2--液压泵

液压泵概述齿轮泵叶片泵柱塞泵泵的性能第2部分液压动力元件（液压泵）（二）液压泵的分类•1.按照泵的结构不同分齿轮泵、柱塞泵、叶片泵等•2.按照泵的输油方向能否改变分单向泵和双向泵•3.按照泵输出的流量能否调节分变量泵和定量泵•4.按照泵的额定压力高低分低压泵、中压泵和高压泵（三）液压泵的图形符号(a)单向定量液压泵(b)单向变量液压泵(c)双向定量液压泵(d)双向变量液压泵(a)(b)(c)(d)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。吸油压油偏心向右转，柱塞右移偏心向左转，柱塞左移密封容积↑，产生局部真空密封容积↓，油液被迫压出单柱塞泵基本工作原理一、液压泵的工作原理•2、液压泵正常工作的必备条件•⑴形成一个或多个可变的密封容积：•在结构上具有一个或多个密封且可以周期性变化的工作容积；当工作容积增大时，完成吸油过程；当工作容积减小时，完成排油过程。•液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。若不计泄漏，流量与压力无关。一、液压泵的工作原理•⑵必须具有配流装置•该机构保证工作腔容积变大时使工作腔与吸油腔相连；而变小时使工作腔与排油腔相连。•(3)有吸压油腔隔开•具有相应的配流装置，将吸油过程与排油过程分开。•(4)外部条件（非必备条件）•油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。也可采用密闭的充压油箱。VnqtvtqVn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。（单位：mL/r）流量：为泵单位时间内排出的液体体积。（单位：m3/s或L/min）1）理论流量2）实际流量3）额定流量：额定压力、额定转速下泵输出的流量流量{vVnq2iiPTnoPFpApq输出功率：输入功率：3.泵的功率0()iPP泵的容积效率：1vvtvvVvtvtvtqqqqqqqt2)22(tmmtvititpVPpqpVnnTTVTTTp泵的机械效率：4.泵的效率泵的总效率：0.22vvmviiiPpqqVTTVpPnnP0—泵实际输出功率Pi—泵实际输入的功率（电动机输出功率）•液压泵所需电动机功率，就是泵的输入功率Pi5.驱动液压泵所需电动机功率公式2：Pi=pqV/η60式中参数单位：p为MPa；qV为L/min；Pi为kW；η为效率。公式1：Pi=pqV/η1000式中参数单位：p为Pa；qV为m3/s；Pi为kW；η为效率。【例题】某液压系统，泵的排量q＝10mL/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=10×10-3×1200（L/min）＝12L/min2.泵的实际流量qv＝qvt.ηv＝12×0.92＝11.04L/min3.泵的输出功率4.驱动电机功率00.91.07()0.84mipPPkw§3-2齿轮泵外啮合齿轮泵内啮合齿轮泵{分类按啮合形式§3-2齿轮泵1.齿轮泵的结构和工作原理一、外啮合齿轮泵1）、相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封容积↑，形成局部真空，在大气压力作用下——吸油2）、随着齿轮旋转，油液带到左侧的压油腔，轮齿逐渐啮合，使密封容积↓，齿槽间的油液被挤压排出泵外——压油一、外啮合齿轮泵工作原理•密封容积形成——齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖围成。•密封容积变化——齿轮退出啮合，容积↑吸油；齿轮进入啮合，容积↓压油•配流装置——两齿轮啮合线及泵盖（吸压油口隔开）齿轮1齿轮2泵体前盖板后盖板。2.外啮合齿轮泵正常工作的条件图3-4CB—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3.外啮合齿轮泵存在的结构问题及其解决办法（1）困油现象原因：齿轮泵要平稳工作，齿轮重迭系数ε＞1，形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。困油现象的危害：1.闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，产生振动；2.闭死容积由小变大时，会引起气蚀和噪声。※困油现象采取的措施•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为最小闭死容积，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；•一般两槽间距a向吸油侧偏移，但必须保证任何时候吸油腔不得与压油腔串通。（2）泄漏间隙过大，泄漏量增多，容积效率降低。间隙过小，机械摩擦过大，机械效率降低外啮合齿轮运转时泄漏途径有三①通过齿轮啮合处的间隙②齿顶与齿轮壳内壁的径向间隙③齿端面与侧板之间的轴向间隙（端面泄漏占80％—85％）端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、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。