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1、项目二 液压泵和液压缸在系统中的作用任务 2-1 液压动力元件认识单元 1：液压泵的基本原理 知识点2-1-1 液压泵的工作原理液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵 由电动机带动将液压油从油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推动 负载作功。图 2-1（ p ）所示为液压泵的工作原理图。柱塞 2 装在缸体 3 内并可作左右移 动，在弹簧 4 的作用下，柱塞紧压在偏心轮 1 的外表面上。当电机带动偏心轮 1 旋转时，偏心轮则推动柱塞左右运动，使密封容积a的大小发生周期性的变化。 当a由小变大时就形成部分真空，使油箱中的油液在大气压的作用下，经吸油管 道顶开单向
2、阀6阀进入油腔a实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的 油液将顶开单向阀 5 流入系统而实现压油。电机带动偏心轮不断旋转，液压泵就 不断的吸油和压油。由于这种泵是依靠泵的密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的，因而称 为容积式泵。容积式泵的流量大小取决于密封工作腔容积变化的大小和次数。若不计泄 漏，流量与压力无关。1-偏心轮2七塞3-缸体4孑簧5, 6-单向阀图 2-1 （ p ）液压泵工作原理图彥图片资源链接动画资源链接视频资源链接文本资源链接知识点2-1-2 液压泵的特点容积式液压泵具有以下基本特点：1具有若干个密封且又可以周期性变化的空间，密封容积由小变大时吸油， 由大变小时压油。
3、液压泵输出油液的多少只取决于此密封容积的变化量和变化频 率。这是容积式泵的一个重要特性。2油箱内的油液的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。这是容积式液压 泵能够吸入油液的外部条件。为保证液压泵正常吸油，油箱必须和大气相通，或 采用密封的充压油箱。3容积式液压泵具有相应的配流机构。通过配流机构将吸液腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。液压泵的结构不同，其配流机构也不相同，有配油盘配油、配油轴配油等。IE图片资源链接动画资源链接L视频资源链接网页链接源链接知识点 2-1-3 液压泵的主要参数 液压泵的主要性能参数有压力、排量、流量、功率和效率等。 一、压力 1工作压力 液压泵实际工作时
4、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，根据试验标准规定，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。二、排量与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。一般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高。流量为泵单位时间内排出的液体体积（L/min）,有理论流量Qth和实际流量两种。Q 二 qnth21)式
5、中：q 泵的排量（L / r）n 一泵的转速（r/min）Q =Q -AQac th22)Q 泵运转时，油会从高压区泄漏到低压区，是泵的泄漏损失。三、容积效率和机械效率Q耳 = acV Qth23)式中：V 泵的容积效率thac24)式中：m 泵的机械效率Tth 泵的理论输入扭矩Tac 泵的实际输入扭矩 ac四、泵的总效率、功率Pmvac25）PM式中：n 泵的总效率 单元 2：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的构造Pac泵实际输出功率PM电动机输出功率26）式中：p 泵输出的工作压力（MPa）Qac 泵的实际输出流量（L /min）， lL=103cm3。图片资源链接视频资源链接kF；网页链接聞文本资
6、源链接技能点2-1-4 会画出液压泵的职能符号液压泵的职能图形符号如图21 （g）所示图 2-1（ g） 液压泵职能符号235图片资源链接视频资源链接k!网页链接昌文本资源链接液压泵的分类方式很多，它可按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵。 也可按流量是否可调节分为定量泵和变量泵。又可按泵的结构分为齿轮泵、叶片 泵和柱塞泵，其中齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统。 知识点 2-1-5 外啮合齿轮泵齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛 使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。外啮合齿轮泵的构造和动作原理如图2 2 (p)所示
7、。它由装在壳体内的一 对齿轮所组成，齿轮两侧有端盖罩住，壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许 多密封工作腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的齿轮逐渐 脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大气压 的作用下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到 左侧的压油腔内。在压油区的一侧，由于齿轮在这里逐渐进入啮合，密封工作腔 容积不断减小，油液便被挤出去，从压油腔输送到压油管路中去。这里的啮合点 处的齿面接触线一直起着分隔离高、低压腔的作用。外啮合齿轮高压腔的压力油通过三个途径泄漏到低压腔。一为齿顶与齿轮壳 内壁的间隙，二为齿轮端面与端盖侧
8、面的间隙，产生轴向间隙漏露，其泄漏量约 占总泄漏量的75%80%,而且泄漏量随泵的工作压力的提高而增大，此为外啮 合齿轮泵泄漏最主要的原因，故不适合用作高压泵。三是齿轮啮合线处间隙的泄 漏，其泄漏量很少，一般不予考虑。为解决外啮合齿轮泵的内泄漏、提高压力的关键是：控制齿轮端面和端盖之 间保持一个合适的间隙。在高、中压齿轮泵中，已不能采用浮动轴套的轴向间隙 自动补偿方法，使之在液压力的作用下压紧齿轮端面，使轴向间隙减小，从而减 小泄漏。中、高压齿轮泵的工作压力可达 1620MPa。图 2-2 ( p ) 齿轮泵工作原理图彥，图片资源链接;动画资源链接凸视频资源链接网页链接吕文本资源链接知识点 2
