液壓泵工作原理詳解

1、PLCWORLD/V第三章液壓泵*概述液壓泵一動力元件:將驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能. 供液壓系統(tǒng)使用，它是液壓系統(tǒng)的能源。PLCWORLD/PLCWORLD/第四章液壓泵PLCWORLD/PLCWORLD/一、液壓泵的工作原理和分類1 液壓泵的分類按其排量能否調(diào)節(jié)分為：O定量泵（定量馬達(dá)）O變量泵（變量馬達(dá)）按結(jié)構(gòu)形式可分為：O齒輪式。葉片式O柱塞式。螺桿式PLCWORLD/PLCWORLD/PLCWORLD/2.液壓泵的工作原理及圖形符號(1)液壓泵的工作原理 液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵都是容積式的, 其工作原理如圖所示。圖41容積泵的工作原理1 一凸輪2-柱塵3彈黃4密封工作腔5

2、吸油閥6壓油閥動畫演示吸油：密封容積增大，形成局部真空; 壓油：密封容積減小，壓力增加。容積式泵：依靠密封容積的變化來吸油、壓油。兩個特征：(1) 有周期性的密封容積變化。密封容積由小變大時吸油；由大變小時壓油。(2) 有配油機(jī)構(gòu)。保證密封容積由小變大時，只與吸油管相通；密封容 積由大變小時，只與壓油管相通(如兩個單向閥)。PLCWORLD/（2）液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號a. 單向定量液壓泵b. 雙向定量液壓泵 c單向變量液壓泵 d.雙向變量液壓泵H二、液壓泵的性能參數(shù)1.壓力工作壓力:液壓泵工作時實際輸出壓力，取決于負(fù)載額定壓力:在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過

3、此值即為過載，它取 決于泵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封最高壓力:液壓泵在短暫運(yùn)行時間內(nèi)所允許的最高壓力PLCWORLD/耳.2排量、流量、容積效率排量V：在無泄漏的情況下,泵軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排 出的液體體積，它取決于泵的幾何尺寸，又 稱幾何排量，單位是m3/r o理論流量QS在無泄漏的情況下,單位時間內(nèi) 輸出液體的體積，它取決于幾何排量，也稱 幾何流量，單位是m3/s o實際流量Q：泵在單位時間內(nèi)實際輸出液體的 體積。由于存在內(nèi)、外泄漏AQ,所以q小于q t ,即Qt=Q+ aqQ=Vn/v容積效率nv：泵實際流量和理論流量之比,即 n V=Q/ Qto容積效率是描述泵性能好壞的重要指標(biāo)。在一定范圍內(nèi)，泵的泄漏

4、隨泵的工作壓力增 高而線性增大，所以容積效率隨泵工作壓力的增 高而降低。（空載流量與理論流量相等） 額定流量：泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下必須保證的實際 流量。|PLCXa43|PLCXa433.效率、輸出功率、輸入功率|PLCXa43效率：機(jī)械效率:77= 泵的理論轉(zhuǎn)矩與實際轉(zhuǎn)矩之比，即: 嘰=W|PLCXa43|PLCXa43輸出功率:輸入功率:P。二 pQ =T27rn77PLC泵的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系:PpqnTCCPpQ|PLCXa43PpQ1、某泵轉(zhuǎn)速n=950轉(zhuǎn)/分，空載流量為160升/分，I 壓力為29.5Mpa時，相同轉(zhuǎn)速下的實際流量為150升/ 分，泵的總效率為n=0.87,求：(1)

5、容積效率7，? (2)機(jī)械效率?(3)驅(qū)動泵的電機(jī)功率N ?2、液壓泵進(jìn)口壓力Po = MPa ,出口壓力Ps = 32MPa, 實際輸出流量 = 250厶/min ,泵輸入轉(zhuǎn)矩八入= 1350N嚴(yán) 輸入轉(zhuǎn)速12 = 1000r/mm ,容積效率幾= 0.96 。試求：(1)泵的總效率(2)泵的輸出功率尸(3)泵的機(jī)械效率乙(4)泵的理論功率尸。PLCWORLD/ 3.2齒輪泵PLCWORLD/按嚙合形式按齒形曲線鷲線分類齒輪泵的分類（直齒按齒面7斜齒I人字齒PLCWORLD/一、外嚙合齒輪泵原理和結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)：齒輪、殼體、端蓋等動畫演示典型結(jié)構(gòu)12343CB齒輪泵p = 2.5 MPa卸荷槽

