液壓泵及液壓馬達

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1、第 三 章 液 壓 泵 及 液 壓 馬 達 3.1 液 壓 泵 及 液 壓 馬 達 的 作 用 液 壓 泵 是 液 壓 系 統(tǒng) 的 動 力 元 件 ， 將 原 動 機 輸入 的 機 械 能 轉 換 為 壓 力 能 輸 出 ， 為 執(zhí) 行 元 件提 供 壓 力 油 。 液 壓 馬 達 是 將 液 體 壓 力 能 轉 換 為 機 械 能 的 裝置 ,輸 出 轉 矩 和 轉 速 ， 是 液 壓 系 統(tǒng) 的 執(zhí) 行 元 件 。 3.2 工 作 原 理液 壓 泵 必 須 具 備 周 期 性 變 化 的 密 封 容 積 和 配 流 裝 置 才 能工 作 ,屬 于 容 積 式 泵 .配 流 裝 置 使 密

2、封 容 積 輪 流 和 油 箱 或 負 載 相 通 。 液 壓 馬 達 的 工 作 原 理 液 壓 系 統(tǒng) 中 使 用 的 液 壓 馬 達 也 是 容 積 式 的 ， 從 原 理上 講 是 把 容 積 式 泵 逆 用 ， 即 向 泵 中 輸 入 壓 力 油 ， 就 可 使泵 軸 轉 動 ， 輸 出 轉 矩 和 轉 速 ， 成 為 液 壓 馬 達 。 液 壓 泵 正 常 工 作 的 三 個 必 備 條 件 必 須 具 有 一 個 由 運 動 件 和 非 運 動 件 所 構 成 的 密 閉容 積 ； 密 閉 容 積 的 大 小 隨 運 動 件 的 運 動 作 周 期 性 的 變 化 ，容 積 由

3、小 變 大 吸 油 ， 由 大 變 小 壓 油 ； 密 閉 容 積 增 大 到 極 限 時 ， 先 要 與 吸 油 腔 隔 開 ，然 后 才 轉 為 排 油 ； 密 閉 容 積 減 小 到 極 限 時 ， 先 要與 排 油 腔 隔 開 ， 然 后 才 轉 為 吸 油 。 單 柱 塞 泵 是 通過 兩 個 單 向 閥 來 實 現(xiàn) 這 一 要 求 的 。 液 壓 泵 與 馬 達 結 構 上 的 區(qū) 別1.一 般 泵 進 口 尺 寸 出 口 尺 寸 ， 馬 達 則 進 出 口 尺 寸 相 同 。2.泵 結 構 上 有 自 吸 能 力 ， 而 馬 達 則 無 此 能 力 。3.馬 達 需 正 反 轉

4、， 內 部 結 構 一 般 對 稱 ， 泵 一 般 無 此 要 求 。4.馬 達 結 構 及 潤 滑 要 求 要 滿 足 很 寬 的 調 速 范 圍 ， 泵 高 速 而變 化 小 。5.馬 達 需 較 大 的 啟 動 扭 矩 ， 要 求 內 部 摩 擦 小 。 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 的 種 類 按 其 排 量 能 否 調 節(jié) 分 為 ： 定 量 泵 （ 定 量 馬 達 ） 變 量 泵 （ 變 量 馬 達 ） 一 、 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 的 分 類 3.3 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 的 分 類按 結 構 形 式 可 分 為 ： 齒 輪 式 葉 片 式 柱 塞 式 螺

5、桿 式 二 、 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 的 圖 形 符 號a.單 向 定 量 液 壓 泵b.單 向 變 量 液 壓 泵c.單 向 定 量 馬 達d.單 向 變 量 馬 達e.雙 向 變 量 液 壓 泵 f.雙 向 變 量 馬 達 3.4 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 的 性 能 參 數(shù)(1)工 作 壓 力 :（ 實 際 輸 出 油 液 壓 力 )取 決 于 負 載。 一 、 壓 力(2)額 定 壓 力 :按 試 驗 標 準 規(guī) 定 情 況 下 ， 允 許 連 續(xù)運 轉 的 最 高 壓 力 。(3)最 高 壓 力 :短 時 間 運 行 允 許 最 高 壓 力 。泵 (1)工 作 壓 力

6、 :（ 輸 入 油 液 壓 力 ） 取 決 于 輸 出 軸上 的 轉 矩 。(2)額 定 壓 力 :按 試 驗 標 準 規(guī) 定 情 況 下 ， 允 許 連續(xù) 運 轉 的 最 高 壓 力 。(3)最 高 壓 力 :短 時 間 運 行 允 許 最 高 壓 力 。馬 達 二 、 流 量 與 排 量二 、 排 量 V： 不 考 慮 泄 漏 情 況 下 ， 泵 （ 馬 達 ） 每 轉 一圈 所 排 出 液 體 的 體 積 ， 一 般 由 其 結 構 尺 寸 計 算 得 來 。三 、 流 量 q： 單 位 時 間 內 能 排 出 的 流 體 體 積 。1） 理 論 流 量 ： 不 考 慮 泄 露 tq q

7、 q 額 定 壓 力 、 額 定 轉 速 下 泵 輸 出的 流 量 3單 位 （ m / )或 （ / )s L mqt=V n/602） 實 際 流 量3） 額 定 流 量 qn 三 、 功 率理 論 輸 入 功 率 實 際 輸 入 功 率 理 論 輸 出 功 率 實 際 輸 出 功 率 bn tP q p biP T bt tP q p bP q p泵理 論 輸 入 功 率 實 際 輸 入 功 率 理 論 輸 出 功 率 實 際 輸 出 功 率 馬 達 miP q p mn tP q p mt tP q p mP TT、 p、 q 容 積 效 率 ： 反 映 泄 露 的 影 響 ， 影 響

