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1、第二章 动力元件,概 述 液压泵的性能参数 齿 轮 泵 叶 片 泵 柱 塞 泵,第一节、概述 液压泵的工作原理和分类,一. 工作原理,依靠密封工作容积大小的交替改变来实现液压泵的工作。,下面以单柱塞式 液压泵为例来说明其工作原理。,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,二、液 压 泵 工 作 的 基 本 要 素：, 规律变化的密封容积；, 对自吸式液压泵，油箱必须与大气相通；, 压油时，油压大小取决于负载；, 配流（配油）装置必不可少；,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,DBS系列电动泵站,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,手动泵,液压泵的性能参数
2、主要有：,液压泵,液压泵的性能参数,压 力,转 速,排量和流量,功率和效率,三、 液压泵的性能参数,（一） 排量、流量和压力,1. 压 力, 工作压力（p） 液压泵工作时输出液体的实际压力。其值取决于负载（包括管路阻力）。,(2) 额定压力（p s） 油泵铭牌上标注的压力值。指在连续运转情况下所允许使用的工作压力。它能使泵具有较高的容积效率和较长的使用寿命。,(3) 最高压力（p max） 指短时超载运行时所允许的极限压力。,液压泵在正常工作时，其工作压力应小于或等于泵的额定压力。,液压泵,液压泵的性能参数,液压泵,液压泵的性能参数,2. 排量和流量, 排量（V） 在不考虑泄漏的情况下，液压泵
3、每转一转所排出的液体体积。（ m3 / r、 mL / r ）它只与液压泵的密封腔的数目和结构尺寸有关。,(2) 理论流量（qt） 在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内输出液体的体积。,液压泵,液压泵的性能参数,(3) 实际流量（q） 指液压泵工作时实际输出的流量。,(q 指因泄漏、压缩等损失的流量。),由于泄漏量q随着压力p的增大而增大，所以实际流量q随着压力p的而。,(4) 额定流量（q s） 液压泵在额定压力和额定转速下工作的实际输出流量。,它可用来评价液压泵的供油能力，是液压泵技术规格指标之一。,（二） 转 速,(1) 额定转速（n s） 指在额定输出功率（或额定压力）下，液压泵能
4、长时间正常运转的最高转速。,(2) 最高转速（n max） 指在额定压力下，允许液压泵 超过额定转速短暂运行的极限转速，超过它就会产生气蚀现象。,(3) 最低转速（n min） 指正常运转时的最低转速，低 于它就不能实现有效的自吸。,液压泵,液压泵的性能参数,（三） 功 率 和 效 率,液压泵由电机驱动，输入量是转矩（T）和转速（），输出量是液体的压力和流量。若不考虑能量转换过程中的损失，则泵的输出功率 = 泵的输入功率 = 原动机的输出功率，即：,(1) 输入功率（P sr） （理想值）,液压泵的输入功率=原动机的输出功率,实际上，在电机和泵之间的能量转换过程中，机械损失总是存在的。,1.
5、功 率,液压泵,液压泵的性能参数,(2) 理论功率（Pt） （实际值）,液压泵理论上需要的输入功率=实际输入功率（即原动机的输出功率） 机械功率损失,当不考虑泵自身的泄漏时，理论功率也可以用液压功率来表示。,() 输出功率（P）（实际值）,液压泵实际输出功率 = 理论（输入）功率 泄漏功率损失,p 液压泵进出油口的压差。,液压泵,液压泵的性能参数,从前面功率的计算可以看出，泵的实际输出功率（Psc）小于泵的输入功率（Psr），其差值为功率损失，包括机械损失和容积损失。,2. 效 率,(1) 机械效率（ m）,机械损失是因摩擦而造成的功率损失。机械损失用机械效率来表征。,液压泵,液压泵的性能参数
6、,(2) 容积效率（ v）,容积损失主要是液体泄漏造成的功率损失，包括端面泄漏和径向泄漏等。液压泵的容积损失用容积效率来表征。,(3) 总效率（）,液压泵,液压泵的性能参数,3. 液压泵的特性曲线,通常，齿轮泵的总效率为0.60.8；叶片泵的总效率为0.70.85；柱塞泵总效率为0.80.9。具体可查阅相关资料。,液压泵,液压泵的性能参数,四 、液压泵的分类和选用,1.液压泵的分类靠密封容积的变化来工作的泵统称为容积式泵。,按输出流量是否可调：,按运动构件的形状和运动形式分：,定量泵,变量泵,齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵,如：单作用叶片泵、径向柱塞泵等。,如：齿轮泵,机床系统、通用机械系统用
7、得较多的是柱塞泵、齿轮泵和叶片泵。,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,2.液压泵的选用原则类,（1）是否要求变量 （2） 工作压力 （3）工作环境 （4）噪声指标 （5）效率,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,第二节 齿轮泵,(辅机课程已经有讲述，学员可直接进入page 38 ppt),优点：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，转速范围大，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。,缺点：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变，齿轮磨损后不易修复，互换性差等。,液压泵,齿轮泵,特 点：,2. 分 类,靠密封容积的变化来工作的泵统称为容积式泵。,按输出流量是否可调：,