※采取的措施：端面泄漏（80％—85％）•1）原因---径向液压力分布不均。（3）径向不平衡作用力（3）径向不平衡作用力•2）危害---轴承磨损、刮壳。使轴弯曲，齿顶与壳体产生接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。•3）措施1.缩小压油口，增加径向间隙。2.开平衡槽解决措施：缩小压油口直径注意：压油口缩小后，进出油口不能互换。开压力平衡槽（泄漏量增大）优缺点结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、自吸性能好、抗油污能力强；但效率低，噪音大，流量脉动大，不能用做变量泵。(a)有隔板的内啮合齿轮泵(b)摆动式内啮合齿轮泵二、内啮合齿轮泵摆线齿轮泵（转子泵）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，重装调整故障现象产生原因排除方法流量不足或压力不能升高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．更换零件过热1．轴向间隙与径向间隙过小2．侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦1．检测泵体、齿轮，重配间隙2．修理或更换侧板和轴套谢谢大家！§2-3叶片泵优点：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。叶片泵的特点与分类分类{单作用叶片泵双作用叶片泵每转吸压油各一次每转吸压油各两次一、双作用叶片泵1.组成及工作特点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旋转一周，完成二次吸油，二次排油—双作用泵径向力平衡—平衡式叶片泵一、双作用叶片泵2.双作用叶片泵的工作原理（1）组成：双作用叶片泵是由装有如干叶片的转子、非圆形内径的定子、配油盘、前后端盖、外壳及轮轴等组成的。（2）工作原理：两两相邻的叶片、转子、定子、配油盘、前后端盖等组成泵密闭的工作容积；当转子被驱动转动时，叶片一方面跟随转子转动，同时在离心力和其根部油压的作用力下，叶片伸向定子，由于转子和定子间存在大小变化的间隙，从而使工作容积不断变化，容积增大时吸油，容积减小时压油；配油盘将吸油口和压油口隔离开；转子不断的转动，实现该泵的吸油和压油工作过程。3.流量计算222()vqRrbn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222()VRrb排量：实际流量：rr0R4.结构要点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小。（1）定子曲线（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（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。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叶片靠离心力伸出二、单作用叶片泵1.工作原理2.单作用叶片泵的工作原理（1）组成：单作用叶片泵是由装有如干叶片的转子、定子、配油盘、前后端盖、外壳及轮轴等组成的，转子和定子偏心布置。（2）工作原理：两两相邻的叶片、转子、定子、配油盘、前后端盖等组成泵密闭的工作容积；当转子被驱动转动时，叶片一方面跟随转子转动，同时在离心力的作用力下，叶片伸向定子，由于转子和定子间存在大小变化的间隙，从而使工作容积不断变化，容积增大时吸油，容积减小时压油；配油盘将吸油口和压油口隔离开；转子不断的转动，实现该泵的吸油和压油工作过程。2.流量计算21VVV''1111122()[()]2VOABOABbRerb''2222222()[()]2VOABOABbRerb221[)()]214Re2Re2VReRebbb（2z24Re2RebVbzz式中：b-叶片宽度e–偏心距D-定子内径排量:流量：2vqbeDn2VbeD（D=2R）4Re4RebVVzzbz（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。（双向变量）（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。（中压）（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。3.单作用叶片泵的特点三、限压式变量叶片泵1.结构特点:弹簧、反馈柱塞、限位螺钉。eoo’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。是单作用叶片泵，能借助输出压力的大小自动改变偏心距e大小来改变输出流量。限压式变量叶片泵1－转子2－定子3－吸油窗口4－柱塞5－螺钉6－柱塞缸7－通道8－压油窗口9－调压弹簧10调压螺钉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