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1、第 3章 液 壓 泵 與 液 壓 馬 達(dá) n 概 述n 齒 輪 泵n 葉 片 泵n 柱 塞 泵n 液 壓 馬 達(dá) 3.1 概 述n 液 壓 泵 與 液 壓 馬 達(dá) 的 作 用 n 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 工 作 原 理 n 主 要 性 能 參 數(shù)n 液 壓 泵 與 液 壓 馬 達(dá) 的 類 型 3.1.1 液 壓 泵 與 液 壓 馬 達(dá) 的 作 用n 液 壓 泵 是 液 壓 系 統(tǒng) 的 動(dòng) 力 元 件 ， 其 作 用 是 把 原 動(dòng) 機(jī) 輸入 的 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 液 壓 能 ， 向 系 統(tǒng) 提 供 一 定 壓 力 和 流量 的 液 流n 液 壓 馬 達(dá) 則 是 液 壓 系 統(tǒng) 的

2、 執(zhí) 行 元 件 ， 它 把 輸 入 油 液 的壓 力 能 轉(zhuǎn) 換 為 輸 出 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 機(jī) 械 能 ， 用 來 推 動(dòng) 負(fù) 載 作功 3.1.2液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 工 作 原 理 液 壓 泵 工 作 原 理 :n 容 積 式 泵 : 泵 是 靠 密 封 容 積 的 變 化 來 實(shí) 現(xiàn) 吸 油 和 壓 油 的 ， 其 排 油 量 的 大 小 取決 于 密 封 腔 的 容 積 變 化 值n 基 本 特 點(diǎn) :具 有 一 個(gè) 或 若 干 個(gè) 周 期 性 變 化 的 密 封 容 積 具 有 配 流 裝 置 油 箱 內(nèi) 液 體 的 絕 對(duì) 壓 力 必 須 恒 等 于 或 大 于 大

3、氣 壓 力 液 壓 馬 達(dá) 工 作 原 理 : sin4sin 21 pRtgdRFaFT yy mi ipRtgdT 1 2 sin4 3.1.2液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 工 作 原 理液 壓 馬 達(dá) 工 作 原 理 :n 轉(zhuǎn) 矩 脈 動(dòng)n 馬 達(dá) 的 進(jìn) 、 回 油 口 互 換 時(shí) ， 馬 達(dá) 將 反 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) ; 改 變 斜 盤 傾 角 的 大 小 ， 既 改 變 了 馬 達(dá) 的 排 量 ； 也 使輸 出 轉(zhuǎn) 矩 T發(fā) 生 變 化 ; 改 變 斜 盤 傾 角 的 方 向 ， 就 改 變 了 馬 達(dá) 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 液 壓 馬 達(dá) 與 液 壓 泵 在 原 理 上 可 逆 ， 結(jié)

4、 構(gòu) 上 類 似 3.1.3 主 要 性 能 參 數(shù)n 壓 力 : 工 作 壓 力 p 額 定 壓 力 pnn 排 量 和 流 量 : 排 量 V:液 壓 泵 軸 轉(zhuǎn) 一 周 ， 由 其 密 封 容 腔 幾 何 尺 寸 變 化 計(jì) 算 而 得的 排 出 液 體 的 體 積 ,單 位 (m3/r)或 (mL/r) 理 論 流 量 q t:單 位 時(shí) 間 內(nèi) 理 論 上 可 排 出 的 液 體 體 積 . 等 于 排 量 和 轉(zhuǎn)速 的 乘 積 V:液 壓 泵 的 排 量 （ m3/r） ； n:主 軸 轉(zhuǎn) 速 （ r/s） ； qt:液 壓 泵 理 論 排 量 （ m3/s） 實(shí) 際 流 量 q

5、額 定 流 量 qn Vnqt 泵 和 馬 達(dá) 的 能 量 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 、 功 率 與 效 率能 量 損 失n 容 積 損 失 ： 由 于 泵 和 馬 達(dá) 本 身 的 泄 漏 所 引 起 的 能 量損 失n 機(jī) 械 損 失 ： 由 于 泵 和 馬 達(dá) 機(jī) 械 副 之 間 的 磨 擦 所 引 起的 能 量 損 失 液 壓 泵n 容 積 效 率 v: q=qt- q =qt-Kipn 機(jī) 械 效 率 m: n 泵 的 輸 出 功 率 : tttt qqq qqqq 1V itm TT pVnpqnT tt 2 2pVTt im TpV 2 mViiio TpVVnqVnTpqVPP 22 ii

