《液压动力元》PPT课件.ppt

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1、第2章 液压动力元件,2.1 液压泵与液压马达概述2.1.1 液压泵的工作原理2.1.2 液压泵的分类2.1.3 液压泵的主要性能参数 2.2 齿轮泵2.2.1 齿轮泵工作原理2.2.2 外啮合齿轮泵的排量和流量2.2.3 KCB型齿轮油泵2.2.4 齿轮泵存在问题 2.3 叶片泵2.3.1 单作用叶片泵2.3.2 双作用叶片泵,第2章 液压泵与液压马达,2.4 柱塞泵2.4.1 径向柱塞泵2.4.2 轴向柱塞泵 2.5 液压泵的类型选用 2.6 液压泵常见故障及排除方法2.6.1 液压泵的安装要求2.6.2 液压泵的使用注意事项2.6.3 液压泵故障分析及排除,2.1 概述,液压泵在液压系统

2、中都属于能量转换装置。液压泵是动力装置，它将电机输出的机械能转变成液体的压力能，为系统提供一定流量和压力的液体。,a）b）c）d）图2-1 液压泵的工作原理及图形符号a）液压泵的工作原理 b）一般符号 c）定量泵 d）变量泵1偏心轮 2柱塞 3弹簧 4工作容积 5泵体 6、7单向阀,2.1.1.液压泵的工作原理,容积式泵的工作原理,第2章 液压泵与液压马达,构成容积式液压泵的必备条件：1)容积式液压泵必须具备密封且可以周期性变化的工作容积；2)配油装置；3)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。,1.按输出流量是否可变分类 液压泵分为定量泵和变量泵。定量泵是指泵的输出流量是不能调节的，

3、变量泵是指泵的输出流量是可以调节的。2.按结构形式分类 液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。,液压泵的分类,液压泵的主要性能参数是指泵的压力、流量、功率和效率。1.压力液压泵的压力有工作压力、额定压力和最高允许压力。（1）液压泵的工作压力：指泵工作时实际输出压力，用符号 p表示，单位为Pa。其大小取决于外负载，随外负载增大而升高，与泵的流量无关。（2）液压泵的额定压力：指泵正常工作连续运转的最高工作压力。正常工作时不允许超过此值，超过此值即为过载，使泵的效率明显下降、寿命降低。实际上泵的额定压力是由泵本身结构和寿命决定的。通常将其标在液压泵的铭牌上。（3）最高允许压力：在超过额定压力

4、的条件下，根据试验标准的规定，允许泵短时间运行的最高压力值。2.排量液压泵的排量是指泵每转一转所排出液体的几何体积，用符号V 表示，其单位为 m3/r，工程上通常用 ml/r。,液压泵的主要性能参数,式中 V液压泵的排量；n液压泵的转速。（2）实际流量指泵在实际工作压力下单位时间内输出液体的体积，用符号q 表示。实际流量与压力有关，压力越高，泄漏越大，实际流量越小。所以实际流量、理论流量和泄漏量的关系，即,（3-1）,3.流量液压泵的流量有理论流量、实际流量、额定流量三种。（1）理论流量 指在不考虑泄露的情况下，泵单位时间内输出液体的体积，用符号qt表示。排量和理论流量的关系，即,式中 q泵的

5、泄漏量。（3）额定流量指泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。其值标在液压泵铭牌上。,（3-2）,4.液压泵的功率,（1）输入功率Pi输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出，即 Pi=Ti2n(3-3)式中Ti泵轴上的实际输入转矩。（2）输出功率P0输出功率是液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量qV与泵的进、出口压差p的乘积：P0=pq(3-4),5.效率液压泵实际工作时总是有能量损失的，主要功率损失表现为容积损失和机械损失。（1）容积损失：主要是液压泵泄漏造成的。通常液压泵的实际流量q 与理论流量qth的比值称为容积效率，用符号v表示,（3-5）,式中 q液压泵的泄漏量。由于

