液壓基礎知識3

1、軸軸向向柱柱塞塞泵泵徑徑向向柱柱塞塞泵泵葉葉片片泵泵齒齒輪輪泵泵定定量量泵泵軸軸向向柱柱塞塞泵泵葉葉片片泵泵變變量量泵泵泵泵低低速速液液壓壓馬馬達達軸軸向向柱柱塞塞馬馬達達徑徑向向柱柱塞塞馬馬達達齒齒輪輪馬馬達達定定量量馬馬達達軸軸向向柱柱塞塞馬馬達達變變量量馬馬達達馬馬達達 圖中為單柱塞泵的工作原理。凸輪由電動機圖中為單柱塞泵的工作原理。凸輪由電動機帶動旋轉。當凸輪推動柱塞向上運動時，柱塞和帶動旋轉。當凸輪推動柱塞向上運動時，柱塞和缸體形成的密封體積減小，油液從密封體積中擠缸體形成的密封體積減小，油液從密封體積中擠出，經(jīng)單向閥排到需要的地方去。出，經(jīng)單向閥排到需要的地方去。 當凸輪旋轉至曲線

2、的下降當凸輪旋轉至曲線的下降 部位時，彈簧迫使柱塞向部位時，彈簧迫使柱塞向 下，形成一定真空度，油下，形成一定真空度，油 箱中的油液在大氣壓力的箱中的油液在大氣壓力的 作用下進入密封容積。凸作用下進入密封容積。凸 輪使柱塞不斷地升降，密輪使柱塞不斷地升降，密 封容積周期性地減小和增封容積周期性地減小和增 大，泵就不斷吸油和排油。大，泵就不斷吸油和排油。（1 1）容積式泵必定有一個或若干個周期變化的密）容積式泵必定有一個或若干個周期變化的密封容積。密封容積變小使油液被擠出，密封容積封容積。密封容積變小使油液被擠出，密封容積變大時形成一定真空度，油液通過吸油管被吸入。變大時形成一定真空度，油液通過

3、吸油管被吸入。密封容積的變換量以及變化頻率決定泵的流量。密封容積的變換量以及變化頻率決定泵的流量。（2 2）合適的）合適的配流裝置配流裝置。不同形式泵的配流裝置雖。不同形式泵的配流裝置雖然結構形式不同，但所起作用相同，并且在容積然結構形式不同，但所起作用相同，并且在容積式泵中是必不可少的。式泵中是必不可少的。 容積式泵排油的壓力決定于排油管道中油液容積式泵排油的壓力決定于排油管道中油液所受到的負載。所受到的負載。容積式液壓泵的共同工作原理如下：容積式液壓泵的共同工作原理如下： 圖3-2 泵的實際流量和效率 泵的泵的流量流量是指泵在單位時間內排出液流的體積。是指泵在單位時間內排出液流的體積。其有

4、理論流量和實際流量之分。其有理論流量和實際流量之分。 泵的理論流量泵的理論流量 Q QT T=qn =qn ，對于前圖所示單柱塞泵，對于前圖所示單柱塞泵， 有有 q=q= d d2 2H/4H/4 , ,則則Q QT T= = d d2 2Hn/4Hn/4。 泵的實際流量泵的實際流量 Q=QQ=QT T-Q -Q QQ是泵的泄露流量是泵的泄露流量。泵的實際流量和理論流量泵的實際流量和理論流量之比稱為之比稱為 容積效率，容積效率，即：即： PVPV=Q/Q=Q/QT T=(Q=(QT T-Q)/Q-Q)/QT T =1-=1-Q/QQ/QT T 且且 Q=QQ=QT T PVPV1、流量和容積效

5、率、流量和容積效率工作壓力工作壓力是指泵的輸出壓力，其數(shù)值決定于外是指泵的輸出壓力，其數(shù)值決定于外負載。如果負載是串聯(lián)的，泵的工作壓力是這些負載。如果負載是串聯(lián)的，泵的工作壓力是這些負載壓力之和；如果負載是并聯(lián)的，則泵的工作負載壓力之和；如果負載是并聯(lián)的，則泵的工作壓力決定于并聯(lián)負載中最小的負載壓力。壓力決定于并聯(lián)負載中最小的負載壓力。 額定壓力額定壓力是指根據(jù)實驗結果而推薦的可連續(xù)使是指根據(jù)實驗結果而推薦的可連續(xù)使用的最高壓力，他反映了泵的能力（一般為泵銘用的最高壓力，他反映了泵的能力（一般為泵銘牌上所標的壓力）。在額定壓力下運行時，泵有牌上所標的壓力）。在額定壓力下運行時，泵有足夠的流量輸

6、出，并且能保證較高的效率和壽命。足夠的流量輸出，并且能保證較高的效率和壽命。 最高壓力最高壓力比額定壓力稍高，可看作是泵的能力比額定壓力稍高，可看作是泵的能力極限。一般不希望泵長期在最高壓力下運行。極限。一般不希望泵長期在最高壓力下運行。2、壓力、壓力 泵的理論功率為泵的理論功率為pQpQT T。輸入功率輸入功率2M2MT Tn n。不考慮。不考慮損失，根據(jù)能量守恒，有損失，根據(jù)能量守恒，有 pQpQT T=2M=2MT Tn n。 pp泵的出口壓力；泵的出口壓力； M MT T驅動泵所需理論扭矩。驅動泵所需理論扭矩。 將將Q QT T=nq=nq代入上式，消去代入上式，消去n n得得 M M

7、T T=pq/2.=pq/2. 總效率總效率 p p為泵的實際輸出功率為泵的實際輸出功率pQpQ與實際驅動泵與實際驅動泵所需的功率所需的功率2M2MP Pn n之比，即之比，即 P P=pQ/2M=pQ/2MP Pn n M MP P驅動泵所需實際扭矩。驅動泵所需實際扭矩。 將將Q=QTQ=QT PvPv及及Q QT T=nq=nq代入上式得：代入上式得： P P=pq=pq. . PvPv/2M/2Mp p 又因為泵的又因為泵的機械效率機械效率PmPm=pq/2M=pq/2MP P 故總功率可故總功率可表示為：表示為： P P= = PmPm. . PVPV3、功率、機械效率和總效率、功率、

8、機械效率和總效率 設定馬達的排量為設定馬達的排量為q q，轉速為，轉速為n n，泄露量泄露量Q Q 則流量則流量Q Q為：為： Q=nq+QQ=nq+Q容積效率容積效率 mvmv= =理論流量理論流量/ /實際流量實際流量 =nq/Q=nq/(nq+Q) =nq/Q=nq/(nq+Q) 或或 n=(Q/q)n=(Q/q) mv mv 可見，可見，q q和是和是 mvmv決定液壓馬達轉速的主要參數(shù)。決定液壓馬達轉速的主要參數(shù)。1 1、流量、排量和轉速、流量、排量和轉速2 2、扭矩、扭矩理論理論輸出扭矩輸出扭矩M MT T=pq/2=pq/2 實際實際輸出扭矩輸出扭矩M MM M=M=MT T-M

9、-M 因機械效率因機械效率 MmMm=M=MM M/M/MT T=1-M/M=1-M/MT T 故故M MM M=M=MT T. . MmMm=(pq/2)=(pq/2). . Mm Mm 可見液壓馬達的排量可見液壓馬達的排量q q是決定其輸出扭矩是決定其輸出扭矩的主要參數(shù)。的主要參數(shù)。 有時采用液壓馬達得每弧度排量有時采用液壓馬達得每弧度排量D DM M=q/2=q/2來代替其每轉排量來代替其每轉排量q q作為主要參作為主要參數(shù)，這樣有：數(shù)，這樣有： = =2n=Q2n=Q. . mvmv/D/DM M 及及 M MM M=pD=pDM M MmMm 液壓馬達總功率：液壓馬達總功率：M M=

10、2M=2MM Mn/pQ=n/pQ= mvmv MmMm 可見，容積效率和機械效率是液壓泵可見，容積效率和機械效率是液壓泵和馬達的重要性能指標。因總功率為它們和馬達的重要性能指標。因總功率為它們二者的乘積，故液壓傳動系統(tǒng)效率低下。二者的乘積，故液壓傳動系統(tǒng)效率低下?？偣β蔬^低將使能耗增加并因此引起系統(tǒng)總功率過低將使能耗增加并因此引起系統(tǒng)發(fā)熱，因此提高泵和馬達的效率有其重要發(fā)熱，因此提高泵和馬達的效率有其重要意義。意義。3 3、總功率、總功率 按結構分：按結構分：柱塞式柱塞式、葉片式葉片式和和齒輪式齒輪式 按排量分：按排量分：定量和變量定量和變量 按調節(jié)方式分：按調節(jié)方式分：手動式和自動式，自動

11、手動式和自動式，自動 式又分限壓式、恒功率式、恒壓式和恒式又分限壓式、恒功率式、恒壓式和恒 流式等。流式等。 按自吸能力分：按自吸能力分：自吸式合非自吸式自吸式合非自吸式定量泵變量泵定量馬達變量馬達 雙向變量泵 雙向變量馬達圖3-3 液壓泵和液壓馬達的圖形符號結束結束一、概述一、概述二、外嚙合齒輪泵工作原理二、外嚙合齒輪泵工作原理三、外嚙合齒輪泵的幾個問題三、外嚙合齒輪泵的幾個問題四、內嚙合齒輪泵四、內嚙合齒輪泵五、齒輪馬達五、齒輪馬達 齒輪泵是液壓泵中結構最簡單的一種泵，它齒輪泵是液壓泵中結構最簡單的一種泵，它的抗污染能力強，價格最便宜。但一般齒輪泵容的抗污染能力強，價格最便宜。但一般齒輪泵

12、容積效率較低，軸承上不平衡力大，工作壓力不高。積效率較低，軸承上不平衡力大，工作壓力不高。齒輪泵的另一個重要缺點是流量脈動大，運行時齒輪泵的另一個重要缺點是流量脈動大，運行時噪聲水平較高，在高壓下運行時尤為突出。齒輪噪聲水平較高，在高壓下運行時尤為突出。齒輪泵主要用于低壓或噪聲水平限制不嚴的場合。一泵主要用于低壓或噪聲水平限制不嚴的場合。一般機械的潤滑泵以及非自吸式泵的輔助泵都采用般機械的潤滑泵以及非自吸式泵的輔助泵都采用齒輪泵。齒輪泵。 從結構上看齒輪泵可分為外嚙合和內嚙合兩從結構上看齒輪泵可分為外嚙合和內嚙合兩類，其中以外嚙合齒輪泵應用更廣泛類，其中以外嚙合齒輪泵應用更廣泛。一、概述一、概

13、述二、外嚙合齒輪泵工作原理二、外嚙合齒輪泵工作原理 外嚙合齒輪泵由一對完全相同的齒輪嚙合，由外嚙合齒輪泵由一對完全相同的齒輪嚙合，由于于 1，產(chǎn)生上下，產(chǎn)生上下體積變化，這就體積變化，這就形成了吸油區(qū)和形成了吸油區(qū)和壓油區(qū)。同時在壓油區(qū)。同時在嚙合過程中嚙合嚙合過程中嚙合點沿嚙合線移動，點沿嚙合線移動，把這兩區(qū)分開，把這兩區(qū)分開，起配流作用。起配流作用。吸油吸油壓油壓油圖為外嚙合齒輪泵實物結構圖為外嚙合齒輪泵實物結構 下面分析一下泵的排量。泵每轉一周下面分析一下泵的排量。泵每轉一周把兩個齒輪上齒谷中的存油排出。如果把兩個齒輪上齒谷中的存油排出。如果泵中采用標準齒輪，并取齒谷的容積等泵中采用標準

14、齒輪，并取齒谷的容積等于齒部的體積，則齒輪每轉一周排出的于齒部的體積，則齒輪每轉一周排出的體積可近似等于外徑為體積可近似等于外徑為(mZ+2m)，內徑，內徑為（為（mZ-2m)，厚度為，厚度為B的圓環(huán)體積，即的圓環(huán)體積，即q= /4(mZ+2m)2-(mZ-2m)2B=2 m2ZB由于齒谷的體積大于齒部，實際幾何排由于齒谷的體積大于齒部，實際幾何排量還要大一些，故以量還要大一些，故以3.33代替上式中的代替上式中的 較接近實際情況。得較接近實際情況。得 q=6.66m2ZB 即泵的實際流量為：即泵的實際流量為：Q=6.66m2ZB PVPV.n3 3、困油困油三、外嚙合齒輪泵的幾個問題三、外嚙

15、合齒輪泵的幾個問題1 1、泄漏泄漏2 2、徑向力徑向力四、內嚙合齒輪泵四、內嚙合齒輪泵 如圖所示為擺線泵工作原理圖。內轉子如圖所示為擺線泵工作原理圖。內轉子1為齒為齒輪，有輪，有6個齒。外轉子個齒。外轉子2為內齒輪，有為內齒輪，有7個齒。內外個齒。內外轉子的偏心距為轉子的偏心距為e。當內轉子繞中心。當內轉子繞中心01旋轉時外轉旋轉時外轉子繞子繞02同時旋轉，內外轉同時旋轉，內外轉 子能自動形成幾個獨立的子能自動形成幾個獨立的 密封容積，擺線泵按圖示密封容積，擺線泵按圖示 方向旋轉時，右半部分的方向旋轉時，右半部分的 封閉容積增大，形成局部封閉容積增大，形成局部 真空真空,并通過配油窗口并通過配

16、油窗口B從從 油箱吸油油箱吸油(b圖圖)。當轉子轉。當轉子轉 到圖到圖c位置時位置時,封閉容積為封閉容積為 最大。在圖最大。在圖d，油從，油從A輸出。輸出。 圖示為內嚙合齒輪泵結構圖。擺線泵由于采用圖示為內嚙合齒輪泵結構圖。擺線泵由于采用擺線，又是內嚙合，因此與同排量的其它液壓泵擺線，又是內嚙合，因此與同排量的其它液壓泵比較，結構更為簡單，緊湊。泵的軸向配油，配比較，結構更為簡單，緊湊。泵的軸向配油，配油窗口很大，吸排油很充分。內嚙合的一對轉子油窗口很大，吸排油很充分。內嚙合的一對轉子 同向旋轉，并且只同向旋轉，并且只 相差一個齒，兩轉相差一個齒，兩轉 子齒部處的相對子齒部處的相對 滑動速度滑

17、動速度 很小，所很小，所 以運以運 動平動平 穩(wěn)，噪聲小壽命穩(wěn)，噪聲小壽命 長。擺線泵的缺點長。擺線泵的缺點 是轉子齒數(shù)少，流量是轉子齒數(shù)少，流量 脈動大，在高壓低速的情況下，容積效率較低。脈動大，在高壓低速的情況下，容積效率較低。圖中為內嚙合齒輪泵實物結構圖中為內嚙合齒輪泵實物結構五、齒輪馬達五、齒輪馬達 1 1、齒輪馬達的工作原理、齒輪馬達的工作原理 圖為外嚙合齒輪馬達的工作原理圖。圖中圖為外嚙合齒輪馬達的工作原理圖。圖中P點為兩齒輪的嚙合點，當壓力油進入齒輪馬達點為兩齒輪的嚙合點，當壓力油進入齒輪馬達時時,壓力油分別作用在個壓力油分別作用在個 齒面上。由圖可知，在齒面上。由圖可知，在 兩