8、 液 壓 泵 的 實 際 輸 出流 量 。機 械 效 率 ： 反 映 液 壓 泵 的 機 械 摩 擦 損 失 ， 影 響 驅 動 液壓 泵 所 需 的 轉 矩 。總 效 率 為 兩 個 效 率 的 乘 積 。 四 、 效 率 容 積 效 率 ： 經(jīng) 過 容 積 損 失 后 實 際 輸 出 功 率 （ 流 量 ） 與 理 論 輸 出功 率 （ 流 量 ） 之 比 / / v b bt b btP P q q泵馬 達機 械 效 率 ： 理 論 輸 入 功 率 （ 轉 矩 ） 與 實 際 輸 入 功 率 （ 轉 矩 ） 之比 / /m bn bi bn biP P T T 容 積 效 率 ： 經(jīng) 過

9、 容 積 損 失 后 理 論 輸 入 功 率 （ 流 量 ） 與 實 際 輸 入 功 率 （ 流 量 ） 之 比 / / v mt mi mt miP P q q機 械 效 率 ： 實 際 輸 出 功 率 （ 轉 矩 ） 與 理 論 輸 出 功 率 （ 轉 矩 ） 之比 / /m m mt m mtP P T T 計 算 實 例 1 某 液 壓 系 統(tǒng) ， 泵 的 排 量 V 10m L/r， 電 機 轉 速 n1200rpm， 泵 的 輸 出 壓 力 p=5Mpa 泵 容 積 效 率 v 0.92，總 效 率 0.84， 求 ： 1） 泵 的 理 論 流 量 ； 2） 泵 的 實 際 流 量

10、 ； 3） 泵 的 輸 出 功 率 (實 際 ） ； 4） 驅 動 電 機 功 率 。 解 ： 1） 泵 的 理 論 流 量 qt=v n 10-3=10 1200 10-3 12 L/min 2) 泵 的 實 際 流 量 q qt v 12 0.92 11.04 L/min 3)泵 的 輸 出 功 率 4） 驅 動 電 機 功 率 計 算 實 例 15 11.04 0.9( )60 60 pqP kw0.9 1.07( )0.84 i pP kw 計 算 實 例 2已 知 泵 的 排 量 為 160mL/r， 轉 速 為 1000r/min， 機 械 效 率 為0.9， 總 效 率 為 0.

11、85； 液 壓 馬 達 排 量 為 140 mL/r ， 機 械 效 率0.9， 總 效 率 為 0.8， 系 統(tǒng) 壓 力 為 8.5MPa， 不 計 管 路 損 失 ， 液壓 馬 達 的 轉 速 是 多 少 ？ 其 輸 出 轉 矩 是 多 少 ？ 驅 動 液 壓 泵 所 需的 轉 矩 和 功 率 是 多 少 ？ 6 3 3160 10 (1000/60) 0.85 2.52 10 ( / )0.9b b bbmn v m s b泵 實 際 流 量 q bv泵 容 積 效 率 bbtqq bbm bv b bq v nbt0.8 0.890.9mmm v馬 達 容 積 效 率 v mt mtm

12、 bq qq q t m mv m mq q v n3151( / ) 0.89 960 /140 10 ( / )b mv mq L mn r mv L r 馬 達 轉 速 m mmt mtP TP T 馬 達 機 械 效 率 mt mmT T 6 68.5 10 140 10 0.9 1702 2m mmpvT Nm 馬 達 輸 出 轉 矩 3 62.52 10 8.5 10 25.20.85 kW bi泵 實 際 輸 入 功 率 bbi b 泵 總 效 率 bi b bb bP q pP 2b bP T nT bi 32.52 10 240.72 2 1000/60biP Nmn b泵

13、所 需 轉 矩 T 3.5 齒 輪 泵 和 齒 輪 馬 達 外 嚙 合內 嚙 合 分 類 按 齒 面按 齒 形 曲 線按 嚙 合 形 式 直 齒斜 齒 人 字 齒 漸 開 線擺 線 一 、 齒 輪 泵 的 分 類 二 、 外 嚙 合 齒 輪 泵 原 理 和 結 構1. 結 構 ： 齒 輪 、 殼 體 、 端 蓋 等 (一 )外 嚙 合 齒 輪 泵 的 結 構 典 型 結 構 典 型 結 構 剖 切 圖 CB齒 輪 泵p = 2.5 MPa卸 荷 槽縮 小 壓 油 口減 小 端 面 間 隙0.03 0.04mm增 大 吸 油 口小 槽 a (泄 油 ）小 孔 (二 )、 工 作 原 理吸 油 過

14、 程 ： 輪 齒 脫 開 嚙 合 V p 吸 油 ；排 油 過 程 ： 輪 齒 進 入 嚙 合 V p 排 油 。 工 作 原 理 （ 動 畫 ） 兩 嚙 合 的 輪 齒 將 泵 體 、前 后 蓋 板 和 齒 輪 包 圍 的密 閉 容 積 分 成 兩 部 分 ，輪 齒 進 入 嚙 合 的 一 側 密閉 容 積 減 小 ， 經(jīng) 壓 油 口排 油 ， 退 出 嚙 合 的 一 側密 閉 容 積 增 大 ， 經(jīng) 吸 油口 吸 油 。 一 、 外 齒 輪 齒 輪 基 本 尺 寸 的 名 稱 和 符 號 pnr齒 頂 圓 da、 ra齒 根 圓 df、 rf齒 厚 sk 任 意 圓 上 的 弧 長齒 槽