6、液压泵的泄漏量随压力升高而增大，故其容积效率随压力升高而降低。（2）机械损失 由于零件之间摩擦以及流动液体内摩擦造成的能量损失。主要表现为摩擦转矩损失，因此泵的实际输入转矩大于理论转矩。通常机械效率是指驱动液压泵的理论转矩与实际转矩的比值，用符号m表示,（3-6）,（3）总效率泵的总效率等于泵的输出功率和输入功率的比值，即,（3-7）,因此，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。,图2-2 泵的能量转换示意图,6.泵的能量转换示意图为了看清楚泵在能量转换中的情况，现将以上分析内容绘制成图3-2。由此可以得到泵的常用计算公式：,机械效率：,理论功率：容积效率：,输出功率：,总效率：,输入功

7、率：,例1 某液压泵的额定流量为32Lmin，额定压力为2.5 MPa，额定转速为1450 rmin，泵的机械效率m=0.85。由实验测得，当泵的出口压力近似为零时，其流量为35.6 Lmin。求泵的容积效率和总效率是多少?如果在额定压力下，泵的转速为500 rmin时，估算泵的流量为多少?该转速下泵的容积效率为多少?两种转速下，泵的驱动功率又是多少?,液压泵的总效率,解：1.泵的容积效率和总效率 液压泵出口压力为零时的流量即为理论流量，即qt=35.6 Lmin。所以，液压泵的容积效率为,2.液压泵的流量和容积效率 液压泵的排量：,液压泵的额定转速n2=500rmin时，其理论流量为:因为额

8、定压力不变，所以泄漏量q不变，因此液压泵的容积效率不变，仍为0.9。故在n2=500r/min时，液压泵的输出流量为:,0.025 Lr,3.液压泵的驱动功率 当n1=1450 r/min时液压泵的驱动功率:,当n2=500 r/min时液压泵的驱动功率:,1743W=1.74 kW,612.7W0.6 kW,2.2齿轮泵,齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵，它的抗污染能力强，价格最便宜。从结构上看齿轮泵可分为外啮合和内啮合两类，其中以外啮合齿轮泵应用较为广泛。如图所示为外啮合齿轮泵的实物图。,齿轮泵是依靠一对互相啮合的轮齿工作的，啮合线把工作容腔分为吸油区和压油区，工作密封容积由齿轮齿槽、泵

9、体和前后端盖构成，按图示方向旋转，当两齿逐渐退出啮合时，轮齿的体积让出齿槽，齿槽的工作密封容积逐渐增大，形成真空，将油从油箱中吸入齿间槽容积，随着齿轮转动，进入齿间槽的液体被带到压油区。当两齿逐渐进入啮合时，齿间槽容积被轮齿占有，工作容积逐渐变小，油液受挤压，液体被排出。,图2-4 外啮合齿轮泵的工作原理,齿轮泵工作原理,齿轮泵的排量是按排出齿间槽的容积近似计算的，即,(2-8),式中 m 齿轮的模数；齿轮的齿数；齿轮的宽度。实际输出流量 q 考虑到容积效率的影响，则为,(2-9),式中 n 齿轮泵的转速；v容积效率，一般为0.70.9。,外啮合齿轮泵的排量和流量,由式可知：齿轮泵流量主要取决

10、于齿轮转速、模数、齿数和齿宽。（1）转速越高，流量越大，但转速过高，离心力太大，会使齿谷中不能充满液体，形成吸空。（2）在外形尺寸一定时，模数越大，流量也越大。因此，齿轮泵模数都较大。（3）齿数：通常齿数在 814范围内，以避免齿数少、模数大，流量脉动大的现象。（4）齿宽越大，轴承所承受负荷亦越高，使泵尺寸增大，寿命缩短。,2.2.3 齿轮泵的结构特点,2.2.3 齿轮泵的结构特点,2.2.3 齿轮泵的结构特点,产生原因 引起结果 消除困油的方法,齿轮泵主要存在着困油、径向力不平衡和泄漏等问题。,一、困油现象及其消除措施,困油现象产生原因,为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合