18、個齒輪上各有一個使兩個齒輪上各有一個使 其產(chǎn)生轉矩的作用力，其產(chǎn)生轉矩的作用力， 兩齒輪便按圖示方向旋兩齒輪便按圖示方向旋 轉，齒輪馬達輸出軸上轉，齒輪馬達輸出軸上 也就輸出旋轉力矩。也就輸出旋轉力矩。 齒輪馬達和齒輪泵在結構上的主要區(qū)別如下：齒輪馬達和齒輪泵在結構上的主要區(qū)別如下：（1 1）齒輪泵一般只需一個方向旋轉，為了減小）齒輪泵一般只需一個方向旋轉，為了減小徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。而齒輪馬達則需正、反兩個方向旋轉，因此進油而齒輪馬達則需正、反兩個方向旋轉，因此進油口大小相等?？诖笮∠嗟?。 （2 2）齒輪馬達的內泄漏不能像齒輪泵

19、那樣直接）齒輪馬達的內泄漏不能像齒輪泵那樣直接引到低壓腔去，而必須單獨的泄漏通道引到殼體引到低壓腔去，而必須單獨的泄漏通道引到殼體外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果泄漏油外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果泄漏油直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失效。效。2 2、結構特點、結構特點（3 3）為了減少馬達的啟動摩擦扭矩，并降低）為了減少馬達的啟動摩擦扭矩，并降低最低穩(wěn)定轉速，一般采用滾針軸承和其他改最低穩(wěn)定轉速，一般采用滾針軸承和其他改善軸承潤滑冷卻條件等措施。善

20、軸承潤滑冷卻條件等措施。 齒輪馬達具有體積小，重量輕，結構簡齒輪馬達具有體積小，重量輕，結構簡單，工藝性好，對污染不敏感，耐沖擊，慣單，工藝性好，對污染不敏感，耐沖擊，慣性小等優(yōu)點。因此，在礦山、工程機械及農性小等優(yōu)點。因此，在礦山、工程機械及農業(yè)機械上廣泛使用。但由于壓力油作用在液業(yè)機械上廣泛使用。但由于壓力油作用在液壓馬達齒輪上的作用面積小，所以輸出轉矩壓馬達齒輪上的作用面積小，所以輸出轉矩較小，一般都用于高轉速低轉矩的情況下。較小，一般都用于高轉速低轉矩的情況下。結束結束 一、雙作用葉片泵一、雙作用葉片泵 葉片泵有兩類：雙作用和單作用葉片葉片泵有兩類：雙作用和單作用葉片泵，雙作用葉片泵是

21、定量泵，單作用泵往泵，雙作用葉片泵是定量泵，單作用泵往往做成變量泵。而馬達只有雙作用式。往做成變量泵。而馬達只有雙作用式。二、雙作用葉片式液壓馬達二、雙作用葉片式液壓馬達三、單作用葉片泵三、單作用葉片泵 1、結構和工作原理、結構和工作原理一、雙作用葉片泵一、雙作用葉片泵 圖中為雙作用葉片泵結構。它主要由殼體圖中為雙作用葉片泵結構。它主要由殼體1、7，轉子轉子3，定子，定子4，葉片，葉片5，配流盤，配流盤2、6和主軸和主軸9等組等組成。成。1-前泵體 2-配流盤 -轉子 4-定子 5-葉片 6-配流盤 7后泵體 8-端蓋 9-主軸 10-密封防塵圈 11、12-軸承 13-螺釘圖中為泵的轉子和定

22、子實物圖中為泵的轉子和定子實物圖3-13 雙作用葉片工作原理壓油吸油 雙作用葉片泵工作原理可由下圖說明。當轉子雙作用葉片泵工作原理可由下圖說明。當轉子3和葉片和葉片5一起按圖示方向旋轉時，由于離心力的一起按圖示方向旋轉時，由于離心力的作用，葉片緊貼在定子作用，葉片緊貼在定子4的內表面，把定子內表面、的內表面，把定子內表面、轉子外表面和兩個配流盤形成的空間分割成八塊轉子外表面和兩個配流盤形成的空間分割成八塊密封容積。隨著轉子的旋轉，每一塊密封容積會密封容積。隨著轉子的旋轉，每一塊密封容積會周期性地變大和縮小。一轉周期性地變大和縮小。一轉 內密封容積變化兩個循環(huán)。內密封容積變化兩個循環(huán)。 所以密封

23、容積每轉內吸油、所以密封容積每轉內吸油、 壓油兩次，稱為雙作用泵。壓油兩次，稱為雙作用泵。 雙作用使流量增加一倍，雙作用使流量增加一倍， 流量也相應增加。流量也相應增加。2.流量流量 先計算處于大半徑先計算處于大半徑r1處的葉片處的葉片a在旋轉時排出流量在旋轉時排出流量Qa。微小面積。微小面積dA以速度以速度v運動時排出的流量為運動時排出的流量為dQ。則則 Qa= dQ= r0r1B rdr= (B /2).(r12-r02)式中式中 B葉片寬度；葉片寬度； 轉子的角速度；轉子的角速度； r0轉子的外半徑。轉子的外半徑。同樣，處于小半徑同樣，處于小半徑r2處葉片處葉片b在旋轉時吸入的流量在旋轉