15、寬 ek 弧 長齒 距 （ 周 節(jié) ） pk= sk +ek 同 側 齒 廓 弧 長齒 頂 高 h a 齒 根 高 hf 齒 全 高 h= ha+hf齒 寬 B hahfh rbO Bp rapb分 度 圓 人 為 規(guī) 定 的 計 算 基 準 圓表 示 符 號 ： d、 r、 s、 e， p= s+e法 向 齒 距 （ 周 節(jié) ） pn s e sk ek= pb rfpk此 圓 上 具 有 標 準 的 模 數(shù) 和 壓 力 角基 圓 db、 rb標 準 直 齒 圓 柱 齒 輪 各 部 分 名 稱 和 尺 寸 外 嚙 合 齒 輪 泵 的 排 量 公 式 V= DhB=2 zm 2B z 主 動

16、齒 數(shù) ， m 齒 輪 模 數(shù) ， B 齒 寬齒 輪 泵 的 排 量 V相 當 于 一 對 齒 輪 所 有 齒 谷 容 積 之 和 ,假 如 齒 谷 容 積大 致 等 于 輪 齒 的 體 積 ,那 么 齒 輪 泵 的 排 量 等 于 一 個 齒 輪 的 齒 谷 容 積和 輪 齒 容 積 體 積 的 總 和 ,即 相 當 于 以 有 效 齒 高 (h=2m)和 齒 寬 構 成 的平 面 所 掃 過 的 環(huán) 形 體 積 。 rhahfh r bOB rapbs e 實 際 上 齒 谷 的 容 積 要 比 輪 齒 的 體 積 稍 大 ,故 上 式中 常 加 以 系 數(shù) 進 行 修 正 ,則 上 式

17、可 寫 成 ： 齒 輪 泵 的 流 量 q(1/min)為 ：v = 2kz m 2 Bq= 2kz m 2 Bnv 三 、 齒 輪 泵 結 構 特 點1. 困 油 現(xiàn) 象 吸壓 困 油 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 的 原 因 齒 輪 重 迭系 數(shù) 1， 在 兩 對 輪 齒 同 時 嚙 合 時 ，它 們 之 間 將 形 成 一 個 與 吸 、 壓 油 腔 均不 相 通 的 閉 死 容 積 ， 此 閉 死 容 積 隨 齒輪 轉 動 其 大 小 發(fā) 生 變 化 ， 先 由 大 變 小 ，后 由 小 變 大 。 困 油 現(xiàn) 象 描 述 困 油 現(xiàn) 象 解 決 方 法 困 油 現(xiàn) 象 的 危 害 :閉 死 容 積

18、 由 大 變 小 時 油 液 受 擠 壓 ， 導 致 壓 力 沖 擊 和 油 液 發(fā) 熱 ， 閉 死 容 積 由 小 變 大 時 ，會 引 起 汽 蝕 和 噪 聲 。 卸 荷 措 施 :在 前 后 蓋 板 或 浮 動 軸 套 上 開 卸 荷 槽 2. 徑 向 力 不 平 衡 齒 谷 內 的 油 液 由 吸 油 區(qū) 的 低 壓 逐 步 增 壓 到 壓 油 區(qū) 的 高 壓 。作 用 在 齒 輪 軸 上 液 壓 徑 向 力 和 輪 齒 嚙 合 力 的 合 力 F 即為 齒 輪 泵 的 徑 向 力 減 小 徑 向 力 措 施 （ 1) 減 小 齒 寬 ,增 大 齒 頂 圓 直 徑 。（ 2) 縮 小

19、壓 油 腔 尺 寸 ,使 壓 力 油 作 用 在 較 少 的 齒 范 圍 內 。（ 3) 延 伸 壓 油 腔 或 吸 油 腔 ,在 工 作 過 程 中 只 有 很 少 的 齒 起 密封 作 用 。 減 小 徑 向 力 措 施 （ 4) 通 過 在 蓋 板 上 開 設 平 衡 槽 ， 使 它 們 分 別 與 低 、 高 壓 腔 相 通 ， 產(chǎn) 生 一 個 與 液 壓 徑 向 力 平 衡 的 作 用 。 平 衡 徑 向 力 的 措 施 都 是 以 增 加 徑 向 泄 漏 為 代 價 。 3. 泄 漏 問 題1) 泄 漏 途 徑 ： 端 面 間 隙 80% ql 徑 向 間 隙 15% ql 嚙 合

20、 處 5% ql2) 危 害 ： v3) 防 泄 措 施 ： a) 減 小 端 面 間 隙 b) 端 面 間 隙 補 償 裝 置 浮 動 側 板 浮 動 軸 套 防 泄 措 施 b) 軸 向 間 隙 補 償 裝 置 浮 動 側 板 浮 動 軸 套a) 減 小 軸 向 間 隙 小 流 量 ： 間 隙 0.025-0.04 mm 大 流 量 ： 間 隙 0.04-0.06 mm F 1稍 大 于 F2 四 、 齒 輪 泵 優(yōu) 缺 點 和 用 途優(yōu) 點 ： 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 結 構 緊 湊 ， 工 作 可 靠 ， 自 吸 性 能 好 ， 對 油 液 污 染 不 敏 感 ， 便 于 制

21、造 、 維 修 。缺 點 ： 效 率 低 ， 流 量 脈 動 大 ， 噪 聲 高 。用 途 ： 工 程 機 械 、 機 床 低 壓 系 統(tǒng) 。 五 、 內 嚙 合 齒 輪 泵1. 漸 開 線 齒 輪 泵 特 點 :n 結 構 緊 湊 ， 尺 寸 小 ， 重 量 輕n 流 量 脈 動 小 ， 噪 聲 小 。 2. 擺 線 齒 輪 泵 （ 轉 子 泵 ）特 點 :結 構 簡 單 ， 體 積 小重 疊 系 數(shù) 大 ， 傳 動 平 穩(wěn)吸 油 條 件 好齒 形 復 雜 ， 加 工 精 度 要求 高 ， 造 價 高 。應 用 ： 機 床 低 壓 系 統(tǒng) 擺 線 齒 輪 泵 實 物 結 構 五 、 齒 輪