8、按运动构件的形状和运动形式分：,定量泵,变量泵,齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵,如：单作用叶片泵、径向柱塞泵等。,如：齿轮泵,机床系统、通用机械系统用得较多的是柱塞泵、齿轮泵和叶片泵。,液压泵,概述,液压泵的工作原理和分类,分 类：,a. 按结构形式分：,外啮合式和内啮合式,b. 按齿形曲线分：,渐开线形、圆弧齿形和摆线形,c. 按工作压力分：,低压（1（一般在1.051.3之间），使得两齿同时啮合。,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,定 义,在液压泵运转过程中产生既不与吸油区相通，也不与排油区相通的闭死容积，且闭死容积的大小不断变化的现象。,原 因,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,危
9、害,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,措 施,在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开卸荷槽。,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,2 . 径向力不平衡及其改善措施,原 因,齿轮啮合 产生的径 向力FT,沿齿轮周围液体压力产生的径向力FP,径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触（扫膛现象），同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。,危 害,措 施,通常采取缩小压油腔尺寸的办法 。 压油腔的包角通常 45；将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中只有12个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；,此外，还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可B， De;中、低压泵B可大些，这样可
10、以减小径向尺寸，使结构紧凑。,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,齿轮泵的压力平衡槽,液压泵,齿轮泵,渐开线形外啮合齿轮,二、 渐开线形内啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两种。,（一）渐开线内啮合齿轮泵,1 . 主要组成,小齿轮、内齿环、月牙形隔板等。,注意：两者的齿数不同。,液压泵,齿轮泵,渐开线形内啮合齿轮,2. 工作原理,液压泵,齿轮泵,渐开线形内啮合齿轮,3. 流量,4. 特点,流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低； 加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。,液压泵,齿轮泵,渐开线形内啮合齿轮,摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及前后端盖等组成。且两齿轮相差一个
11、齿。,（二）摆线形内啮合齿轮泵,1 . 主要组成,2. 工作原理,吸油 左半部分，轮齿脱开啮合，容积 压油 右半部分，轮齿进入啮合，容积,3. 流量,4. 特点,结构紧凑，尺寸小，重量轻；运转平稳，噪声小， 流量脉动小。但齿形复杂，加工困难，价格昂贵。,液压泵,齿轮泵,摆线形内啮合齿轮,液压泵,齿轮泵,摆线形内啮合齿轮,三、 高压齿轮泵的结构特点,影响齿轮泵压力提高的主要因素是： 径向液压力不平衡； 泄漏问题。,齿轮泵的泄漏途径主要有三条：,端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占7580%）;,径向间隙泄漏（约占1520%）;,齿面啮合处（啮合点）的泄漏;,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,外啮
12、合齿轮泵主要采用浮动轴套或浮动侧板来自动补偿轴向间隙。且一般来说，外啮合齿轮泵只能补偿轴向间隙，补偿径向间隙较困难。,浮动轴套式,原理： 将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。,原理： 将压力油引入轴套背面 ，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损,减小间隙 。,浮动侧板式,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,（一）采用间隙自动补偿装置,采用浮动轴套的中高压齿轮泵结构图,轴套,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,（二）采用径向间隙自动补偿装置,径向半圆支承块的下面也有两个背压室，各背压室均与压油腔相同。在
13、背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环径向密封。同时，可自动补偿各相对运动间的磨损。,径向间隙补偿原理,(三) 减小径向力，提高轴承寿命措施：减少齿数；减少排出腔角度；平衡径向力；改善润滑和冷却,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,二、拆检注意事项,径向半圆支承块的下面也有两个背压室，各背压室均与压油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环径向密封。同时，可自动补偿各相对运动间的磨损。,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,三、修复后试车步骤,径向半圆支承块的下面也有两个背压室，各背压室均与压油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环径向密封。同时，可自动补偿各相对运动间的磨损。,（一）修复装配注意事项,液压泵,齿轮泵,高压齿轮泵的结构特点,四、齿轮泵常见故障,径向半圆支承块的下面也有两个背压室，各背压室均与压油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环径向密封。同时，可自动补偿各相对运动间的磨损。,表 2-1 故障、原因及排除方法,