11、时的重合度必须大于1 有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积,（1）困油现象产生原因,ab 容积缩小,困油现象产生原因,b c 容积增大,（2）困油引起的结果,ab 容积缩小 p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bc 容积增大 p 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。,（3）消除困油的方法,原则：ab 密封容积减小，使之通压油口 bc 密封容积增大，使之通吸油口 在b点密封容积最小，隔开吸压油 方法：在泵盖（或

12、轴承座）上开卸荷槽以消除困油，CB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好,图2-8（a）齿轮泵径向力分析,2.径向力不平衡（1）产生原因：,（a）齿轮泵径向力分析（b）齿轮泵的均压槽,（3）开均压槽,3.泄 漏,齿侧泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的 5%径向泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的 20%25%端面泄漏*：约占齿轮泵总泄漏量的 75%80%由：,得：泵压力愈高，泄漏愈大；断面间隙h越大，泄漏越多。,控制方法：轴向间隙的自动补偿：（1）浮动轴套式（2）浮动侧板,在高压齿轮泵中，p v因此，须控制端面间隙。,（1）浮动轴套补偿原理：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

13、隙。（2）弹性侧板式补偿原理：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。,2.2.4 提高外啮合齿轮泵压力措施,问题：泄漏：p v 径向不平衡力：p 径向力提高齿轮泵压力的方法：1、补偿泄漏；2减小径向不平衡力。,总结：,结构简单，制造方便，价格低廉结构紧凑，体积小，重量轻自吸性能好，对油污不敏感工作可靠，便于维护,外啮合齿轮泵的缺点,外啮合齿轮泵的优点,流量脉动大噪声大排量不可调,2.2.5 内啮合齿轮泵,如图所示为摆线泵工作原理图。,内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵（转子泵）两种。,二、内啮合齿轮泵的优缺点,一、优点：内啮合齿轮泵结构紧凑，尺寸小，重量轻。由于齿轮转

14、向相同，相对滑动速度小，压力脉动小，噪声小。允许使用高转速（高转速下的离心力能使油液更高地充入密封工作腔），因此容积效率高。二、缺点：齿形复杂，加工精度要求高，需要专门的制造设备，造价较高。因此一般用于中低压系统中，在闭式系统中，常用作补油泵。,图中为内啮合齿轮泵实物结构,三、螺杆泵,螺杆泵是一种外啮合的摆线齿轮泵。分为：双头螺杆和三头螺杆。,优缺点：,1.优点结构简单、紧凑，体积小，重量轻运转平稳，输油均匀，噪声小允许采用高转速，容积效率高（90-95）耐脏，对油液的污染不敏感2.缺点：齿形复杂，加工困难低压泵 主要用于精密机床的液压系统中。如精密磨床。,第2章 液压动力元件,叶片泵分为单作

15、用叶片泵和双作用叶片泵两种型式，单作用叶片泵可以作成变量泵，双作用叶片泵为定量泵。叶片泵属于中压泵。,2.3 叶片泵,特点是：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声小、寿命长等。因此，叶片泵常用于中压、中高压的液压系统。,由于双作用叶片泵有两个吸油腔，两个压油腔，转子每转一转，叶片泵便完成两次吸油、两次排油过程，故称为双作用式叶片泵。,一、双作用叶片泵,（一）工作原理,第3章 液压泵与液压马达,1.排量,（2-12）,2.流量双作用叶片泵实际流量,式中 b 转子的宽度；z 叶片数；R 定子长半径；r 定子短半径；叶片厚度；叶片倾角,（2-13）,（二）流量计算,理论上：不考虑叶片的