24、時吸入的流量為：為： Qb= r0r2B rdr= (B /2).(r22-r02)從配流窗口從配流窗口II排出的流量為排出的流量為: QII=Qa-Qb=(B /2).(r12-r22)由于此時配流窗口由于此時配流窗口IV也有油液排除，故泵的總流也有油液排除，故泵的總流量為：量為： QT=2QII=B (r12-r22)=2 Bn(r12-r22)3、結構上的若干特點、結構上的若干特點（1 1）保持葉片與定子內表面接觸）保持葉片與定子內表面接觸 轉子旋轉時保證葉片與定子內表面接觸時泵轉子旋轉時保證葉片與定子內表面接觸時泵正常工作的必要條件。前文已指出葉片靠旋轉時正常工作的必要條件。前文已指出

25、葉片靠旋轉時離心甩出，但在壓油區(qū)葉片頂部有壓力油作用，離心甩出，但在壓油區(qū)葉片頂部有壓力油作用，只靠離心力不能保證葉片與定子可靠接觸。為此，只靠離心力不能保證葉片與定子可靠接觸。為此，將壓力油也通至葉片底部。但這樣做在吸油區(qū)時將壓力油也通至葉片底部。但這樣做在吸油區(qū)時葉片對定子的壓力又嫌過大，使定子吸油區(qū)過渡葉片對定子的壓力又嫌過大，使定子吸油區(qū)過渡曲線部位磨損嚴重。減少葉片厚度可減少葉片底曲線部位磨損嚴重。減少葉片厚度可減少葉片底部的作用力，但受到葉片強度的限制，葉片不能部的作用力，但受到葉片強度的限制，葉片不能過薄。這往往成為提高葉片泵工作壓力的障礙。過薄。這往往成為提高葉片泵工作壓力的障

26、礙。在高壓葉片泵中采用各種結構來減小葉片對定子在高壓葉片泵中采用各種結構來減小葉片對定子的作用力。的作用力。（2 2）端面間隙）端面間隙 為了使轉子和葉片能自由旋轉，它們?yōu)榱耸罐D子和葉片能自由旋轉，它們與配油盤二端面間應保持一定間隙。但間與配油盤二端面間應保持一定間隙。但間隙也不能過大，過大時將使泵的內泄漏增隙也不能過大，過大時將使泵的內泄漏增加，泵容積效率降低。一般中、小規(guī)格的加，泵容積效率降低。一般中、小規(guī)格的泵其端面間隙為泵其端面間隙為0.020.04mm。（3 3）定子曲線）定子曲線 這里指的是連接四段圓弧的過渡曲線。這里指的是連接四段圓弧的過渡曲線。較早期的泵采用阿基米德螺線。較早期

27、的泵采用阿基米德螺線。 即即 =r2+a 及及 =r1-a 采用阿基米德螺線時，葉片徑向速度不變，采用阿基米德螺線時，葉片徑向速度不變，不會引起泵流量脈動。不會引起泵流量脈動。（4 4）葉片傾角）葉片傾角 從前圖中可看出葉片頂部順轉子旋轉從前圖中可看出葉片頂部順轉子旋轉方向轉過一角度方向轉過一角度 。很明顯，葉片頂部與。很明顯，葉片頂部與定子曲線間是滑動摩擦。在壓油區(qū)，葉片定子曲線間是滑動摩擦。在壓油區(qū)，葉片依靠定子內表面迫使葉片沿葉片槽向里運依靠定子內表面迫使葉片沿葉片槽向里運動，其作用與凸輪相似，葉片與定子內表動，其作用與凸輪相似，葉片與定子內表面接觸時有一定壓力角。面接觸時有一定壓力角。

28、4、類型、類型 前圖所示葉片泵額定壓力前圖所示葉片泵額定壓力6.3MPa，轉，轉速有速有10001500r/min，流量有，流量有6100r/min多種規(guī)格，容積效率多種規(guī)格，容積效率90%左右，主要用于左右，主要用于機床。機床。圖3-15 葉片式液壓馬達工作原理1 1、工作原理、工作原理 雙作用葉片式液壓馬達的工作原理可用下圖雙作用葉片式液壓馬達的工作原理可用下圖說明。圖中當壓力油進入后，葉片說明。圖中當壓力油進入后，葉片1、3、5、7一一側受到壓力油的作用，另側受到壓力油的作用，另 一側通回油。而葉片一側通回油。而葉片2、4、 6、8的兩側壓力相同。當壓的兩側壓力相同。當壓 力作用在葉片上

29、時，產(chǎn)生的力作用在葉片上時，產(chǎn)生的 扭矩為扭矩為 dM=r.pdA=pBrdr根據(jù)右圖，作用在軸上的總根據(jù)右圖，作用在軸上的總 理論扭矩理論扭矩Mt為：為：MT=2 r2r1pBrdr=pB(r12-r22)（1 1）葉片底部有彈簧，保證在初始條件下葉片貼）葉片底部有彈簧，保證在初始條件下葉片貼近內表面，形成密封容積；近內表面，形成密封容積； （2) 2) 泵殼內含有兩個單向閥。進、回油腔的壓力泵殼內含有兩個單向閥。進、回油腔的壓力經(jīng)單向閥選擇后再進葉片底部（如下圖）。經(jīng)單向閥選擇后再進葉片底部（如下圖）。 （3 3）葉片槽是徑向的。這是因為液壓馬達都要旋）葉片槽是徑向的。這是因為液壓馬達都要