6、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PLCWORLD/圖3-2外嚙合齒輪泵I 吸油；t 一排油。動畫演示2. 工作原理密封工作腔：泵體、端蓋和 齒輪的各個齒間槽組成了若干 個密封工作容積。齒輪嚙合線將吸油區(qū)和壓油 區(qū)隔開，起配流作用。吸油過程：輪齒脫開嚙合一V t - p排油過程：輪齒進(jìn)入嚙合一V ( f p:、外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的幾個問題1.困油現(xiàn)象1）產(chǎn)生原因：1,構(gòu)成閉死容積5冬由大小，P f f，圧油液發(fā)熱，軸承磨損。冬由小大，P丨（，汽蝕、噪聲、振動、金屬表面剝蝕。2）危害：影響工作、縮短壽命3）措施：開卸荷槽主動主動原則：E由大一小，與壓

7、油腔相通 E由小-大，與吸油腔相通 保證吸、壓油腔始終不通PLCWORLD/2 泄漏問題PLCWORLD/1）泄漏途徑：軸向間隙80% qi徑向間隙15%如 嚙合處 5%如2）危害：nv 3）防泄措施：a）減小軸向間隙b）軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動側(cè)板浮動軸套防泄措施：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 mmPLCWORLD/PLCWORLD/b）軸向間隙補(bǔ)償裝置 浮動側(cè)板 浮動軸套PLCWORLD/3.徑向力不平衡.圖36齒輪泵中的徑向壓力分布1）原因：徑向液壓力分布不均嚙合力2）危害：軸承磨損、刮殼。3）措施：縮小壓油口，增加徑向間隙。探壓油口縮

8、小后，安裝時注意不能反轉(zhuǎn)。PLCWORLD/三、齒輪泵優(yōu)缺點和用途優(yōu)點：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠, 自吸性能好，對油液污染不敏感，便于 制造、維修。缺點：效率低，流量脈動大，噪聲高。用途：工程機(jī)械、機(jī)床低壓系統(tǒng)。PLCWORLD/四、內(nèi)嚙合齒輪泵1.漸開線齒輪泵特點：I結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕 1流量脈動小，噪聲小。PLCWORLD/2.擺線齒輪泵（轉(zhuǎn)子泵）特點：結(jié)構(gòu)簡單，體積小重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)吸油條件好脈動小，噪聲小齒形復(fù)雜，加工精度要 求高，造價高。應(yīng)用：機(jī)床低壓系統(tǒng)PLCWORLD/PLCWORLD/jl 五、齒輪泵的常見故障及排除方法產(chǎn)生原因排除方法故詁現(xiàn)象噪聲大1. 吸

9、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(nèi)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. 滾針軸承等零件損壞9. 裝配不良，如主軸轉(zhuǎn)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(jié)合 面保證平面度不超過0.005mm；用環(huán) 氧樹脂黏結(jié)劑涂敷堵頭配合面再壓 進(jìn)；更換密封圈2. 適當(dāng)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

10、修復(fù)有關(guān)零件7. 修整卸荷槽，保證兩槽距離8. 拆檢，更換損壞件9. 拆檢，重裝調(diào)整流量不足或 壓力不 能升高1.齒輪端面與泵蓋接合面嚴(yán)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(cè)板磨損嚴(yán)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(dāng)擰緊4. 更換零件過熱1.軸向間隙與徑向間隙過小2側(cè)板和軸套與齒輪端面嚴(yán)重摩擦1 檢測泵體、齒輪，重配間隙2.修理或更換側(cè)板和軸套34葉片泵八* /單作用每轉(zhuǎn)排油一次刀犬雙作用每轉(zhuǎn)排油兩次優(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