6、 nTP 2pqPo 液 壓 馬 達(dá)n 容 積 效 率 v: 轉(zhuǎn) 速 n： 最 低 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 ： 爬 行n 機(jī) 械 效 率 m轉(zhuǎn) 矩 : 啟 動(dòng) 性 能 n 總 效 率 ： qqtV Vnqt VVqn tm TT pVnnTt 2 2pVTt mpVT 2 VmVVio pVTVnpnTpqnTPP 222 3.1.4液 壓 泵 與 液 壓 馬 達(dá) 的 類 型液 壓 泵 類 型 :n 結(jié) 構(gòu) 形 式 :齒 輪 泵 、 葉 片 泵 、 柱 塞 泵 和 螺 桿 泵 等 n 泵 的 輸 出 流 量 能 否 調(diào) 節(jié) :定 量 泵 和 變 量 泵n 泵 的 額 定 壓 力 的 高 低 :低 壓

7、泵 、 中 壓 泵 和 高 壓 泵液 壓 馬 達(dá) 類 型 :n 結(jié) 構(gòu) 形 式 :齒 輪 式 、 葉 片 式 、 柱 塞 式 和 其 它 形 式 n 轉(zhuǎn) 速 :高 速 (額 定 轉(zhuǎn) 速 高 于 500r min)和 低 速 (額 定 轉(zhuǎn)速 低 于 500r min) n 排 量 可 否 調(diào) 節(jié) :定 量 馬 達(dá) 和 變 量 馬 達(dá) 3.2 齒 輪 泵n 齒 輪 泵 的 工 作 原 理n 齒 輪 泵 的 結(jié) 構(gòu)n 齒 輪 泵 的 特 點(diǎn) 3.2.1 齒 輪 泵 的 工 作 原 理定 量 泵 (外 嚙 合 齒 輪 泵 和 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 )n 齒 輪 泵 沒 有 單 獨(dú) 的 配 流 裝 置

8、 ， 齒 輪 的 嚙 合 線 起 配 流 作 用 3.2.1 齒 輪 泵 的 工 作 原 理n 排 量 和 流 量 計(jì) 算 瞬 時(shí) 流 量 脈 動(dòng) ,齒 數(shù) 愈 少 ， 脈 動(dòng) 愈 大 BzmdhBV 22 BzmV 266.6 VBnzmq 266.6 3.2.2 齒 輪 泵 的 結(jié) 構(gòu) 泵 工 作 壓 力 為 2.5MPa， 屬 于 低 壓 齒 輪 泵 3.2.3 齒 輪 泵 的 特 點(diǎn)n 困 油 :封 閉 容 積 減 小 會(huì) 使 被 困 油 液 受 擠 而 產(chǎn) 生 高 壓 ， 并 從 縫 隙中 流 出 ， 導(dǎo) 致 油 液 發(fā) 熱 ， 軸 承 等 機(jī) 件 也 受 到 附 加 的 不 平 衡

9、 負(fù) 載 作用 。 封 閉 容 積 增 大 又 會(huì) 造 成 局 部 真 空 ， 使 溶 于 油 中 的 氣 體 分 離 出來 ， 產(chǎn) 生 氣 穴 ， 引 起 噪 聲 、 振 動(dòng) 和 氣 蝕 . n 消 除 困 油 的 方 法 :通 常 是 在 兩 側(cè) 端 蓋 上 開 卸 荷 槽 ，且 偏 向 吸 油 腔 齒 輪 泵 的 困 油 現(xiàn) 象 及 其 消 除 方 法 3.2.3 齒 輪 泵 的 特 點(diǎn)n 徑 向 作 用 力 不 平 衡 :n 減 小 徑 向 不 平 衡 力 的 辦 法 :縮 小 壓 油 口 3.2.3 齒 輪 泵 的 特 點(diǎn)n 泄 漏 : 1.通 過 齒 輪 嚙 合 處 的 間 隙 ；