22、泵 的 常 見 故 障 及 排 除 方 法故 障 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 原 因 排 除 方 法噪 聲 大 1 吸 油 管 接 頭 、 泵 體 與 泵 蓋 的 接 合 面 、 堵 頭 和 泵 軸密 封 圈 等 處 密 封 不 良 ， 有 空 氣 被 吸 入2 泵 蓋 螺 釘 松 動3 泵 與 聯(lián) 軸 器 不 同 心 或 松 動4 齒 輪 齒 形 精 度 太 低 或 接 觸 不 良5 齒 輪 軸 向 間 隙 過 小 6 齒 輪 內 孔 與 端 面 垂 直 度 或 泵 蓋 上 兩 孔 平 行 度 超 差7 泵 蓋 修 磨 后 ， 兩 卸 荷 槽 距 離 增 大 ， 產(chǎn) 生 困 油 8 滾 針 軸 承 等

23、零 件 損 壞9 裝 配 不 良 ， 如 主 軸 轉 一 周 有 時 輕 時 重 現(xiàn) 象 1 用 涂 脂 法 查 出 泄 漏 處 。 用 密 封 膠 涂 敷 管接 頭 并 擰 緊 ； 修 磨 泵 體 與 泵 蓋 結 合 面 保 證 平面 度 不 超 過 0.005mm； 用 環(huán) 氧 樹 脂 黏 結 劑 涂敷 堵 頭 配 合 面 再 壓 進 ； 更 換 密 封 圈2 適 當 擰 緊3 重 新 安 裝 ， 使 其 同 心 ， 緊 固 連 接 件4 更 換 齒 輪 或 研 磨 修 整5 配 磨 齒 輪 、 泵 體 和 泵 蓋6 檢 查 并 修 復 有 關 零 件7 修 整 卸 荷 槽 ， 保 證 兩

24、 槽 距 離8 拆 檢 ， 更 換 損 壞 件9 拆 檢 ， 重 裝 調 整 流 量 不 足 或壓 力 不 能 升高 1 齒 輪 端 面 與 泵 蓋 接 合 面 嚴 重 拉 傷 ， 使 軸 向 間 隙 過 大2 徑 向 不 平 衡 力 使 齒 輪 軸 變 形 碰 擦 泵 體 ， 增 大 徑 向間 隙3 泵 蓋 螺 釘 過 松4 中 、 高 壓 泵 弓 形 密 封 圈 破 壞 、 或 側 板 磨 損 嚴 重 1 修 磨 齒 輪 及 泵 蓋 端 面 ， 并 清 除 齒 形 上 毛 刺2 校 正 或 更 換 齒 輪 軸3 適 當 擰 緊4 更 換 零 件 過 熱 1 軸 向 間 隙 與 徑 向 間

25、隙 過 小2 側 板 和 軸 套 與 齒 輪 端 面 嚴 重 摩 擦 1 檢 測 泵 體 、 齒 輪 ， 重 配 間 隙2 修 理 或 更 換 側 板 和 軸 套 結 構 特 點兩 個 油 口 一 樣 大 ，結 構 對 稱 ,調 速 范 圍 寬啟 動 扭 矩 大 例 一 齒 輪 泵 轉 速 為 1200r/min,理 論 流 量 為12.286L/min,齒 數(shù) Z=8,齒 寬 B=30mm,機 械 效 率 和容 積 效 率 均 為 90%,工 作 壓 力 為 5.0 106Pa.試 求該 齒 輪 泵 的 齒 輪 模 數(shù) m,輸 出 功 率 和 輸 入 功 率 . 課 后 練 習 題1 容 積

26、 式 液 壓 泵 是 靠 _來 實 現(xiàn) 吸 油 和 排 油 的 。2.液 壓 泵 的 額 定 流 量 是 指 泵 在 額 定 轉 速 和 _下 的輸 出 流 量 。3.液 壓 泵 的 機 械 損 失 是 指 液 壓 泵 在 _上 的 損 失 。 4.液 壓 泵 是 把 _能 轉 變 為 液 體 _能 的轉 換 裝 置 。5.齒 輪 泵 的 泄 漏 一 般 有 三 個 渠 道 ： _;_;_。其 中 以 _最 為 嚴 重 。密 封 容 積 的 變 化 額 定 壓 力克 服 相 對 運 動 件 表 面 的 摩 擦機 械 ， 壓 力徑 向 間 隙 ， 端 面 間 隙 ， 嚙 合 處 ； 端 面 間

27、隙 3.6 葉 片 泵 與 葉 片 馬 達 一 、 葉 片 泵 分 類優(yōu) 點 ： 輸 出 流 量 均 勻 、 脈 動 小 、 噪 聲 低 、 體 積 小 。缺 點 ： 自 吸 性 能 差 、 對 油 液 污 染 敏 感 、 結 構 較 復 雜 。分 類 單 作 用雙 作 用 每 轉 排 油 一 次每 轉 排 油 兩 次 二 . 雙 作 用 葉 片 泵工 作 原 理旋 轉 一 周 ， 完 成 二 次 吸 油 ， 二次 排 油 雙 作 用 泵徑 向 力 平 衡 平 衡 式 葉 片 泵（ 兩 個 吸 油 區(qū) ， 兩 個 排 油 區(qū) ) 2、 結 構 形 式 定 子 和 轉 子 同 心 ； 定 子 內