11、油液污染敏感、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。PLCWORLD/ 一、單作用葉片泵i.結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤、殼體、端蓋等。/釀詢藝班：、定子和轉(zhuǎn)子偏心;定子內(nèi)曲線是配油盤有二個月牙形窗口。葉片靠離心力伸岀。PLCIWORLD/2.工作原理密封工作腔（轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤組成）吸油過程：葉片伸出一V f p （吸油；排油過程：葉片縮回一v I p f 排油。單作用泵旋轉(zhuǎn)一周，完成一次吸油，一次排油 徑向力不平衡一一非平衡式葉片泵（一個吸油區(qū)，一個排油區(qū)）PLCIWORLD/PLCIWORLD/PLCIWORLD/PLCIWORLD/0PLCIWORLD/PLCIWORLD/AF =-(A + e)2-

12、(A-e)2=-(A2 + 2Re + e2)-(A2 -2Re + e2)1 2龍=4Re 0b = 2Re pbP =2 z27TW = 2Re b =zV = AV z =排量：V = IjrbeD流量：二 2兀beD nqv式中：b -葉片寬度e -偏心距D -定子內(nèi)徑2）流量脈動1.25奇數(shù)葉片偶數(shù)葉片流量脈動：cy = z 結(jié)論：z f , o | .奇數(shù)比偶數(shù)時小。一般取z = 13 15片|plc 口卿妙 oH|plc 口卿妙 oH:、雙作用葉片泵1-結(jié)構(gòu)特點:定子和轉(zhuǎn)子同心；定子內(nèi)曲線由四段圓弧 和四段過渡曲線組成； I己油盤上有四個月濟(jì)/ 窗口。4Ug過渡肖線吸泊區(qū)LJ 1

13、6片（取4的倍數(shù)）4 典型結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特征 5.結(jié)構(gòu)特點1)葉片傾角rjp 受力分析：N I pT = Nsmj3B壓力角TsmjS , 0 仁 sin 仁Tf 危害：葉片和槽磨損，卡死。前傾角后：N壓力角(介)措施：沿旋轉(zhuǎn)方向前傾角T，=NsiYi(B 0 ) V sm(j3 - 0 ) sin J3 :. TfT 作用：減小切向分力，減輕葉片和槽的磨損，避免卡死。一般取0 = 1014 0怡型葉片泵取0 =13 0雙作用葉片泵前傾，單作用葉片后傾。探葉片傾斜放置的泵不能反轉(zhuǎn)2）配油盤上的三角槽吸原因：p tV!油液倒流。影響：流量脈動，噪聲。措施：開三角槽作用：緩沖，避免壓力突變,減小流量脈

14、動和噪聲O三、限壓式變量葉片泵限位螺釘。;1 結(jié)構(gòu)特點：彈簧、反饋柱塞、轉(zhuǎn)子中心固定， 定子可以水平移動動畫演示外反饋、限壓2工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距 的大小來改變流量。PLCWORLD/4.優(yōu)缺點及應(yīng)用優(yōu)點：功率利用合理，簡化液壓系統(tǒng)缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏增加，% , nv 應(yīng)用：要求執(zhí)行元件有快速、慢速和保壓的場合IPLCpiaaSj/IPLCpiaaSj/2、葉片泵的常見故障及排除方法產(chǎn)生原因排除方法噪聲大響低或壓力不能升容1.2.34.56.葉片頂部倒角太小葉片各面不垂直定子內(nèi)表面被刮傷或磨損，產(chǎn)生 運(yùn)動噪聲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 配油盤