30、旋轉之故。轉之故。與泵相比具有以下幾個特點：與泵相比具有以下幾個特點：通葉片底部 圖3-13 單作用葉片工作原理壓油吸油1 1 、工作原理、工作原理 單作用葉片泵工作原理見下圖。由圖可看出，單作用葉片泵工作原理見下圖。由圖可看出，與雙作用泵的主要差別在于它的定子是一個與轉與雙作用泵的主要差別在于它的定子是一個與轉子偏心放置的圓環(huán)。子偏心放置的圓環(huán)。 轉子每一轉，轉子、轉子每一轉，轉子、 定子葉片和配流盤定子葉片和配流盤 形成的密封容積只形成的密封容積只 變換一次，所以配變換一次，所以配 流盤上只需要一個流盤上只需要一個 配流窗口。配流窗口。單作用葉片泵結構如圖單作用葉片泵結構如圖 泵的轉子泵的

31、轉子K及其軸承上會受到不平衡的液及其軸承上會受到不平衡的液壓力，大小為壓力，大小為: P=pBD式中式中 P轉子受到的不平衡液壓力；轉子受到的不平衡液壓力； p泵的工作壓力；泵的工作壓力； B定子的寬度；定子的寬度； D定子內直徑。定子內直徑。計算泵的幾何排量為：計算泵的幾何排量為：q=B (R+e)2-(R-e)2=4B Re=2 Bde理論流量為：理論流量為： QT=2 Bde式中式中 R定子內半徑；定子內半徑； e定子與轉子的偏心量；定子與轉子的偏心量； 2 2 、限壓式變量葉片泵、限壓式變量葉片泵 左圖中表示限壓式變量葉片泵的原理，右圖為左圖中表示限壓式變量葉片泵的原理，右圖為其特性曲

32、線。泵的輸出壓力作用在定子右側的活塞其特性曲線。泵的輸出壓力作用在定子右側的活塞 1上。當壓力作用在活塞上的力不超過彈簧上。當壓力作用在活塞上的力不超過彈簧2的預緊的預緊力時，泵的輸出流量基本不變。當泵的工作壓力增力時，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，偏心向左移動，偏心 量減小，泵的輸量減小，泵的輸 出流量減小。當出流量減小。當 泵壓力到達某一泵壓力到達某一 數(shù)值時，偏心量數(shù)值時，偏心量 接近零，泵沒有接近零，泵沒有流量輸出。流量輸出。 下圖是限壓變量泵的實際結構。圖中定子上下圖是限壓變量泵

33、的實際結構。圖中定子上半部為壓油區(qū)，作用在定子內部的液體壓力使定半部為壓油區(qū)，作用在定子內部的液體壓力使定子向上并通過滑塊子向上并通過滑塊2 2使之與滾針導軌使之與滾針導軌1 1靠緊，使定靠緊，使定子移動靈活。螺釘子移動靈活。螺釘1111用以調節(jié)限壓式變量泵的起用以調節(jié)限壓式變量泵的起控壓力。螺釘控壓力。螺釘8 8用以限制定子的最大偏心量，即泵用以限制定子的最大偏心量，即泵的空載流量。的空載流量。1-滾針 2-滑塊 3-定子 4-轉子 5-葉片 6-活塞 7-軸 8-最大流量調節(jié)螺釘 9-彈簧座 10-彈簧 11-壓力調節(jié)螺釘 此泵的結構有以下兩點值得注意：此泵的結構有以下兩點值得注意： （1

34、 1）葉片底部油液是自動切換的。即當葉片在）葉片底部油液是自動切換的。即當葉片在壓油區(qū)時，其底部通壓力油；在吸油區(qū)時則與壓油區(qū)時，其底部通壓力油；在吸油區(qū)時則與吸油腔相通。所以葉片上、下的液壓力是平衡吸油腔相通。所以葉片上、下的液壓力是平衡的，有利于減少葉片與定子間的磨損。的，有利于減少葉片與定子間的磨損。 （2 2）葉片也有一傾角，但傾斜方向正好與雙作）葉片也有一傾角，但傾斜方向正好與雙作用泵相反。此種泵中，葉片上下液壓力是平衡用泵相反。此種泵中，葉片上下液壓力是平衡的，葉片的向外運動主要依靠其旋轉時所受到的，葉片的向外運動主要依靠其旋轉時所受到的慣性力。的慣性力。 上訴泵的額定壓力為上訴泵