28、 曲 線 由 四 段 圓 弧 和 四 段 過 渡 曲 線 組 成 ； 配 油 盤 上 有 四 個 月 牙 形 窗 口 。 動 畫 (1)過 渡 曲 線 :影 響 泵 工 作 性 能 （ 如 流 量 脈 動 、 噪 聲 和 壽命 ） 的 主 要 因 素結 構 特 點一 般 采 用 等 加 速 等 減 速 曲 線 、 阿 基 米 德 曲 線 等 。長 、 短 半 徑 的 比 越 大 ， 泵 的 排 量 越 大 ， 但 比 值 過大 ， 會 引 起 葉 片 卡 死 、 折 斷 和 脫 空 。(2)徑 向 力 平 衡 :吸 、 壓 油 口 是 對 稱 設 置 的 ， 徑 向 液 壓 力平 衡 。 配

29、油 盤 上 的 三 角 槽 原 因 ： p V 油 液 倒 流 。影 響 ： 流 量 脈 動 ， 噪 聲 。措 施 ： 開 三 角 槽 ， 減 小 困 油 。作 用 ： 緩 沖 ， 避 免 壓 力 突 變 ， 減 小 流 量 脈 動 和 噪 聲 。吸 壓(3) 困 油 現(xiàn) 象封 油 區(qū) 的 包 角 大 于 或等 于 相 鄰 兩 葉 片 間 的間 距 角 。 4） . 葉 片 與 定 子 內 表 面 的 良 好 接 觸葉 片 底 部 通 壓 油 腔 。吸 油 時 ， 葉 片 與 定 子 之 間 的 接 觸 面 磨 損 嚴 重 。 受 力 分 析 ： N TP T = N sin 壓 力 角 T

30、sin , , sin, T 危 害 ： 葉 片 難 以 回 槽 ， 葉 片 和 槽 磨 損 ， 卡 死 。措 施 ： 沿 旋 轉 方 向 前 傾 角 前 傾 角 后 ： N T P 壓 力 角 (- )葉 片 傾 角在 過 渡 曲 線 上 ， 法 線 與 轉 子 的 徑 向 力 不 重 合 作 用 ： 減 小 切 向 分 力 ， 減 輕 葉 片 和 槽 的 磨 損 ， 避免 卡 死 。 一 般 取 = 1014 O YB 型 葉 片 泵 取 =13 O 葉 片 傾 斜 放 置 的 泵 不 能 反 轉 典 型 結 構 及 結 構 特 征 典 型 結 構 剖 切 圖 3. 流 量 計 算 2 2

31、2 ( ) cos vR rq B R r z n其 中 ： B - 葉 片 寬 度 R - 定 子 長 軸 半 徑 r - 定 子 短 軸 半 徑 葉 片 傾 角 葉 片 厚 度2) 流 量 ： 吸 壓 2 22 ( )v B R r1） 排 量 ： 三 、 單 作 用 葉 片 泵1. 結 構 ： 轉 子 、 定 子 、 葉 片 、 配 油 盤 、 殼 體 、 端 蓋 等 。 特 點 ： 定 子 和 轉 子 偏 心 ； 定 子 內 曲 線 是 圓 ； 配 油 盤 有 二 個 月 牙形 窗 口 。 葉 片 靠 離 心 力 伸 出 。 2. 工 作 原 理密 封 工 作 腔 （ 轉 子 、 定

32、子 、 葉 片 、 配 油 盤 組 成 ）吸 油 過 程 ： 葉 片 伸 出 V p 吸 油 ；排 油 過 程 ： 葉 片 縮 回 V p 排 油 。旋 轉 一 周 ， 完 成 一 次 吸 油 ， 一 次 排 油徑 向 力 不 平 衡 非 平 衡 式 葉 片 泵 V = 4Re Bq= 4Re Bn v流 量 公 式排 量 公 式 控 制 方 式 ： 手 動 控 制 ， 機 械 控 制 ， 液 壓 控 制 等 。 3. 單 作 用 變 量 葉 片 泵轉 子 固 定 不 動 ， 定 子 中 心 也 相 對 于 轉 子 中 心 作 水平 移 動 ， 調 節(jié) 偏 心 距 e的 大 小 和 方 向 ，

33、 從 而 實現(xiàn) 排 量 大 小 和 排 油 方 向 的 改 變 。 調 節(jié) 性 能 ： 限 壓 式 、 恒 功 率 式 ， 恒 流 量 式 等 。 其 中 限 壓 式 應 用 最 廣 泛 。 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 1） .結 構 特 點 : 彈 簧 、 控 制 活 塞 、 限 位 螺 釘 。eo o2） .工 作 原 理 ： 改 變 e， 改 變 流 量 ； 調 節(jié) 彈 簧 力 的 大 小 ， 改 變 壓 力 。 轉 子 中 心 固 定 ，定 子 可 以 水 平 移 動外 反 饋 、 限 壓 泵 的 輸 出 壓 力 作 用 在 定 子 右 側 的 活 塞 1上 。 當 壓

34、 力 作 用 在 活 塞 上 的 力 不超 過 彈 簧 2的 預 緊 力 時 ， 泵 的 輸 出 流 量 基 本 不 變 。 當 泵 的 工 作 壓 力 增 加 ，作 用 于 活 塞 上 的 力 超 過 彈 簧 的 預 緊 力 時 ， 定 子 向 左 移 動 ， 偏 心 量 減 小 ， 泵的 輸 出 流 量 減 小 。 當 泵 壓 力 到 達 某 一 數(shù) 值 時 ， 偏 心 量 接 近 零 ， 泵 沒 有 流量 輸 出 。 四 、 雙 作 用 葉 片 馬 達1） 結 構 特 點 葉 片 沿 轉 子 徑 向 放 置 （ 正 反 轉 ） 進 、 出 油 口 大 小 相 同 有 外 泄 口2） 工

35、作 原 理 F = p A = p ( R - r 0 ) b - p ( r - r0 ) b = p ( R - r ) b3） 應 用 ： 高 速 、 低 扭 矩 及 要 求 動 作 靈 敏 的 場 合 。rr0 R 五 、 葉 片 泵 的 常 見 故 障 及 排 除 方 法故 障 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 原 因 排 除 方 法噪 聲 大 1 葉 片 頂 部 倒 角 太 小2 葉 片 各 面 不 垂 直3 定 子 內 表 面 被 刮 傷 或 磨 損 ， 產(chǎn) 生 運 動 噪 聲4 由 于 修 磨 使 配 油 盤 上 三 角 形 卸 荷 槽 太 短 ， 不 能 消除 困 油 現(xiàn) 象5 配 油 盤 端

36、 面 與 內 孔 不 垂 直 ， 旋 轉 時 刮 磨 轉 子 端 面而 產(chǎn) 生 噪 聲6 泵 軸 與 原 動 機 不 同 軸 1 重 新 倒 角 （ 不 小 于 1 45 ） 或 修成 圓 角2 檢 查 ， 修 磨3 拋 光 ， 有 的 定 子 可 翻 轉 180 使 用4 銼 修 卸 荷 槽5 修 磨 配 油 盤 端 面 ， 保 證 其 與 內 孔 的垂 直 度 小 于 0.005 0.01mm6 調 整 連 軸 器 ， 使 同 軸 度 小 于 0.1mm容 積 效 率 低或 壓 力 不 能升 高 1 個 別 葉 片 在 轉 子 槽 內 移 動 不 靈 活 甚 至 卡 住2 葉 片 裝 反3

37、 葉 片 頂 部 與 定 子 內 表 面 接 觸 不 良4 葉 片 與 轉 子 葉 片 槽 配 合 間 隙 過 大5 配 油 盤 端 面 磨 損6 限 壓 式 變 量 泵 限 定 壓 力 調 得 太 小7 限 壓 式 變 量 泵 的 調 壓 彈 簧 變 形 或 太 軟8 變 量 泵 的 反 饋 缸 柱 塞 磨 損 1 檢 查 ， 選 配 葉 片 或 單 槽 研 配 保 證 間隙2 重 新 裝 配3 修 磨 定 子 內 表 面 或 更 換 葉 片4 選 配 葉 片 ， 保 證 配 合 間 隙5 修 磨 或 更 換6 重 新 調 整 壓 力 調 節(jié) 螺 釘7 更 換 合 適 的 彈 簧8 更 換

38、新 柱 塞 3.7 柱 塞 泵 和 柱 塞 馬 達軸 向 式 徑 向 式 一 、 軸 向 柱 塞 泵 柱 塞 沿 徑 向 放 置 的 泵 稱 為 徑 向 柱 塞 泵 ， 柱 塞 沿軸 向 布 置 的 泵 稱 為 軸 向 柱 塞 泵 。 為 了 連 續(xù) 吸 油 和壓 油 ， 柱 塞 數(shù) 必 須 大 于 等 于 3。徑 向 柱 塞 泵 配 流 軸 式 徑 向 柱 塞 泵 閥 配 流 徑 向 柱 塞 泵軸 向 柱 塞 泵 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 斜 軸 式 無 鉸 軸 向 柱 塞 泵 1 .工 作 原 理工 作 原 理 缸 體 ： 均 布 Z 個 柱 塞 孔 ，分 布 圓 直 徑 為 D 柱

39、 塞 滑 履 組 ： 柱 塞 直 徑 為 d 斜 盤 ： 相 對 傳 動 軸 傾 角為 配 流 盤 傳 動 軸 * 缸 體 轉 動* 斜 盤 、 配 油 盤 不 動缸 體 、 柱 塞 、 配 油 盤 、 斜 盤* 柱 塞 伸 出 低 壓 油機 械 裝 置2.典 型 結 構 3. 流 量 計 算hAV hd4 2 tgDdV 4 2排 量 : 24dV Vz Dtg z 一 個 密 封 空 間 : tgDh 24v vdq vn Dtg zn 流 量 : 式 中 ： d - 柱 塞 直 徑 D - 柱 塞 分 布 圓 直 徑 - 斜 盤 傾 角 z - 柱 塞 數(shù)tgDh q tg , q ;

40、q 。改 變 的 大 小 變 量 泵 ；改 變 的 方 向 雙 向 泵 。流 量 脈 動 率 ： )2(sin2 )4(sin2 22 zzq z為 奇 數(shù)z為 偶 數(shù)結 論 ： 柱 塞 數(shù) 為 奇 數(shù) 時 流 量 脈 動 小 ， 柱 塞 數(shù) 越 多 ， 脈 動 越 小 。一 般 取 z = 7、 9、 1124 vdq D tg zn 4.特 點 及 應 用 特 點 ：n 容 積 效 率 高 ， 壓 力 高 。 （ v=0.98, p = 32 Mpa） （ 柱 塞 和 缸 體 均 為 圓 柱 表 面 ,易 加 工 ,精 度 高 ， 內 泄 小 ）n 結 構 緊 湊 、 徑 向 尺 寸 小