15、端面與內(nèi)孔不垂直，旋轉(zhuǎn) 時刮磨轉(zhuǎn)子端面而產(chǎn)生噪聲 泵軸與原動機(jī)不同軸1個別葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)移動不靈活 甚至卡住2葉片裝反3葉片頂部與定子內(nèi)表面接觸不良4.葉片與轉(zhuǎn)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(diào)得太小7 限壓式變量泵的調(diào)壓彈簧變形或太軟8.變量泵的反饋缸柱塞磨損1-2.34.5.重新倒角（不小于1X45 ）或修成圓角椅杳 修塞拋光:看的定子可翻轉(zhuǎn)180。使用 鋰修卸荷槽修磨配油盤端面，保證其與內(nèi)孔 的垂直度小于0.0050.01mm6-調(diào)整連軸器，使同軸度小于巾 0.1mm1.2.34.5.6.7.8.檢查，選配葉片或單槽研配保證間隙重新裝配修諂定子內(nèi)表面或更換葉片

16、 選配葉片，保證配合間隙修磨或更換重新調(diào)整壓力調(diào)節(jié)螺釘更換合適的彈簧更換新柱塞PLCWORLD/ 3.5柱塞泵軸向式徑向式PLC予.一、軸向柱塞泵1.工作原理密封工作腔（缸體孔、柱塞底部）由于斜盤傾斜放置，使得柱塞隨缸體 轉(zhuǎn)動時沿軸線作往復(fù)運(yùn)動，底部密封容積 變化,實現(xiàn)吸油、排油。吸油過程：柱塞伸出f V t f p I f吸油;排油過程：柱塞縮回f V I f p t f排油。2.典型結(jié)構(gòu)缸體、柱塞、配油盤、斜盤斜盤 柱塞 缸體A傳動軸/么/ / /配油盤PLCAV =tg34排車：V =AVz =7rd2TDtg8 z流量:D-柱塞分布式中：d -柱塞直徑 -斜盤傾角 z -柱塞藪PLCW

17、ORLDPLCWORLD7rd2TD tg8znr(vPLCWORLDq x tg , 8 fgf; / q o 改變的大小變量泵； 改變的方向雙向泵。PLCWORLD流量脈動率：入z為奇數(shù)Z為偶數(shù)廠2 sin2 () Az2sm2()2zPLCWORLD結(jié)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、114. 特點及應(yīng)用特點：容積效率高，壓力高。(J=0.98, p = 32 Mpa)柱塞和缸體均為圓柱表面,易加工，精度高，內(nèi)泄小結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量??；易于實現(xiàn)變量；構(gòu)造復(fù)雜，成本高；對油液污染敏感。應(yīng)用：用于高壓、高轉(zhuǎn)速的場合。SCY14-1軸向

18、柱塞泵（廠 32 MPa）壓盤斜盤滑靴變量機(jī)構(gòu)傳動軸8缸體f配油盤PLCWORLDPLCWORLD結(jié)構(gòu)特點圖 4-14滑靴結(jié)構(gòu)PLCWORLDPLCWORLD滑靴：降低接觸應(yīng)力，減小磨損。柱塞的伸出：由彈簧壓緊壓盤，有自吸能力。變量機(jī)構(gòu)：手動變量機(jī)構(gòu)。6 軸向柱塞泵的常見故障及排除方法PLCWORLDPLCWORLD故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排除方法PLCWORLDPLCWORLD噪聲大 或壓力 波動大1. 變量柱塞因油臟或污物卡住運(yùn)動不靈活2. 麥量機(jī)構(gòu)偏角太小，流量過小，內(nèi)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(jī)構(gòu)偏角，消除內(nèi)泄漏3可適當(dāng)釧緊PLCWORLDPLCWORLD1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社壘與缸襪?L間倉損或拉傷4變量機(jī)構(gòu)失靈5系統(tǒng)泄漏及其他元件故障1.2.34.5.更換中心彈簧清洗或研磨、拋光配油盤與缸體結(jié)合面研磨或更換有關(guān)零件，保證其配合間隙檢查變量機(jī)構(gòu),糾正其調(diào)整誤差逐個檢查，逐一排除1、徑向柱塞泵襯套壓油腔定子吸油腔1.結(jié)構(gòu)特點:定子不動