10、 2.通 過 泵 體 內(nèi) 孔 和 齒 頂 圓 間 的 徑 向 間 隙 ； 3.通 過 齒 輪 兩 端 面 和 端 蓋 間 的 端 面 間 隙n 結(jié) 論 :齒 輪 泵 由 于 泄 漏 大 和 存 在 徑 向 不 平 衡 力 ， 因 而 限 制 了 壓力 的 提 高 。 為 使 齒 輪 泵 能 在 高 壓 下 工 作 ， 常 采 取 的 措 施 為 ： 減 小 徑 向 不 平 衡 力 ， 提 高 軸 與 軸 承 的 剛 度 ， 同 時(shí) 對(duì) 泄 漏 量 最 大 的 端 面 間 隙 采 用 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 裝 置 3.3 葉 片 泵單 作 用 式 (變 量 泵 ) 雙 作 用 式 (定 量 泵 )中

11、低 壓 n 工 作 原 理n 雙 作 用 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 和 特 點(diǎn)n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 3.3.1單 作 用 式 葉 片 泵 (非 平 衡 式 ) 工 作 原 理 3.3.1單 作 用 式 葉 片 泵 (非 平 衡 式 ) 工 作 原 理n 改 變 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 間 的 偏 心 量 e， 就 可 改 變 泵 的 排 量 (變量 泵 )n 轉(zhuǎn) 子 受 有 不 平 衡 的 徑 向 液 壓 力 ,且 徑 向 不 平 衡 力 隨 泵 的工 作 壓 力 提 高 而 提 高 ， 因 此 這 種 泵 的 工 作 壓 力 不 能 太高n 排 量 和 流 量 : 流 量 脈 動(dòng) .

12、理 論 分 析 表 明 ， 葉 片 數(shù) 為 奇 數(shù) 時(shí) 脈 動(dòng) 率 較 小 ， 故 一 般 葉片 數(shù) 為 13或 15 BeDV 2 VBeDnq 2 3.3.1雙 作 用 式 葉 片 泵 (平 衡 式 ) 工 作 原 理n 排 量 和 流 量 : 無 流 量 脈 動(dòng) .理 論 分 析 可 知 ， 流 量 脈 動(dòng) 率 在 葉 片 數(shù) 為 4的 整 數(shù) 倍 、 且 大 于 8時(shí) 最 小 。 故 雙 作 用 葉 片 泵 的 葉 片 數(shù)通 常 取 為 12 BrRV )(2 22 VBnrRq )(2 22 3.3.2 雙 作 用 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 和 特 點(diǎn)n 定 子 內(nèi) 曲 線 :等 加

13、速 等 減 速 曲 線n 配 流 盤 :三 角 槽 n 葉 片 的 傾 角 :前 傾 角 n 端 面 間 隙 :間 隙 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 措 施n 高 壓 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) :為 了 提 高 壓 力 ， 必 須 在 結(jié) 構(gòu) 上 采 取 措 施 ，使 吸 油 區(qū) 葉 片 壓 向 定 子 的 作 用 力 減 小 。 可 以 采 取 的 措 施 有 多 種 ， 一 般 采 用 復(fù) 合 葉 片 結(jié) 構(gòu) 如 雙 葉 片 結(jié) 構(gòu) 和子 母 葉 片 結(jié) 構(gòu) 等 YB1型 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 配 流 盤 3.3.3 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 流 量 改 變 是

14、 利 用 壓 力 的 反 饋 作 用實(shí) 現(xiàn) 的 (外 反 饋 和 內(nèi) 反 饋 ) n 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 特 性 曲 線n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理n pBA=PB) p e q 當(dāng) p c=K(e0+x0)/A, e=0 q=0 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 特 性 曲 線n 限 定 壓 力 pB:泵 在 保 持 最 大 輸 出 流 量 不 變 時(shí) ， 可 達(dá) 到 的 最 高 壓 力 n 極 限 壓 力 pc:外 載 進(jìn) 一