16、厚度，其输出流量是均匀的；实际上：存在制造工艺误差，大小圆弧不同心，输出流量会有小的脉动。,除了螺杆泵之外，其脉动率是最低的，且当叶片数为4的整数倍时脉动率最小，因此其叶片数一般为12或16片。,（三）双作用叶片泵的结构分析,第2章 液压泵与液压马达,图2-14(b)双作用叶片泵的结构图1后泵体 2、6前、后配油盘 3转子 4定子 5叶片 7前泵体 8端盖 9转动轴 10密封圈 11、12滚动轴承 13紧固螺钉,（三）双作用叶片泵的结构要点,以国产YB系列叶片泵为例：1.密封问题配油盘与转子、叶片之间间隙控制：叶片宽度b=转子厚度-（0.0050.01）；转子厚度=定子厚度-（0.030.04

17、）。叶片与叶片槽的配合间隙控制：0.010.03；,原因：启动时，叶片靠离心力甩出，易造成脱空，不能构成密封；在高压区，叶片顶部受高压液压力作用，使叶片不能与定子内表面接触良好。解决办法：叶片底部通入压力油！在配流盘上对应于叶片槽底部的地方，开环形槽。如右图所示。,叶片顶部与定子内表面之间的间隙控制：,封油区应保证吸排油腔不能相通。定子圆弧段的圆心角配油盘上密封区圆心角 两叶片之间的圆心角，以防止发生困油现象。,1.密封问题,2.定子内表面过渡曲线,双作用叶片泵的定子曲线有四段圆弧和四段过渡曲线组成，过渡曲线应保证叶片在转子槽中径向运动时速度和加速度变化均匀，对定子内表面冲击尽可能小。因此过渡

18、曲线直接影响泵的性能，如流量均匀性、噪声、振动、磨损等，是厂家的主要核心技术问题。,常用曲线：,1.阿基米德螺旋线：（老式常用泵）在大小圆弧和过渡曲线的连接点处径向加速度无限大，有刚性冲击，产生噪声、磨损。可用小圆弧进行修正。,2.等加速等减速曲线:（我国YB系列泵常用）特定点加速度有有限突变，产生柔性冲击。,3.高次曲线：国外高性能叶片泵,3.叶片倾角（有争议，复杂，简要了解）,目的：减小高压区叶片压力角，从而减小叶片切向力，减少偏磨，减轻磨损，使运动灵活，防止叶片卡死。但是却增大了低压区叶片压力角。,前倾1014，倾斜方向与转向相同。,注意：前倾安装的叶片泵不能反向转动！,权衡利弊，有所取

19、舍。,4.液压冲击,位置：叶片从封油区进入排油区处,高压回流引起的液压冲击。解决办法：在配油盘上相应位置开三角槽。作用：减小瞬时液压冲击，减小流量压力脉动，降低噪声。,（四）双作用叶片泵的国内外现状及方向补充内容,主要型号：YB型（7MPa）,YB1型（6.3MPa）,YB-型车辆用叶片泵（10.5MPa）,PV2R系列高压泵等。国内：目前国产的叶片泵主要以中低档为主。上海液压件厂，淮阴机械总厂，南京液压制造厂等。国外：国外主要的叶片泵品牌如日本油研、美国DENISON丹尼逊、Parker派克、VICKERS威格士、德国Rexroth力士乐等，基本上都占领了高端市场。欧美日厂家的叶片泵普遍优点

20、是脉动小，噪声低，可靠性高，但价格普遍比国产叶片泵贵数倍。,目前国外叶片泵主流的结构特点有两个：,1、内部采用圆弧叶片，以提高定子和叶片的寿命；2、定子采用高次方无冲击过渡曲线，使压力和流量脉动最小，噪声更低。目前国内外的叶片泵在定子曲线设计、圆弧叶片结构设计等技术方面比较成熟，工作压力一般最高可达20-30MPa，市场上高压叶片泵主要有圆弧头叶片式、双叶片式、阶梯叶片式、弹簧叶片式、母子叶片式、柱销式和减压式等七种。,（五）高压叶片泵的结构特点,主要是为了解决吸油腔定子内表面容易磨损造成漏泄问题，以延长泵的使用寿命。磨损的原因 通常在叶片底部通以压力油或使用弹簧来保证叶片与定子内表面的紧密接

21、触，这就导致磨损。并且泵的压力越高，叶片顶得越紧，磨损也就越厉害。磨损导致泄漏，容积效率低下，很难建立高压。解决办法 1.选用适当的材料；2.保证油液清洁；3.结构上采取措施。,措施如下：,2.减小叶片所受压力，从而减小磨损：,1.端面间隙自动补偿：采用浮动配流盘实现端面间隙自动补偿。,由F=pA知：a.减小通往吸油区叶片根部的油液压力在叶片上开节流装置，产生压力损失，降低根部油压，但结构复杂。,b.减小吸油区叶片根部的有效作用面积（p20MPa以上泵采用）叶片形式：阶梯式叶片，子母式叶片，柱销式叶片。,阶梯叶片式,如图，叶片中间油室始终与压油口相通，叶片根部油室压力与所在位置有关。,子母叶片

22、式,如图：中间腔体始终与高压腔相通，叶片根部与上部油液相通。,双叶片式,弹簧叶片式,如图，叶片较厚，顶部与底部通过小孔相连，叶片底部的油液是由顶部经叶片孔引入的，使叶片上下油腔油液的作用力基本平衡。为了保证密封，在根部装有弹簧。,【小结】双作用叶片泵的特点,流量均匀，脉动小，运转平稳；排量大；噪音小；工作压力和容积效率比齿轮泵高；体积小。对油液清洁度要求较高；自吸能力不太好；结构比齿轮泵复杂。广泛应用于机床设备、行走机械和其他中、高压液压系统中。,创新思路介绍,第十二届“挑战杯”省赛作品一种新型叶片结构的叶片泵/马达,本项目设计了新型叶片、圆环套滚动体、定子、转子、配流盘及曲线导槽等零件的基本

23、结构，利用pro/e软件将各零件装配及运动仿真分析，分析结果显示，装配系统能按预期的运动方式良好运行，证明本设计方案理论上可行。与传统叶片相比，新型叶片与定子始终保持间隙、无摩擦，从而允许增大泵的转子转速及流量，提高叶片泵或马达的容积效率，可以有效地降低摩擦能耗及噪声。,1.工作原理,二、单作用叶片泵,第2章 液压动力元件,2.排量单作用叶片泵的排量为：,3.流量 实际流量计算公式为：,（3-10）,（3-11）,式中 R 定子内半径；e 定子与转子的偏心距；b 定子的宽度；n 转子的转速；v泵的容积效率。,单作用叶片泵的流量是有脉动的，叶片数较多且为奇数时脉动率较小，因此单作用泵的叶片数一般

24、为13或15片。,4.结构特点（1）变量泵：转子中心与定子中心存在偏心距e，单作用叶片泵常使偏心距可变而成为变量泵；（2）配流盘：与双作用泵结构特点相同。（3）转子受到的不平衡的径向液压力，所以这种泵一般用于中低压系统中，最大工作压力为7.0 MPa。,配流盘和叶片倾角,限压式变量叶片泵变量原理（重点）,变量叶片泵工作原理,变量叶片泵工作原理,变量叶片泵工作原理,变量叶片泵,限压式变量叶片泵的作用,当工作压力升高到预调的限定压力后，流量自动减少。,限压式变量叶片泵的应用：,三、双联叶片泵,双联叶片泵,双联叶片泵,双联叶片泵,双联叶片泵的应用,双联叶片泵常用于有快速进给和工作进给要求的机械加工的

