《液壓與氣壓傳動技術》主講教師：陳敏捷項目二：液壓泵站液壓元件的分析與選用任務1：液壓動力元件的分析與選用齒輪泵的工作原理與結構特點目錄Contents01葉片泵的工作原理與結構特點02柱塞泵的工作原理與結構特點03液壓泵的選用04課程導入將電動機（或其它原動機）輸出的機械能轉換為液體的壓力能，為液壓系統提供動力。液壓泵是液壓系統的主要動力元件。

液壓動力元件

為系統提供能量和動力。

柱塞2靠彈簧4壓緊在偏心輪1上，偏心輪1的轉動使柱塞2作往復運動。柱塞2向右移動時，油腔a的容積由小變大，形成局部真空，大氣壓力迫使油箱中的油液通過吸油管頂開單向閥6，進入油腔a中，這就是泵的吸油過程。當柱塞2向左移動時，油腔a的容積由大變小，迫使其中的油液頂開單向閥5流入系統，這就是泵的壓油過程。偏心輪不斷地旋轉，泵就不斷的吸油和壓油，實現機械能向油液的壓力能的轉換。動畫演示課程導入液壓泵的工作原理液壓泵正常工作的必備條件：（1）應具有一個或若干個能周期性變化的密封容積，這是實現吸油與壓油的根本原因；（2）應有配流裝置：吸油與壓油隔開；（3）吸油過程中，油箱必須與大氣相通。請同學們思考：打針用的注射器是液壓泵嗎課程導入齒輪泵柱塞泵葉片泵課程導入螺桿泵常用液壓泵主要有：液壓泵的常用種類和圖形符號：（1）按泵的結構分為：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵等。（2）按泵額定壓力的高低分為：低壓泵（≤2.5MPa）、中壓泵和高壓泵（＞16～32MPa）等。（3）按泵輸出流量能否調節分為：定量泵和變量泵。（4）按泵輸油方向能否改變分為：單向泵和雙向泵。液壓泵的圖形符號單向定量泵雙向定量泵單向變量泵雙向變量泵課程導入前泵蓋后泵蓋泵體傳動軸螺釘定位銷外嚙合齒輪泵的結構

齒輪泵后泵蓋泵體卸荷槽吸油口排油口平衡槽齒輪泵外嚙合齒輪泵的工作原理

泵體內裝有一對相同模數、齒數的齒輪，齒輪的兩端面靠泵端蓋密封。泵體、端蓋和齒輪的各齒槽組成了密封容積。靠兩齒輪沿齒寬方向的嚙合線把密封容積分成吸油腔和壓油腔。動畫演示+觀看微課當齒輪按圖示箭頭方向旋轉時，右側油腔由于輪齒逐漸脫開嚙合，密封容積逐漸增大而形成局部真空，油液吸入,將齒槽充滿，隨著齒輪旋轉被帶到左腔。左側油腔由于輪齒逐漸進入嚙合，密封容積逐漸減小，齒槽中油液受到擠壓，從排油口排出。齒輪不斷旋轉，吸油腔不斷吸油，壓油腔不斷排油。困油現象：與吸壓油腔均不相通的閉死容積大小發生變化產生原因：齒輪嚙合的重疊系數ε>1危害：導致泄露、壓力沖擊、油液發熱，氣蝕現象與振動噪聲齒輪泵三大問題：困油現象

消除措施：在齒輪泵兩端泵蓋內側面上銑出兩個卸荷槽。使困油區在容積縮小時，通過卸荷槽與壓油腔相通；困油區容積增大時，通過卸荷槽與吸油腔相通，以便及時補油。危害：使泵軸彎曲，齒頂與泵體摩擦，加速軸承磨損，降低軸承壽命改善措施：縮小壓油區

適當增大徑向間隙平衡槽齒輪泵三大問題：徑向不平衡力

泄漏途徑：端面泄漏，徑向泄漏，輪齒嚙合泄漏，端面泄漏占75%—80%。端面間隙補償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加一個補償零件，如浮動軸套、浮動側板。固定軸套齒輪泵三大問題：泄漏

優點：齒輪泵結構簡單，尺寸小，重量輕，制造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強（允許的吸油真空度大）對油液污染不敏感，維護容易。缺點：但一些機件受不平衡徑向力，磨損嚴重，泄漏大，工作壓力的提高受到限制；此外，它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都較大，影響工作部件的運動平穩性。應用：運動平穩性要求低、中低壓、定流量、對噪聲污染要求不高的場合。齒輪泵齒輪泵的特點及用途