15、 步 加 大 時(shí) 泵 的 工 作 壓 力 不 再 升 高 ， 這 時(shí) 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 間的 偏 心 量 為 零 ， 泵 的 實(shí) 際 輸 出 流 量 為 零 n 調(diào) 整 : 調(diào) 整 螺 釘 1可 改 變 原 始 偏 心 量 e0， 即 調(diào) 節(jié) 泵 的 最 大 輸 出 流 量 ， 亦 即 改 變 A點(diǎn) 的 位 置 ， 使 AB線 段 上 下 平 移 調(diào) 整 螺 釘 4可 改 變 彈 簧 預(yù) 壓 縮 量 ， 即 調(diào) 節(jié) 限 定 壓 力 p B大 小 ， 亦 即 改 變 B點(diǎn) 的 位 置 ， 使 BC線 段 左 右 平 移 改 變 彈 簧 剛 度 k， 則 可 改 變 BC線 段 的 斜 率 ，

16、彈 簧 越 “ 軟 ” （ k值 越 小 ） ， BC線 段 越 陡 ， pc值 越 小 ； 反 之 ， 彈 簧 越 “ 硬 ” （ k值 越 大 ） ， BC線 段 越 平 坦 ， pc值 越 大 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu)限 壓 式 變 量 葉 片 泵 與 雙 作 用 葉 片 泵 的 區(qū) 別 ：n 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 偏 心 安 置 ， 泵 的 出 口 壓 力 可 改 變 偏 心 距 ，從 而 調(diào) 節(jié) 泵 的 輸 出 流 量 (外 反 饋 ) n 在 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 中 ， 壓 油 腔 一 側(cè) 的 葉 片 底 部 油 槽和 壓 油 腔 相 通 ， 吸 油 腔

17、 一 側(cè) 的 葉 片 底 部 油 槽 與 吸 油 腔相 通 ， 這 樣 ， 葉 片 的 底 部 和 頂 部 所 受 的 液 壓 力 是 平 衡的 。 這 就 避 免 了 雙 作 用 葉 片 泵 在 吸 油 區(qū) 的 定 子 內(nèi) 表 面出 現(xiàn) 磨 損 嚴(yán) 重 的 問 題 n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 中 葉 片 后 傾 n 最 高 調(diào) 定 壓 力 一 般 在 7MPa左 右 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 3.4 柱 塞 泵 優(yōu) 點(diǎn) : 容 積 效 率 高 、 只 需 改 變 柱 塞 的 工 作 行 程 就 能 改 變泵 的 排 量 、 壓 應(yīng) 力 應(yīng) 用 : 高 壓 大 流 量

18、 n 軸 向 柱 塞 泵n 變 量 軸 向 柱 塞 泵n 徑 向 柱 塞 泵 3.4.1 軸 向 柱 塞 泵n 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 改 變 斜 盤 傾 角 的 大 小 ， 就 能 改 變 柱 塞 的 行 程 長(zhǎng) 度 ， 也 就 改 變 了泵 的 排 量 改 變 斜 盤 傾 角 的 方 向 ， 就 能 改 變 吸 、 壓 油 方 向 (雙 向 變 量 軸 向 柱 塞泵 ) n 斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 n 軸 向 柱 塞 泵 的 排 量 和 流 量 流 量 脈 動(dòng) ,當(dāng) 柱 塞 數(shù) 較 多 并 為 奇 數(shù) 時(shí) 脈 動(dòng) 較 小 ， 故 柱

19、塞 泵 的 柱 塞數(shù) 一 般 為 奇 數(shù) ， 常 取 7或 9 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 3.4.2 變 量 軸 向 柱 塞 泵 變 量 軸 向 柱 塞 泵 :主 體 +變 量 機(jī) 構(gòu)n 主 體 機(jī) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 滑 履 結(jié) 構(gòu) 中 心 彈 簧 機(jī) 構(gòu) 缸 體 端 面 間 隙 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 配 流 盤 n 變 量 機(jī) 構(gòu) ： 改 變 斜 盤 傾 角 的 大 小 以 調(diào) 節(jié) 泵 的 排 量 SCY14-1型 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 結(jié) 構(gòu) 3.4.3 徑 向 柱 塞 泵 移 動(dòng) 定 子 以 改 變