25、专用机床中,这时双联泵由一小流量和一大流量泵组成。当快速进给时,两个泵同时供油(此时压力较低),当工作进给时,由小流量泵供油(此时压力较高),同时在油路系统上使大流量泵卸荷,这与采用一个高压大流量的泵相比，可以节省能源,减少油液发热。这种双联叶片泵也常用于机床液压系统中需要两个互不影响的独立油路中。,第3章 液压泵与液压马达,柱塞泵是依靠柱塞在缸体柱塞孔内作往复直线运动，使密封容积产生变化来实现吸油和压油的过程。按柱塞轴线与驱动轴线的排列方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。柱塞泵均可以作成变量泵。柱塞泵密封性能好，效率高，流量可调，使用寿命长。一般在 2040 MPa，最高可达100

26、 MPa。常用于高压大流量的液压系统。,3.4 柱塞泵,第3章 液压泵与液压马达,3.4.1 径向柱塞泵,1.工作原理径向柱塞泵的工作原理如图3-14 所示。转子3上圆周均匀分布的径向柱塞孔，柱塞1可在柱塞孔里滑动，衬套4过盈配合在转子孔内，随转子一起旋转，定子 2和配油轴5固定。转子、柱塞和配油轴形成了可变的密封容积，当转子按图示方向旋转时，柱塞在离心力作用下压紧在定子 2的内表面上。由于转子和定子间有一偏心距 e，故当柱塞随转子转到上半周时向外伸出，柱塞底部的密封容积逐渐增大而产生局部真空，经固定配油轴上的 a腔吸油；柱塞随转子转到下半周时，柱塞被向里压入，柱塞底部的密封容积逐渐变小，油压

27、升高，经固定配油轴上的 b腔压油。转子每转一周，每个柱塞各实现吸油和压油一次。这就是径向柱塞泵的工作原理。,第3章 液压泵与液压马达,1柱塞 2定子 3转子 4衬套 5配油轴,移动定子改变偏心距e的大小，泵的排量就得到改变。移动定子使偏心距e从正值到负值时，泵的吸、压油口便可互换，从而可以实现双向变量，故这种泵可作成双向变量泵。,图3-14 径向柱塞泵工作原理,第3章 液压泵与液压马达,3.流量 泵的实际流量计算公式为,2.排量泵的排量计算公式为,（3-14）,（3-15）,式中 d柱塞的直径；e偏心距；z柱塞数目；n转子转速；v容积效率。,由于径向柱塞泵中的柱塞在缸体中瞬时移动速度是变化的，

28、因此泵的输出流量是脉动的，当柱塞数较多并为单数时，流量脉动较小。径向柱塞泵的径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力作用易磨损，这些均限制了它的转速和压力的提高。因此，近年来径向柱塞泵已逐渐被轴向柱塞泵所代替。,第3章 液压泵与液压马达,1.工作原理轴向柱塞泵的工作原理如图 3-15所示。其结构主要由斜盘 1、缸体2、柱塞3、配油盘4、传动轴5、弹簧6等组成。缸体 2 圆周均匀分布着轴向柱塞孔，柱塞 3可在孔内滑动。柱塞底部的弹簧保持其头部与斜盘紧密接触。斜盘的法线与传动轴线成角。斜盘和配油盘固定不动，传动轴带动缸体和柱塞一起转动。缸体、柱塞和配油盘形成了可变的密封容积，

29、当轴按图示方向旋转时，柱塞在(3/2/2)半周内旋转时，柱塞逐渐向外伸出，使柱塞底部可变密封容积不断增大，产生局部真空，经配油盘上的吸油窗口进行吸油；柱塞在(/23/2)半周内旋转时，柱塞被斜盘逐渐压回，使可变密封容积不断减小，通过配油盘上的压油窗口进行压油。,3.4.2 轴向柱塞泵,第3章 液压泵与液压马达,图3-15 轴向柱塞泵的工作原理 1斜盘 2缸体 3柱塞 4配油盘 5传动轴 6弹簧,工作中，缸体每转一转，每个柱塞各完成一次吸油和压油的过程。缸体连续旋转，柱塞泵不断地吸油和压油。改变斜盘的倾角，则改变柱塞的行程，从而使泵的流量发生改变，所以柱塞泵常作成变量泵。若改变斜盘的倾角方向或传

30、动轴的旋转方向，则改变了吸油、压油的方向，该泵可作成双向变量轴向柱塞泵。,第3章 液压泵与液压马达,3.流量 泵的实际流量计算公式为,2.排量 泵的排量计算公式为,（3-16）,（3-17）,式中 d柱塞的直径；D柱塞分布圆直径；z柱塞数目；v容积效率；n转子转速。,柱塞泵的瞬时流量是脉动的且随柱塞数而变化，柱塞数越多且为单数时，流量脉动小，故柱塞泵的柱塞数为单数，从结构和工艺上考虑，常取7或9个柱塞。,4.轴向柱塞泵的结构,第3章 液压泵与液压马达,(1)端面间隙的自动补偿,如图，缸体紧压配流盘的作用力，有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，此液压力随泵工作压力的增大而增大，因此可使端面间隙得到

31、自动补偿。有利于提高泵的工作压力,（2）滑靴的静压支撑结构,为防止磨损，一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑靴。滑靴是按静压轴承原理设计的，缸体中的压力油经过柱塞球头部中间的小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盘间形成液体润滑，改善了柱塞头部和斜盘的接触状况。有利于提高轴向柱塞泵的压力。,（3）变量机构,变量的实质是变排量。如图，手动伺服变量机构由缸筒1，活塞2和伺服阀3组成。当用手柄使伺服阀芯3向下移动时，上面的进油阀口打开，使高压油液进入b腔，推动活塞2也向下移动，使斜盘4倾角变大，泵排量增大，而活塞的移动又使伺服阀上的阀口关闭，最终使活塞2自身停止运动。变量完成。同理。当手柄使伺服阀芯3向上移动时，

32、变量活塞2向上移动，泵排量变小。,3.4.2 径向柱塞泵,当移动定子，改变偏心量e的大小时，泵的排量就发生改变；因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵。为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱塞数。径向柱塞泵结构较复杂，自吸能力差，并且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损。,径向柱塞泵的工作原理图,第3章 液压泵与液压马达,3.5 液压泵的类型选用,液压泵的选用主要从压力、流量考虑，其次从自吸能力、抗污染能力、效率和价格方面等考虑，常用的液压泵性能比较见表2-1。从压力上考虑，低压液压系统2.5MPa以下时宜采用齿轮泵，中压液压系统6.3MPa以下时宜采用叶片泵，高压液压系统10 MPa以

33、上时宜采用柱塞泵。从流量上考虑，首先考虑是否需要变量，其次看机械设备的特性，有快速和慢速工作行程的设备，如组合机床，可采用限压式变量叶片泵、双联叶片泵。在特殊精密设备上，如镜面磨床、注塑机等，可采用双作用叶片泵、螺杆泵。,第3章 液压泵与液压马达,表3-1 常用的液压泵性能比较,第3章 液压泵与液压马达,从负载特性考虑，负载小、功率小的液压设备，可用齿轮泵、双作用叶片泵。负载大、功率大的液压设备，如龙门刨床、液压机、工程机械和轧钢机械等，可采用柱塞泵。对有些平稳性、脉动性及噪声要求不高的场合，可采用中高压、高压齿轮泵。机械辅助装置如送料、夹紧、润滑等可采用价格低的齿轮泵。从结构复杂程度、自吸能

34、力、抗污染能力和价格方面比较，齿轮泵最好，柱塞泵最差。,第3章 液压泵与液压马达,为了使液压泵正常运转，延长使用寿命，应从安装、使用、日常维护等各个环节着手，掌握正确合理的安装、使用和故章分析等方面的知识。,液压泵安装不当会引起噪声、振动、影响工作性能和降低寿命。因此在安装时应做到以下几点：1)泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚度。在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶的隔振垫，以降低噪声。,3.6.1 液压泵的安装要求,3.6 液压泵常见故障及排除方法,第3章 液压泵与液压马达,2)液压泵一般不允许承受径向负载，因此常用电动机直接通过弹性联轴器传动。安装时