結構組成：

（1）漸開線齒，月牙形隔板；

（2）擺線齒，少一齒。工作原理：

與外嚙合齒輪泵類似：吸油、帶入、壓油。特點：

結構緊湊，零件少；

無困油現象；

運動平穩，噪聲低，壓力脈動小；

泵的額定壓力可達成30MPa；

齒形復雜，加工精度要求高，造價貴。動畫演示齒輪泵內嚙合齒輪泵

漸開線齒擺線齒葉片泵單作用葉片泵

工作原理：轉子每轉一轉，密封容積只變化一次，完成一次吸油和壓油，故稱為單作用式葉片泵。結構組成：由轉子1、定子2、葉片3、配油盤4和泵體5等組成。定子的內孔是一個與轉子偏心安裝的圓環，兩側的配油盤上開有兩個油窗，一個吸油窗，一個壓油窗。定子葉片轉子葉片泵單作用葉片泵的特點：（1）定子曲線。單作用葉片泵定子內表面為圓面。（2）葉片傾角。為保證葉片所受合力與運動方向一致，減少葉片受彎的力，葉片前傾θ角。不應反向使用。（3）徑向力。轉軸所受徑向力不平衡，有徑向不平衡力。所以這種泵不宜用于高壓。（4）根部通油。葉片槽根部分別接通吸、壓油腔，葉片厚度對排量無影響。（5）葉片數。偏心安裝，容積變化不均勻，瞬時理論流量脈動。葉片越多，脈動越小；葉片數取為奇數，以減小流量的脈動。一般為13-15片。（6）變量泵。可以通過改變定子的偏心距e來調節泵的排量和流量。（7）葉片伸出主要靠離心力作用。葉片泵雙作用葉片泵

工作原理：雙作用葉片泵因旋轉一周，葉片在轉子葉片槽內滑動兩次，完成兩次吸油和壓油而得名。結構：主要由定子1、轉子2、葉片3、配油盤4、傳動軸5和泵體6等組成。轉子和定子同心安裝。定子內表面由兩段長徑R圓弧、兩段短徑r圓弧和四段過渡曲線組成。工作原理葉片泵雙作用葉片泵的特點：

（1）葉片傾角。葉片沿旋轉方向前傾10°～14°，以減小壓力角；

（2）葉片底部通以壓力油，防止壓油區葉片內滑；

（3）轉子上的徑向負荷平衡；

（4）配油盤上開有三角槽（眉毛槽），防止壓力跳變，同時避免困油。

（5）雙作用泵不能改變排量，只作定量泵用。葉片泵缺點吸油能力差壓力和轉速難以提高，又由離心力要求，應用范圍較窄對油污染敏感結構復雜，對材質和加工要求高成本高優點結構緊湊，外形尺寸小運轉平穩，噪聲小流量均勻，脈動小單作用泵可變量可雙作用，軸承受力平衡，壽命長中等負荷：廣泛應用于機床液壓系統中和部分工程機械中，中低壓高流量場合。柱塞泵—軸向柱塞泵：柱塞軸向布置

斜盤式

斜軸式—徑向柱塞泵：柱塞沿徑向放置

配流軸式為了連續吸油和壓油，柱塞數必須大于等于3。柱塞泵的分類

柱塞泵結構組成：斜盤（不動）、柱塞（相對缸體往復運動）、缸體（轉動）、配流盤（不動）工作原理：缸體轉動，斜盤迫使柱塞做往復運動；使密封腔容積增大和減小，實現吸油和壓油；缸體每轉一轉，每個柱塞往復運動一次，吸、壓油各一次。特點：斜盤式軸向柱塞泵為雙向變量泵改變斜盤的傾角γ，往復運動行程改變，泵排量V改變；改變斜盤的傾角方向，就能改變吸、壓油的方向。斜盤式軸向柱塞泵柱塞泵結構組成：

缸體（轉動）柱塞（相對缸體往復運動）定子（不動）

配流盤（不動）工作原理：

定子與缸體有偏心量e，定子迫使柱塞往復運動，實現吸油與壓油。1.定子2.缸體3.柱塞工作原理徑向柱塞泵柱塞泵特點：與齒輪泵和葉片泵相比，柱塞泵具有壓力高，結構緊湊，效率高，流量調節方便等優點。用途：廣泛應用于需要高壓、大流量、大功率的系統中和流量需要調節的場合，如龍門刨床、拉床、液壓機、工程機械、礦山冶金機械及船舶等。柱塞泵的特點與用途

液壓泵的選用液壓泵的選用原則

（1）是否要求變量：徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵；（2）工作壓力：柱塞泵壓力31.5MPa，葉片泵壓力6.3MPa，高壓化以后可達16MPa，齒輪泵壓力2.5MPa，高壓化后可達21MPa；（3）工作環境：齒輪泵的抗污染能力最好；（4）噪聲指標：低噪聲泵有內嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻；（5）效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結構的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。液壓泵的選用各類泵性能比較及應用

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