41、， 轉 動 慣 量 小 ;n 易 于 實 現(xiàn) 變 量 ；n 構 造 復 雜 ,成 本 高 ；n 對 油 液 污 染 敏 感 。 應 用 ： n 用 于 高 壓 、 高 轉 速 的 場 合 。 5. 結 構 分 析SCY14-1型 軸 向 柱 塞 泵 （ p = 32 MPa）斜 盤 配 油 盤變 量 機 構 壓 盤 缸 體滑 靴 配 油 盤 傳 動 軸 缸體 柱塞滑履組配流盤 結 構 特 點n 滑 靴 ： 降 低 接 觸 應 力 ， 減 小 磨 損 。n 柱 塞 的 伸 出 ： n 由 彈 簧 壓 緊 壓 盤n 變 量 機 構 ： 手 動 變 量 機 構 。 圖 3-22 配 流 盤配 流 盤

42、 由 于 存 在 困 油 問 題 ， 為 減 少 困 油 ， 因 此 在配 油 盤 的 槽 I、 II的 起 始 點 開 上 條 小 三 角 槽 ， 且在 二 配 流 槽 的 兩 端 都 開 有 小 三 角 槽 。 見 下 圖 ： 變 量 機 構 類 型 為 了 節(jié) 約 能 量 ， 希 望 泵 的流 量 能 自 動 改 變 。 常 用 的自 動 變 量 泵 有 恒 功 率 式 、恒 壓 力 式 和 恒 流 量 式 等 。圖 中 為 實 現(xiàn) 恒 功 率 控 制 的壓 力 補 償 變 量 機 構 ， 以 此機 構 代 替 上 圖 手 動 變 量 泵左 端 的 手 動 變 量 機 構 ， 就成 為

43、恒 功 率 變 量 泵 。 圖 中滑 閥 5和 活 塞 6則 形 成 一 個液 壓 伺 服 機 構 。 1-限 位 螺 釘 2-彈 簧 套 3、 4-彈 簧 5-伺 服 滑 閥 6-變 量 機 構 7-變 量 殼 體 8-軸 銷 9-導 桿 圖 3-26 恒 功 率 特 性 曲 線其 中 AG 為 斜 盤 傾 角 最 大 時 ， 泵 的 最 大 流 量 。 而 G F 則表 示 當 泵 壓 力 升 高 ， 斜 盤 傾 角 減 小 ， 泵 流 量 減 少 。 當 泵 壓力 進 一 步 升 高 時 ， 流 量 按 圖 中 F E 線 改 變 。 最 后 傾 角 不再 變 化 ， 則 流 量 不 再

44、 變 化 ， 如 圖 中 E D 線 。 因 此 ， 泵 的 輸 出 流 量 根 據(jù) 使 用 壓 力 自 動 按 折 線 G F E D 變 化 。 折 線 G F E D 與 等 功 率 線 HK接 近 。 泵 的 流 量 壓 力 特 性 可 在 圖 中 陰 影 的 范 圍 內 調 節(jié) 。恒 功 率 變 量 泵 特 性 曲 線 如 下 圖 所 示 ： 6、 斜 軸 式 無 鉸 軸 向 柱 塞 泵 工 作 原 理 與 斜 盤 式 軸 向柱 塞 泵 類 似 ， 只 是 缸 體軸 線 與 傳 動 軸 不 在 一 條直 線 上 ， 它 們 之 間 存 在一 個 擺 角 ， 特 點 ： 柱塞 受 力

45、狀 態(tài) 較 斜 盤 式 好 ，不 僅 可 增 大 擺 角 來 增 大流 量 ， 且 耐 沖 擊 、 壽 命長 。 圖 中 為 斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 外 形 7.軸 向 柱 塞 泵 的 常 見 故 障 及 排 除 方 法故 障 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 原 因 排 除 方 法噪 聲 大或 壓 力波 動 大 1 變 量 柱 塞 因 油 臟 或 污 物 卡 住運 動 不 靈 活2 變 量 機 構 偏 角 太 小 ， 流 量 過小 ， 內 泄 漏 增 大3 柱 塞 頭 部 與 滑 履 配 合 松 動 1 清 洗 或 拆 下 配 研 、 更 換2 加 大 變 量 機 構 偏 角 ， 消 除 內 泄 漏3

46、 可 適 當 鉚 緊容 積 效 率 低 或 壓 力提 升 不 高 1 泵 軸 中 心 彈 簧 折 斷 ， 使 柱 塞回 程 不 夠 或 不 能 回 程 ， 缸 體 與配 流 盤 間 密 封 不 良2 配 油 盤 與 缸 體 間 接 合 面 不 平或 有 污 物 卡 住 以 及 拉 毛3 柱 塞 與 缸 體 孔 間 磨 損 或 拉 傷4 變 量 機 構 失 靈5 系 統(tǒng) 泄 漏 及 其 他 元 件 故 障 1 更 換 中 心 彈 簧2 清 洗 或 研 磨 、 拋 光 配 油 盤 與 缸 體 結 合 面3 研 磨 或 更 換 有 關 零 件 ， 保 證 其 配 合 間 隙4 檢 查 變 量 機 構

47、 ， 糾 正 其 調 整 誤 差5 逐 個 檢 查 ， 逐 一 排 除 二 、 軸 向 柱 塞 馬 達1. 結 構 2.工 作 原 理 輸 入 的 高 壓 油 通 過 柱 塞 作 用 在 斜 盤 上 。斜 盤 給 柱 塞 的 反 作 用 力 的 徑 向 分 力 ， 使 缸 體產(chǎn) 生 轉 矩 。 通 過 輸 出 軸 帶 動 負 載 做 功 。n 改 變 供 油 方 向 馬 達 反 轉 。 雙 向 馬 達n 改 變 斜 盤 傾 角 排 量 變 ， 轉 速 變 。 變 量 馬 達 應 用 ： 高 轉 速 、 較 大 扭 矩 的 場 合 。 三 、 徑 向 柱 塞 泵1.結 構 特 點 ： 定 子 不

48、 動 缸 體 （ 轉 子 ） 轉 動 偏 心 距 e 配 油 軸 （ 不 動 ） 襯 套 （ 與 缸 體 緊 配 合 ） 2. 工 作 原 理調 節(jié) e的 大 小 變 量 泵改 變 e的 方 向 雙 向 泵 ededhAV 224 22 22 vdq e Z n 22dv VZ eZ 密 封 工 作 腔柱 塞 伸 出 ： 離 心 力3. 流 量 計 算 例 題 某 軸 向 柱 塞 泵 的 柱 塞 直 徑 d 20mm， 柱 塞 分 布圓 直 徑 D 60mm， 柱 塞 數(shù) z 7。 當 斜 盤 傾 角 20 ， 轉 速 n=1450r min， 輸 出 壓 力 p=28Mpa， 容積 效 率

49、v=0.95， 機 械 效 率 =0.9時 ， 試 求 泵 的理 論 流 量 、 實 際 流 量 和 所 需 電 動 機 功 率 。 如 泵 其它 參 數(shù) 不 變 ， 斜 盤 傾 角 由 20 變 為 12 ， 求 上 述參 數(shù) 。 2 6 33.14 0.02 0.06tan20 7 48 10 ( / )4q m r 2 tan4dV Z D Z 泵 排 量 q 6 3 31450 48 10 1.16 10 /60t泵 理 論 流 量 q v n m S3 30.95 1.10 10 /泵 實 際 流 量 q t v tq q m S 36 328 10 1.10 10 36.02 10

50、 360.95 0.9所 需 電 機 功 率 P v mpq W KW3 30.06 10 /泄 漏 流 量 q tq q m S 2 6 33.14 0.02 0.06tan12 7 28 10 ( / )4 v m r當 斜 盤 傾 角 變 化 時 6 3 31450 28 10 0.68 10 /60t泵 理 論 流 量 q v n m S3 3 3 (0.68 0.06) 100.62 10 /泵 實 際 流 量 q t tq q qm S 36 328 10 0.68 10 21.16 10 21.20.95 0.9所 需 電 機 功 率 P v mpq W KW 四 、 低 速 大

51、 扭 矩 馬 達1.單 作 用 連 桿 型 徑 向 柱 塞 馬 達 結 構 組 成 （ 動 畫 ） 排 量 公 式 v = d 2e z / 2d 為 柱 塞 直 徑 ； e 為 曲 軸 偏心 距 ； z 為 柱 塞 數(shù) 。特 點 ： 結 構 簡 單 ， 工 作 可 靠 ，可 以 是 殼 體 固 定 曲 軸 旋 轉 ，也 可 以 是 曲 軸 固 定 殼 體 旋 轉 ，但 體 積 重 量 較 大 ， 轉 矩 脈 動 ，低 速 穩(wěn) 定 性 較 差 。 2.多 作 用 內 曲 線 徑 向 柱 塞 馬 達結 構 組 成 （ 動 畫 ） 結 構 原 理結 構 原 理 殼 體 內 環(huán) 由 x 個 導 軌

52、曲 面 組成 ， 每 個 曲 面 分 為 a、 b兩 個區(qū) 段 ； 缸 體 徑 向 均 布 有 z 個 柱 塞 孔 ，柱 塞 球 面 頭 部 頂 在 滾 輪 組 橫梁 上 ， 使 之 在 缸 體 徑 向 槽 內滑 動 ；n 柱 塞 、 滾 輪 組 組 成 柱 塞 組 件 ， a段 導 軌 對 柱 塞 組 件 的法 向 反 力 的 切 向 分 力 對 缸 體 產(chǎn) 生 轉 矩 ；n 配 流 軸 圓 周 均 布 2x 個 配 流 窗 口 ， 其 中 x 個 窗 口 對 應于 a段 ， 通 高 壓 油 ， x 個 窗 口 對 應 于 b段 ， 通 回 油（ xz )； n 輸 出 軸 ， 缸 體 與

53、輸 出 軸 連 成 一 體 。 放 大 排 量 公 式 v =（ d 2/4） Hxyz H為 柱 塞 行 程 ； x 為 作 用 次 數(shù) ； y 為 柱 塞 排 數(shù) ； z 為 每 排 柱 塞 數(shù) 應 用 : 轉 矩 脈 動 小 ， 徑 向 力 平 衡 ， 啟 動 轉 矩大 ， 能 在 低 速 下 穩(wěn) 定 運 轉 ， 普 遍 用 于 工 程 、建 筑 、 起 重 運 輸 、 煤 礦 、 船 舶 、 農 業(yè) 等 機械 中 。 能 否 變 量 壓 力脈 動 率 油 液 要 求效 率噪 聲 外 嚙 合齒 輪 泵 雙 作 用葉 片 泵 單 作 用葉 片 泵 軸 向 柱塞 泵能不 能 能不 能低 壓

54、高 壓低 壓低 壓大 小 中 等 中 等較 低 中 等 中 等 高 低 中 等 中 等 高 大 小 中 等 中 等 3.8 液 壓 泵 的 性 能 比 較 與 選 用 3.9 液 壓 泵 的 選 用 原 則選 用 原 則 ： 是 否 要 求 變 量 要 求 變 量 選 用 變 量 泵 。 額 定 壓 力 滿 足 系 統(tǒng) （ 如 液 壓 缸 ） 壓 力 要 求 。 額 定 流 量 滿 足 執(zhí) 行 元 件 的 速 度 要 求 。 工 作 環(huán) 境 齒 輪 泵 的 抗 污 能 力 最 好 。 噪 聲 指 標 雙 作 用 葉 片 泵 和 螺 桿 泵 屬 低 噪 聲泵 。 效 率 軸 向 柱 塞 泵 的 總 效 率 最 高 。 其 它