9、-1-6 困油现象齿轮泵要平稳地工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于 1，即总是有两对齿轮 同时啮合。这就有一部分油液被围困在两对齿轮所形成的封闭腔内，如图 22(g)所示。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容积 减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等机 件也受到附加的不平衡负载作用。封闭容积增大又会造成局部真空，使油产生气 穴，引起噪声、震动和气蚀。这就是齿轮泵的困油现象。消除困油现象的方法，通常在齿轮前后端盖上各铣两个卸荷槽，如图 2-3( p) 所示。当闭死容积减小时，使压油腔与其相通，当闭死容积变大时，让吸油腔与 其相通。左右两槽间的距离必
10、须保证不能太小，以防吸、压油腔通过困油区串通。图 2-2 （ g ） 困油现象图 2-3 （ p ）齿轮泵的困油卸荷槽王图片资源链接#动画资源链接凸视频资源链接三.网页链接肓文本资源链接知识点 2-1-7 叶片泵叶片泵有两种结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种是双作用式叶片泵。1单作用叶片泵其工作原理如图24 （p）所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3 和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子的间有偏心距e,叶片装在 转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在 定子内壁，这样在定子、转子叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间， 当转子按图示方向（逆
11、时针方向）回转时，在图的右部，叶片逐渐的伸出，叶片 间的空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子内壁 逐渐压进槽内，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这就是压油腔，在吸 油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵每转一 周，每个工作腔完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转， 泵就不断地吸油和排油。图 2-4 （ p ）单作用泵工作原理1-转子 2-定子 3-叶片图 2-5 （ p ）双作用叶片泵工作原理改变转子与定子的偏心量，即可改图变图泵的流量，偏心越大，流量越大，如调 成几乎是同心，则流量接近于零。因此单作用叶片泵大多为变量
12、泵。另外还有一种限压式变量泵，当负荷小时，泵输出流量大，负载可快速移动， 当负荷增加时，泵输出流量变少，输出压力增加，负载速度降低，如此可减少能 量消耗，避免油温上升。2双作用叶片泵双作用式叶片泵如图25 （p）所示，定子内表面近似椭圆，转子和定子同 心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵。图片资源链接动画资源链接B视频资源链接网页链接 文本资源链接知识点 2-1-8 柱塞泵柱塞泵工作原理是通过柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸油和压油。与齿 轮泵和叶片泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种 高效率的泵，它可分为
13、轴向式和径向式两种形式。1轴向柱塞泵轴向柱塞泵如图2 6 （p）所示，可分为直轴式（图a）所示）和斜轴式（图 b）所示）两种，该两种泵都是变量泵，通过调节斜盘倾角y即可改变泵的输 出流量。图2-6 （p）轴向柱塞泵工作原理图a）直轴式b）斜轴式1-缸体 2-配油轴 3-柱塞 4-斜盘2径向柱塞泵径向柱塞泵（柱塞运动方向与液压缸体的中心线垂直），又可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。排出行程吸入行程柱塞排岀口A吸入口偏心. 凸轮图 2-7 ( p )固定液压缸式径向柱塞泵图 2 7( p )为固定液压缸式柱塞泵，利用偏心轮的旋转，可使柱塞产生往 复行程，以进行泵的吸压油作用。偏心轮的偏心量固定
14、，所以固定缸式径向柱塞 泵一般为定量泵。最高输出压力可达21MPa以上。图2 8 (p)为回转液压缸 式柱塞泵，其活塞安装在压缸体上，压缸体的中心和转子的中心有一偏心量 e， 压缸体和轴一同旋转，分配轴固定，上有4条油路，2条油路成一组，分别充当 压油的进出通道并和盖板的进出油口相通，改变偏心量即可改变流量，因此回转 液压缸式柱塞泵为一种变量泵。图 2-8( p) 回转液压缸式径向柱塞泵旣图片资源链接。动画资源链接凸视频资源链接网页链接眉文本资源链接技能点2-1-9 掌握外啮合齿轮泵的结构特点及应用外啮合齿轮泵的优点是结构简单，制造方便，价格低廉，便于维修，工作可 靠，自吸能力强，体积小，抗污染能力强。缺点是噪音大，不能变量，流量脉动 大，困油，工作压力的提高受到限制。因此齿轮泵多用于油压不很高，工作机构 运动速度平稳性要求不高的各种机械的中低压系统中及环境较差的工程机械中。外啮合齿轮泵的结构特点除上述的泄漏和困油现象外，还存在径向不平衡 力。齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的。在压油腔和吸油腔的 齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力，在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向 间隙中，可以认为油液压力由压油腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力 综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工 作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶
