷槽的原 则：两槽间距a为最 小封闭容积，而使 闭死容积由大变小 时与压油腔相通， 闭死容积由小变大 时与吸油腔相通。
（2）径向不平衡作用力
• 1）原因 径向液压力分布不均
• 2）危害 轴承磨损、刮壳。
• 3）措施 缩小压油口，增加径 向间隙。
※ 压油口缩小后， 安装 时注意不能反转。
（D =2 R）
流量： q = 2π beD nηv
式中：b - 叶片宽度 e – 偏心距 D - 定子内径
3.单作用叶片泵的特点
（1）改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。 偏心反向时，吸油压油方向也相反。（单向变量）
（2）由于转子受到不平衡的径向液压作用力,所 以这种泵一般不宜用于高压。（低压）
改变流量。
限压式变量叶片泵的流量压力特性
限压式变量叶片泵的特点及应用
• 优点：功率利用合理，简化液压系统
• 缺点：结构复杂，泄漏增加，ηm↓，ηv↓
• 应用：要求执行元件有快速、慢速和保压的场合
四、叶片泵的常见故障及排除方法
故障 现象
噪 声 大
产生原因
排除方法
1．叶片顶部倒角太小 2．叶片各面不垂直 3．定子内表面被刮伤或磨损，
产生运动噪声 4．由于修磨使配油盘上三角形
卸荷槽太短，不能消除困油 现象 5．配油盘端面与内孔不垂直， 旋转时刮磨转子端面而产生 噪声 6．泵轴与原动机不同轴
1．重新倒角（不小于1×45°） 或修成圆角
2．检查，修磨 3．抛光，有的定子可翻转180°
使用 4．锉修卸荷槽 5．修磨配油盘端面，保证其与
流量: q = Vnηv
=
4
π d2
4
D tgγ
znηv
式中： d - 柱塞直径 D - 柱塞分布圆直径 γ- 斜盘倾角 z - 柱塞数
流量脉动率：
实际上,由于柱塞在缸体孔中运动的速度不是恒速 的,因而输出流量是有脉动的
σ
q
=
2 sin
2
sin
2( π )
4z
2( π )
2z
z为奇数 z为偶数
噪 声 大
产生原因
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
2.排量和流量
排量：是泵主轴每转一周所排出液体体积的 理论值，如泵排量固定，则为定量泵；排量 可变则为变量泵。
流量：为泵单位时间内排出的液体体积。
qvt = Vn
{ 流量
1）理论流量 q t = Vn 2）实际流量 q = Vn ηv
3）额定流量：额定压力、额定转速下泵输出的流量
3.泵的功率
输出功率： Po = Fυ = pAυ = pqυ
R
r0
r
其中：b - 叶片宽度； R - 定子长轴半径
r - 定子短轴半径；θ – 叶片倾角
s – 叶片厚度
4.结构要点
（1）定子曲线
吸
压
定子曲线是由四段圆弧和四段
过渡曲线组成的。过渡曲线应
保证叶片贴紧在定子内表面上,
叶片在转子槽中径向运动时速
度和加速度的变化均匀,使叶片
对定子的内表面的冲击尽可能
故障 现象
流量 不足 或压 力不 能升
高
产生原因
1．齿轮端面与泵盖接合面严重拉 伤，使轴向间隙过大
2．径向不平衡力使齿轮轴变形碰 擦泵体，增大径向间隙
3．泵盖螺钉过松 4．中、高压泵弓形密封圈破坏、
或侧板磨损严重
排除方法
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
（3）为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸 出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，称 后倾角，一般为24°。（叶片后倾）
（4）叶片数是奇数（13、15），以减少流量脉 动。
三、限压式变量叶片泵
o o’
e
1.结构特点: 弹簧、反馈柱塞、限位螺钉。 2.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小,来
=
pqv
2π nTi
= qv Vn
pV
2π Ti
= ηm .ηv
P0— 泵实际输出功率 Pi— 电动机输出功率
例题: 某液压系统，泵的排量q＝10m L/r，电机转速n＝ 1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa 泵容积效率ηv＝0.92， 总效率η＝0.84，求：
1） 泵的理论流量； 2）泵的实际流量；
3） 泵的输出功率； 4）驱动电机功率。
解：
1）泵的理论流量
qvt=q.n.10-3=10×1200×10-3＝12 L/min
2) 泵的实际流量
qv ＝qvt .ηv＝12×0.92＝11.04 L/min
3) 泵的输出功率
4）驱动电机功率
Pm
=
Pi
=
p0
η
=
0.9 0.84
= 1.07(kw)
齿轮泵的流量结论
轻时重现象
排除方法
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
3.外啮合齿轮泵的构造
（1） 困油现象
由于齿轮啮合的重叠系数ε大于1, 就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间,在 两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一 个封闭容积,一部分油液也就被困在这 一封闭容积中。在封闭容积减小时,被 困油液受到挤压,压力急剧上升,使轴 承上突然受到很大的冲击载荷,使泵剧 烈振动；当封闭容积增大时, 就会形 成局部真空,使原来溶解于油液中的空 气分离出来,形成了气泡,会引起噪 声、气蚀等一系列恶果。
小。
（2）径向作用力平衡
双作用叶片泵,由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且 各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液 压力相互平衡。
（3）端面间隙自动补偿（配油盘的外侧与压油腔相同）
•（4）提高双作用叶片泵压力的措施
双作用叶片泵压力的提高主要受叶片与定子内表面之间 磨损的限制。
措施：双叶片和母子叶片
= π [(R − e)2 − r 2 ] β b 2π
∆V = 1（[ R + e)2 − (R − e)2 ]β b 2
= 1 4 Re βb = 2 Re βb 2
β = 2π
z
∆V = 2Re 2π b = 4π Reb
z
z
排量:
V = ∆V z = 4π Reb z = 4π Reb
z
V = 2πbeD
内孔的垂 直度小于0.005～0.01mm 6．调整连轴器，使同轴度小于 ф0.1mm
故障 现象
产生原因
排除方法
容积 效率 低或 压力 不能 升高
1．个别叶片在转子槽内移动不 灵活甚至卡住
2．叶片装反 3．叶片顶部与定子内表面接触
不良 4．叶片与转子叶片槽配合间隙
过大 5．配油盘端面磨损 6．限压式变量泵限定压力调得
输入功率： Pi = Ti 2π n (P0 ≤ Pi )
4.泵的效率
泵的容积效率：
ηV
=
qv qvt
=
qvt
− ∆qv qvt
= 1 − ∆qv qvt
泵的机械效率：
ηm
=
Tt Ti
⇒ ηm
=
pV
2π Ti
( Pt
=来自百度文库
pqvt
=
pVn = 2π nTt
⇒ Tt
=
pV )
2π
泵的总效率：η
=
P0 Pi
太小 7．限压式变量泵的调压弹簧变
形或太软 8．变量泵的反馈缸柱塞磨损
1．检查，选配叶片或单槽研配 保证间隙
2．重新装配 3．修磨定子内表面或更换叶片 4．选配叶片，保证配合间隙 5．修磨或更换 6．重新调整压力调节螺钉 7．更换合适的弹簧 8．更换新柱塞
谢谢大家！
2.2.3 柱塞泵
单柱塞泵的工作原理