35、要求电动机与液压泵的轴应有较高的同轴度，其偏差应在0.1mm以下，倾斜角不得大于 1o，以避免增加泵轴的额外负载并引起噪声。3)对于安装在油箱上的自吸泵，通常泵中心至油箱液面的距离不大于0.5m；对于安装在油箱下面或旁边的泵，为了便于检修，吸入管道上应安装截止阀。4)液压泵的进口、出口位置和旋转方向应符合泵上标明的要求，不得搞错接反。5)要拧紧油口管接头连接螺钉，密封装置要可靠，以免引起吸空、漏油，影响泵的工作性能。6)在齿轮泵和叶片泵的吸入管道上可装有粗滤油器，但在柱塞泵的吸入口一般不装滤油器。7)安装联轴器时，不要用力敲打泵轴，以免损伤泵的转子。,第3章 液压泵与液压马达,要想使液压泵获得

36、满意的使用效果，单靠产品本身的高质量是不能完全保证的，还必须正确地使用和维护，其注意事项如下：1)泵的使用转速和压力都不能超过规定值。2)若泵有转向要求时，不得反向旋转。3)泵的自吸真空度应在规定范围内，否则吸油不足会引起气蚀、噪声和振动。4)若泵的入口规定有供油压力时，应当给予保证。5)了解泵承受径向力的能力，不能承受径向力的泵，不得将带轮和齿轮等传动件直接装在输出轴上。,3.6.2 液压泵的使用注意事项,第3章 液压泵与液压马达,6)泵的泄漏油管要通畅。7)停机时间较长的泵，不应满载起动，待空转一段时间后再进行正常使用。8)检查滤油器的情况，了解堵塞附着物的质、量与大小等情况，并定期清除。

37、9)检查液压油的变化，油液面的变化，调查油的粘度变化、污染度及变色的程度，并定期更换液压油或补油。10)检查油的温度，一般情况下，工作温度不超过50，最高不要超过65，短时间内最高油温不要超过8090。11)检查各密封点的情况，防止空气进入泵内，或油泄漏到泵外。,第3章 液压泵与液压马达,在使用中，液压泵出现故障和造成故障的原因是多种多样的。总的看来，造成故障的原因有两方面：1.液压泵本身故障液压泵是由许多零件装配而成。当泵经过一段时间使用，有些加工精度、表面粗糙度、配合间隙、形位公差和接触刚度等质量问题暴露出来，突出的表现是技术要求遭到破坏。2.外界因素引起故障外界因素是指对液压泵的操作不正

38、确，主要表现在下列几个方面。1)油液粘度，粘度过高会增加吸油阻力，易出现吸空现象，使压力和流量不足；粘度过低会增加泄漏，降低容积效率，并容易吸入空气，造成冲击或爬行。,3.6.3 液压泵故障分析及排除,第3章 液压泵与液压马达,2)环境 环境杂质、铁屑和灰尘等混入油液，轻者影响系统正常工作，重者影响泵的寿命。3)泵的安装 泵轴与电机轴同轴度超差，可能引起不规则的噪声和运动不平稳，严重时还会损坏零件；有转向要求的液压泵，如果转向不对，不仅泵不能向外输油，而且会很快地损坏零部件；泵的转速如果选择不当，对泵的工作性能也有影响；吸油管处密封不好，会使空气侵入。4)油箱 油箱容量小，散热条件差，会使油温过高，往往带来许多问题；油箱容量太大，油面过低，可能使液压泵吸不上油来；液压泵的吸油口高度不当、吸油管过细和滤油器通油截面过小等都将影响吸油能力。液压泵在使用过程中，常见的故障及排除方法见有关手册。,