35、的額定壓力為6.3MPa，主要用于機，主要用于機床和壓力機。床和壓力機。結束結束 在第一節(jié)所述單柱塞泵中，凸輪使泵在第一節(jié)所述單柱塞泵中，凸輪使泵在半周內吸油，半周內排油。因此泵排出在半周內吸油，半周內排油。因此泵排出的流量是脈動的，它所驅動的液壓缸或液的流量是脈動的，它所驅動的液壓缸或液壓馬達的運動速度是不均勻的。所以無論壓馬達的運動速度是不均勻的。所以無論是泵或馬達總是做成多柱塞的。常用的多是泵或馬達總是做成多柱塞的。常用的多柱塞泵有軸向式和徑向式兩大類。柱塞泵有軸向式和徑向式兩大類。一、軸向柱塞泵一、軸向柱塞泵二、軸向柱塞式液壓馬達二、軸向柱塞式液壓馬達三、徑向柱塞泵和馬達三、徑向柱塞泵

36、和馬達斜盤 2-缸體 3-柱塞 4-配流盤 5-軸 6-彈簧圖3-21 直軸式軸向柱塞泵的工作原理1、直軸式軸向柱塞泵原理、直軸式軸向柱塞泵原理一、軸向柱塞泵一、軸向柱塞泵 圖為該泵的工作原理。圖中斜盤圖為該泵的工作原理。圖中斜盤1和配流盤和配流盤4固定不轉，電機帶動軸固定不轉，電機帶動軸5、缸體、缸體2以及缸體內柱以及缸體內柱塞塞3一起旋轉。柱塞尾有彈簧，使其球頭與斜盤一起旋轉。柱塞尾有彈簧，使其球頭與斜盤保持接觸。保持接觸。圖3-22 配流盤配流盤配流盤 由于存在困油問題，為減少困油，因此在由于存在困油問題，為減少困油，因此在配油盤的槽配油盤的槽I、II的起始點開上條小三角槽，且的起始點開

37、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：在二配流槽的兩端都開有小三角槽。見下圖：2 2、流量、流量軸向柱塞泵的幾何排量軸向柱塞泵的幾何排量q=(dq=(d2 2/4)DZtg/4)DZtg平均理論流量為平均理論流量為Q QT T=(d=(d2 2/4)DZntg/4)DZntg式中式中 dd柱塞直徑；柱塞直徑；DD柱塞在缸體上柱塞在缸體上的分布直徑；的分布直徑；ZZ柱塞數(shù)；柱塞數(shù)；nn軸的轉速；軸的轉速； 斜盤傾斜角度。斜盤傾斜角度。從上式看出：泵的流量及每轉排量可通從上式看出：泵的流量及每轉排量可通過改變斜盤傾角過改變斜盤傾角而改變，所以軸向柱而改變，所以軸向柱塞泵可很方便地

38、做成變量泵。塞泵可很方便地做成變量泵。3 3、直軸式柱塞泵的結構和變量機構、直軸式柱塞泵的結構和變量機構1-中間泵體 2-內套 3-彈簧 4-鋼套 5-缸體 6-配油盤 7-前泵體 8-傳動軸 9-柱塞 10-外套 11-軸承 12-滑靴 13-鋼珠 14-回程盤 15-斜盤 6-軸銷 17-變量活塞 18-絲杠 19-手輪 20-變量機構殼體 圖示是一手動變量直軸式柱塞泵結構。它由圖示是一手動變量直軸式柱塞泵結構。它由泵主體和變量機構兩部分組成。動力由軸泵主體和變量機構兩部分組成。動力由軸8傳入，傳入，帶動缸體帶動缸體5連同其中的柱塞連同其中的柱塞9旋轉。缸體旋轉時，旋轉。缸體旋轉時，斜盤的

39、斜面通過滑靴迫使柱塞向里運動，只要改斜盤的斜面通過滑靴迫使柱塞向里運動，只要改變斜變斜 盤盤傾角傾角 就就可改可改 變變泵的泵的 流流量。量。以下圖為柱塞泵的結構圖以下圖為柱塞泵的結構圖 為了節(jié)約能量，希為了節(jié)約能量，希望泵的流量能自動改變。望泵的流量能自動改變。常用的自動變量泵有恒常用的自動變量泵有恒功率式、恒壓力式和恒功率式、恒壓力式和恒流量式等。圖中為實現(xiàn)流量式等。圖中為實現(xiàn)恒功率控制的壓力補償恒功率控制的壓力補償變量機構，以此機構代變量機構，以此機構代替上圖手頂變量泵左端替上圖手頂變量泵左端的手動變量機構，就成的手動變量機構，就成為恒功率變量泵。圖中為恒功率變量泵。圖中滑閥滑閥5和活塞

40、和活塞6則形成一則形成一個液壓伺服機構。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-導桿液壓伺服機構的工作原理可用下圖說明。液壓伺服機構的工作原理可用下圖說明。 活塞活塞6是差動活塞，是差動活塞，g腔的面積腔的面積為為d腔的二倍。泵的壓力油經(jīng)單向腔的二倍。泵的壓力油經(jīng)單向閥進入閥進入d腔，故腔，故d腔始終與壓力油相腔始終與壓力油相通。閥芯相對閥套處于中間位置時，通。閥芯相對閥套處于中間位置時，活塞不運動。當閥芯向下偏離中位活塞不運動。當閥芯向下偏離中位時，時，g腔與腔與d腔接通。由于腔接通。由于g腔活塞腔活塞面積較大，活塞向下

41、運動。當活塞面積較大，活塞向下運動。當活塞向下運動的距離與閥芯偏離中位的向下運動的距離與閥芯偏離中位的距離相等時，活塞停止運動；當閥距離相等時，活塞停止運動；當閥芯向上偏離中位時，芯向上偏離中位時，g腔與回油相腔與回油相通，活塞向上運動，當行至與前情通，活塞向上運動，當行至與前情況相同時停止。況相同時停止。圖3-26 恒功率特性曲線示：示： 其中其中AG為斜盤傾角最大時，泵的最大流量。為斜盤傾角最大時，泵的最大流量。而而GF則表示當泵壓力升高，斜盤傾角減小，泵流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，流量按圖中量減少。當泵壓力進一步升高時，流量按圖中FE線改變。最后

42、傾角不再線改變。最后傾角不再 變化，則流量不再變化，變化，則流量不再變化， 如圖中如圖中ED線。因此，泵線。因此，泵 的輸出流量根據(jù)使用壓力的輸出流量根據(jù)使用壓力 自動按折線自動按折線GFED變化。變化。 折線折線GFED與等功率線與等功率線 HK接近。泵的流量壓力接近。泵的流量壓力 特性可在圖中陰影的范圍特性可在圖中陰影的范圍 內調節(jié)。如果使變量機構的兩個彈簧中只有彈簧內調節(jié)。如果使變量機構的兩個彈簧中只有彈簧4起作用，則其變量特性如圖中起作用，則其變量特性如圖中AB線所示。線所示。 上述泵又稱為恒功率變量泵，其特性如下圖所上述泵又稱為恒功率變量泵，其特性如下圖所彈簧 2斜盤 3變量柱塞 4

43、限位螺釘 5缸體 6配油盤 7軸承 8傳動軸 9彈簧 10端蓋 11回程盤 12軸承 13球形墊圈 14滑片 15柱塞和滑履 16泵殼體 圖中為另一種直軸式軸向柱塞泵的實際結構。圖中為另一種直軸式軸向柱塞泵的實際結構。缸體上不再采用大型滾柱軸承，而是將軸支承在缸體上不再采用大型滾柱軸承，而是將軸支承在兩端軸承上，因此要求軸具有較高的剛度。此外，兩端軸承上，因此要求軸具有較高的剛度。此外，其變量機械配置在與軸平行的軸線上，變量柱塞其變量機械配置在與軸平行的軸線上，變量柱塞作用點離開斜盤的旋轉中心較遠，變量所需力可作用點離開斜盤的旋轉中心較遠，變量所需力可以較小些。泵軸另以較小些。泵軸另一端一端(

44、圖中右端圖中右端) 必必要時也可伸出泵體要時也可伸出泵體外，這時就稱為通外，這時就稱為通軸泵。這泵可做成軸泵。這泵可做成各種變量式，圖為各種變量式，圖為恒壓式變量泵。恒壓式變量泵。4、斜軸式軸向柱塞泵、斜軸式軸向柱塞泵 由圖可見其缸體的中心線與傳動主軸成一角度，由圖可見其缸體的中心線與傳動主軸成一角度，故此泵稱為斜軸泵。故此泵稱為斜軸泵。圖中為斜軸式軸向柱塞泵外形圖中為斜軸式軸向柱塞泵外形 上述泵是恒變量泵，恒壓變量機構的原理見上述泵是恒變量泵，恒壓變量機構的原理見下圖。活塞下圖?；钊?的面積為活塞的面積為活塞16的一半?；钊囊话??；钊?的油的油腔直接和泵的輸出相通。而活塞腔直接和泵的輸出相

45、通。而活塞16的油腔和控制的油腔和控制閥套閥套12的沉割槽相通，活塞的沉割槽相通，活塞16所受壓力的大小由所受壓力的大小由閥芯閥芯13的位移來控制，閥芯的位移來控制，閥芯13的臺肩寬度稍小于的臺肩寬度稍小于閥套沉割槽的寬度。當閥芯處于圖示中位時，閥套沉割槽的寬度。當閥芯處于圖示中位時，a、b處形成兩個同樣大小的開口，其阻力相等。當閥處形成兩個同樣大小的開口，其阻力相等。當閥芯芯13向上時，向上時，a處阻力增大，處阻力增大，b 處減小，處減小，活塞活塞9推動拔銷推動拔銷11向下，使向下，使缸體擺角增加，缸體擺角增加， 泵排量增泵排量增加；當閥芯向下時，情況加；當閥芯向下時，情況正相反，排量減小。正相反，排量減小。 泵的流量壓力特性如圖。當泵的供油壓泵的流量壓力特性如圖。當泵的供油壓力升高至使閥芯力升高至使閥芯13向下移動到中位時，拔銷向下移動到中位時，拔銷11仍保持不動，流量也不變化（圖中仍保持不動，流量也不變化（圖中FG線）。當線）。當泵壓力進一步升高，閥芯泵壓力進一步升高，閥芯13偏離中位向下，偏離中位向下，x腔腔壓力增加，拔銷壓力增加，拔銷11上升，缸體擺角減小，泵流上升，缸體擺角減小，泵流量減?。繙p?。℅H線）。由于彈線）。由于彈 簧簧14的剛度很小，泵的供的剛度很小，泵的供 油壓力只有有很小的變化，油壓力只有有很小的變化， x腔的壓力就可能有較大的腔的壓力就可能有較大