第二章液壓泵和液壓馬達§2-1液壓泵和液壓馬達概述一、液壓泵和液壓馬達的分類液壓泵和液壓馬達的種類按其排量能否調節分為：定量泵（定量馬達）變量泵（變量馬達）

按結構形式可分為：齒輪式葉片式柱塞式螺桿式二、液壓泵和液壓馬達的工作原理及圖形符號（一）液壓泵的工作原理液壓傳動系統中使用的液壓泵都是容積式的，其工作原理如圖所示。三要素:密閉容積密閉容積周期性變化配油裝置.容積變小與壓油腔通,容積變大與吸油腔通（二）液壓馬達的工作原理

液壓系統中使用的液壓馬達也是容積式的，從原理上講是把容積式泵逆用，即向泵中輸入壓力油，就可使泵軸轉動，輸出轉矩和轉速，成為液壓馬達。（三）液壓泵和液壓馬達的圖形符號a.單向定量液壓泵b.單向變量液壓泵c.單向定量馬達d.單向變量馬達e.雙向變量液壓泵f.雙向變量馬達1）理論流量2）實際流量3）額定流量：額定壓力、額定轉速下輸出的流量三、液壓泵和液壓馬達的性能參數1.壓力2.排量、流量1）工作壓力取決于負載2）額定壓力3）最高壓力（一）液壓泵的性能參數3.實際輸出功率：4.實際輸入功率：5.效率：5.理論輸入功率Pit=Pot理論輸出功率(二)馬達的性能參數1.轉速：2.轉矩：4.輸出功率：3.輸入功率：5.效率：************************§2-2齒輪泵

和齒輪馬達外嚙合內嚙合分類按齒面按齒形曲線按嚙合形式直齒斜齒人字齒漸開線擺線齒輪泵的分類一、外嚙合齒輪泵原理和結構1.結構：齒輪、殼體、端蓋等

(一)外嚙合齒輪泵的結構典型結構

CB齒輪泵

p=2.5MPa卸荷槽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2.

工作原理密封工作腔：齒間槽、殼體、端蓋組成嚙合線、吸油腔、排油腔外嚙合齒輪泵視頻流量和脈動

排量脈動率1)產生原因：

ε>1，構成閉死容積Vb

Vb由大→小，p↑↑，油液發熱，軸承磨損。

Vb由小→大，p↓↓，汽蝕、噪聲、振動、金屬表面剝蝕。二、外嚙合齒輪泵結構上存在的幾個問題1.

困油現象2)危害：影響工作、縮短壽命3)措施：開卸荷槽原則：Vb由大→小，與壓油腔相通

Vb由小→大，與吸油腔相通保證吸、壓油腔始終不通吸壓2.

泄漏問題1)泄漏途徑：軸向間隙80%ql

徑向間隙

15%ql

嚙合處5%

ql2)危害：ηv↓3)防泄措施：

a)

減小軸向間隙

b)

軸向間隙補償裝置浮動側板浮動軸套防泄措施：b)軸向間隙補償裝置浮動側板浮動軸套a)減小軸向間隙小流量：間隙0.025-0.04mm

大流量：間隙0.04-0.06mm3.徑向力不平衡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。※

壓油口縮小后，減小受壓面積安裝時注意不能反轉。

三、優缺點和用途優點：體積小，重量輕，結構緊湊，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：工程機械、機床低壓系統。四、內嚙合齒輪泵1.漸開線齒輪泵

特點:結構緊湊，尺寸小，重量輕流量脈動小，噪聲小。漸開線內嚙合齒輪泵視頻2.擺線齒輪泵（轉子泵）

特點:結構簡單，體積小重疊系數大，傳動平穩吸油條件好脈動小，噪聲小齒形復雜，加工精度要求高，造價高。應用：機床低壓系統內外轉子式擺線泵視頻五、齒輪泵的常見故障及排除方法故障現象產生原因排除方法噪聲大1．吸油管接頭、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，產生困油8．滾針軸承等零件損壞9．裝配不良，如主軸轉一周有時輕時重現象1．用涂脂法查出泄漏處。用密封膠涂敷管接頭并擰緊；修磨泵體與泵蓋結合面保證平面度不超過0.005mm；用環氧樹脂黏結劑涂敷堵頭配合面再壓進；更換密封圈2．適當擰緊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．檢查并修復有關零件7．修整卸荷槽，保證兩槽距離8．拆檢，更換損壞件9．拆檢，重裝調整

流量不足或壓力不能升高1．齒輪端面與泵蓋接合面嚴重拉傷，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、或側板磨損嚴重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．適當擰緊4．更換零件過熱1．軸向間隙與徑向間隙過小2．側板和軸套與齒輪端面嚴重摩擦1．檢測泵體、齒輪，重配間隙2．修理或更換側板和軸套§2-3齒輪馬達1.結構特點：兩個油口一樣大，有單獨的泄油口。2.

工作原理：由于兩個齒輪的受壓面積存在差值，因而產生轉矩，推動齒輪轉動。

T=Fr=pArF1=pb(h–x)F2=pb(h–y)3.應用：高轉速、低扭矩的場合。yx§2-4葉片泵和葉片馬達優點：輸出流量均勻、脈動小、噪聲低、體積小。缺點：自吸性能差、對油液污染敏感、結構較復雜。分類單作用雙作用每轉排油一次每轉排油兩次一、單作用葉片泵1.

結構：轉子、定子、葉片、配油盤、殼體、端蓋等。特點：

●定子和轉子偏心；

●定子內曲線是圓；

●配油盤有二個月牙形窗口。

●葉片靠離心力伸出。單作用葉片泵視頻單作用葉片泵結構2.工作原理密封工作腔（轉子、定子、葉片、配油盤組成）吸油過程：葉片伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：葉片縮回→V↓→p↑→排油。旋轉一周，完成一次吸油，一次排油——單作用泵徑向力不平衡——非平衡式葉片泵（一個吸油區，一個排油區）3.流量計算和流量脈動1)流量計算：

式中：b-葉片寬度

e–偏心距

D-定子內徑排量：流量：2)流量脈動流量脈動：奇數葉片偶數葉片結論：z↑,σ↓.

奇數比偶數時σ小。一般取z=13、15片二、雙作用葉片泵1.結構特點：

●定子和轉子同心；

●定子內曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組成；

●配油盤上有四個月牙形窗口。2.工作原理旋轉一周，完成二次吸油，二次排油——雙作用泵徑向力平衡——平衡式葉片泵（兩個吸油區，兩個排油區）雙作用葉片泵視頻3.流量計算和流量脈動其中：b-葉片寬度

R

-定子長軸半徑

r

-定子短軸半徑

θ–葉片傾角

s

–葉片厚度2)流量脈動：1）流量：一般取z=12、16片(取4的倍數）吸壓

理論上每一瞬間密封容積的變化一樣，制造時長、短徑圓弧很難保證同心。4.典型結構及結構特征子母葉片視頻階梯形葉片視頻5.結構特點1）葉片傾角

T’=Nsin(β-θ)

∵sin(β-θ)

＜

sinβ∴T’＜

T作用：減小切向分力，減輕葉片和槽的磨損，避免卡死。一般取θ=10~14

O

YB型葉片泵取θ=13

O

雙作用葉片泵前傾，單作用葉片后傾。

※

葉片傾斜放置的泵不能反轉受力分析：

NTP

T=Nsinββ——壓力角

T∝sinβ,β↑,sinβ↑,T↑危害：葉片和槽磨損，卡死。措施：在槽內沿旋轉方向前傾θ角

前傾θ角后：NT’P’

壓力角——(β-θ)2)

配油盤上的三角槽原因：

p↑↑V↓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，減小流量脈動和噪聲。吸壓彈簧式葉片視頻雙葉片視頻限壓式變量葉片泵1.結構特點:

彈簧、反饋柱塞、限位螺釘。eoo’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。轉子中心固定，定子可以水平移動外反饋、限壓限壓式變量葉片泵視頻流量Kq流量常數，kl泄漏系數P較小時，定子不動，有最大偏心，則e=emax,2P增大一定程度時,PAs=Fs=Ksx0x0為預壓縮量pb限定壓力(活塞面積為As)

定子將要移動3P>pb時,定子移動設移動量x

pAs=Fs=ks（x0+x）因為e=emax-x3.流量-壓力特性曲線調節限位螺釘x0

，qmax

變;改變彈簧剛度ks

，pmax變，BC斜率變。pAs=Fs=ks（x0+x）4.

優缺點及應用優點：功率利用合理，簡化液壓系統缺點：結構復雜，泄漏增加，ηm↓，ηv↓應用：要求執行元件有快速、慢速和保壓的場合§2-5雙作用葉片馬達1）結構特點

●葉片沿轉子徑向放置（正反轉）

●葉片根部加扭力彈簧

●有外泄口2）工作原理

F=pA=p(R-r0)b-p(r-r0

)b=p(R-r)b3）應用：高速、低扭矩及要求動作靈敏的場合。rr0R雙作用葉片馬達工作原理視頻四、葉片泵的常見故障及排除方法故障現象產生原因排除方法噪聲大1．葉片頂部倒角太小2．葉片各面不垂直3．定子內表面被刮傷或磨損，產生運動噪聲4．由于修磨使配油盤上三角形卸荷槽太短，不能消除困油現象5．配油盤端面與內孔不垂直，旋轉時刮磨轉子端面而產生噪聲6．泵軸與原動機不同軸1．重新倒角（不小于1×45°）或修成圓角2．檢查，修磨3．拋光，有的定子可翻轉180°使用4．銼修卸荷槽5．修磨配油盤端面，保證其與內孔的垂直度小于0.005～0.01mm6．調整連軸器，使同軸度小于ф0.1mm容積效率低或壓力不能升高1．個別葉片在轉子槽內移動不靈活甚至卡住2．葉片裝反3．葉片頂部與定子內表面接觸不良4．葉片與轉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得太小7．限壓式變量泵的調壓彈簧變形或太軟8．變量泵的反饋缸柱塞磨損1．檢查，選配葉片或單槽研配保證間隙2．重新裝配3．修磨定子內表面或更換葉片4．選配葉片，保證配合間隙5．修磨或更換6．重新調整壓力調節螺釘7．更換合適的彈簧8．更換新柱塞§2-6柱塞泵和柱塞馬達軸向式徑向式*缸體轉動*斜盤、配油盤不動缸體、柱塞、配油盤、斜盤*柱塞伸出低壓油機械裝置2.典型結構TZ型軸向柱塞泵視頻(錯)

（一）工作原理

1.工作原理密封工作腔（缸體孔、柱塞底部）由于斜盤傾斜放置固定不動，使得柱塞隨缸體轉動時沿軸線作往復運動，底部密封容積變化，實現吸油、排油。吸油過程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：柱塞縮回→v↓→p↑→排油。一、軸向柱塞泵3.流量計算排量:一個密封空間:流量:式中：

d

-柱塞直徑

D

-柱塞分布圓直徑δ-斜盤傾角

z

-柱塞數流量脈動率

q∝

tgδ,δ↑q↑;δ↓q↓。改變δ

的大小——變量泵；改變δ

的方向——雙向泵。流量脈動率：z為奇數z為偶數結論：柱塞數為奇數時流量脈動小，柱塞數越多，脈動越小。一般取z=7、9、114.特點及應用

特點：容積效率高，壓力高。（ηv=0.98,p=32Mpa）（柱塞和缸體均為圓柱表面,易加工,精度高，內泄小）結構緊湊、徑向尺寸小，轉動慣量小;易于實現變量；構造復雜,成本高；對油液污染敏感。應用：用于高壓、高轉速的場合。(二)典型結構SCY14-1型軸向柱塞泵（p=32MPa）斜盤配油盤變量機構壓盤缸體滑靴配油盤傳動軸結構特點滑靴：降低接觸應力，減小磨損。柱塞的伸出：由彈簧壓緊壓盤，有自吸能力。變量機構：手動變量機構。手動伺服變量機構視頻（三）軸向柱塞泵的常見故障及排除方法故障現象產生原因排除方法噪聲大或壓力波動大1．變量柱塞因油臟或污物卡住運動不靈活2．變量機構偏角太小，流量過小，內泄漏增大3．柱塞頭部與滑履配合松動1．清洗或拆下配研、更換2．加大變量機構偏角，消除內泄漏3．可適當鉚緊容積效率低或壓力提升不高1．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．柱塞與缸體孔間磨損或拉傷4．變量機構失靈5．系統泄漏及其他元件故障1．更換中心彈簧2．清洗或研磨、拋光配油盤與缸體結合面3．研磨或更換有關零件，保證其配合間隙4．檢查變量機構，糾正其調整誤差5．逐個檢查，逐一排除§2-7柱塞馬達一.軸向柱塞馬達結構2.工作原理輸入的高壓油通過柱塞作用在斜盤上。斜盤給柱塞的反作用力的徑向分力，使缸體產生轉矩。通過輸出軸帶動負載做功。改變供油方向——馬達反轉。雙向馬達改變斜盤傾角——排量變，轉速變。變量馬達3.應用：高轉速、較大扭矩的場合。無鉸斜軸式軸向柱塞泵傳動軸軸線與缸體軸線有夾角

二徑向柱塞泵1.結構特點：

定子不動缸體（轉子）轉動偏心距e

配油軸（不動）襯套（與缸體緊配合）軸配流徑向柱塞泵視頻2.工作原理調節e的大小——變量泵改變e的方向——雙向泵密封工作腔柱塞伸出：離心力3.

流量計算§2-8擺動馬達（擺動缸）1.結構：葉片、缸體、輸出軸雙葉片式單葉片式不同類型的擺動液壓缸視頻2.參數計算及用途單葉片擺角≤300o雙葉片擺角≤150o

轉矩是單葉片的兩倍，角速度是單葉片的一半。用途：實現擺動往復運動職能符號：擺動馬達六、液壓泵的性能比較與選用§2-9

LB型三螺桿泵視頻工作原理

螺桿嚙合線把各螺桿的螺旋槽分割成若干密封工作腔，當主動螺桿旋轉時，密封容積從左向右依次遞進。吸油過程：左端→V↑→p↓→吸油；排油過