20、偏 心 距 的 大 小 ， 便 可 改 變 柱 塞 的 行 程 ，從 而 改 變 排 量 改 變 偏 心 距 的 方 向 ， 則 可 改 變 吸 、 壓 油 的 方 向 。 徑 向 柱塞 泵 可 以 做 成 單 向 或 雙 向 變 量 泵 3.5 液 壓 馬 達(dá)n 高 速 小 轉(zhuǎn) 矩 液 壓 馬 達(dá) （ 額 定 轉(zhuǎn) 速 大 于 500r/min）n 低 速 大 轉(zhuǎn) 矩 液 壓 馬 達(dá) ： 轉(zhuǎn) 速 低 、 低 速 穩(wěn) 定 性 好 、 輸出 轉(zhuǎn) 矩 較 大 n 擺 動(dòng) 液 壓 馬 達(dá) （ 擺 動(dòng) 液 壓 缸 ） ： 單 葉 片 式 、 雙 葉片 式 當(dāng) 進(jìn) 、 回 油 的 方 向 改 變 時(shí) ，

21、葉 片 就 帶 動(dòng) 軸 往 相 反 的 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) 雙 葉 片 式 擺 動(dòng) 馬 達(dá) 的 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 是 單 葉 片 式 的 兩 倍 （ 相 同 結(jié) 構(gòu) 尺 寸和 相 同 壓 力 下 ） ， 而 擺 動(dòng) 角 速 度 則 是 單 葉 片 式 的 一 半 （ 輸 入 流 量相 同 時(shí) ） 擺 動(dòng) 液 壓 馬 達(dá) gTdQ9M6I2F;Byv)rBx=u(q%mZjVfSbO8K4H0D.zw+s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO8K4H0D.zw-s*o!lXhUdQaN6J3F:Czv-s*o!lXhUdQaM6J2F:Bzv-sByv-rByv)rB

22、x=t(q$mZiVfSbO8K4H0D.zw-s*o!lYhUeQaN6J3F:Czw-s*o!lXhUdQaM6J2F:Czv-sBzv-rByv)rBx=t(q$mZjVfSbO8K4H0D.zw-s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rAx=t(q$mZiVfRbO7K4G0D.zw-s*o!lXhUdQaM6J3F:Czv-sBzv-rByv)rBx=u(q%mZjVfSbO8K4H0D.zw+s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO8K4H0D.zw-s*o!lXhUdQaN6J3F:Czv-s*o!lXhUdQaM6J2F:Bzv-sByv-

23、rByv)rBx=t(q$mZiVfSbO8K4H0D.zw-s*o!lYhUeQaN6J3F:Czw-s*o!lXhUdQaM6J2F:Cyu)r%iVfSbO8K4H0D.zw-s*o!lYhUeQaN6J3F:Czw-s*o!lXhUdQaM6J2F:Czv-sBzv-rByv)rBx=t(q%mZjVfSbO8K4H0D.zw-s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO7K4H0D.zw-s*o!lXhUdQaM6J3F:Czv-sBx=u(q%mZjWfScO8L4H1D.Aw+s*p!TdQ9M6I2F:Bzv-rByv-rBx=u(q%mZjVfS

24、bO8K4H0D.Aw+s*p!lYhUeQaN6J3G:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO8K4H0D.zw-s*o!lXhUeQaN6J3F:Czv-s*o!lXhUdQaM6J2F:Bzv-sBzv-rByq%nZjWfScO8L4H1D.Aw+t*p$lYiUeRaN7J3G:Czv-rByv)rBx=t(q$mZjVfSbO8K4H0D.zw-s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyu)rAx=t(q$mZiVfRbO7K4G0D.zw-s*o!lXhUdQaM6J3F:Czv-sBzv-rByv)rBx=t(q%mZjVfSbO8KCzv-rByv)rBx=t(q%mZjVfS

25、bO8K4H0D.zw+s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO7K4H0D.zw-s*o!lXhUdQaN6J3F:Czv-s*o!lXhUdQaM6J2F:Bzv-sByv-rBzv-rByv-rByv)rBx=t(q$mZiVfSbO8K4H0D.zw-s*o!lYhUeQaN6J3F:Czw-s*o!lXhUdQaM6J2F:Czv-sBzv-nZjWgScP8L5H1E.Aw+t*p$mYiVeRbN7K3G0Czv-sBzv-rByv)rBx=t(q%mZjVfSbO8K4H0D.zw-s*p!lYhUeQaN6J3F:Cyv)rBx=t(q$mZiVfRbO7K4H0D.zw-s*o!lXhUdQ