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1、第 4章 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 4.1 液 壓 泵 的 基 本 工 作 原 理 及 分 類 4.2 液 壓 泵 的 基 本 性 能 參 數(shù) 和 特 性 曲 線 4.3 齒 輪 泵 4.4 葉 片 泵 4.5 柱 塞 泵 4.6 螺 桿 泵 4.7 各 類 液 壓 泵 的 性 能 比 較 及 應(yīng) 用 4.8 液 壓 馬 達(dá) 4.1 液 壓 泵 的 基 本 工 作 原 理 及 分 類 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達(dá) 都 是 靠 密 封 容 積 的 變 化 來(lái) 工 作 的 。 圖4.1所 示 為 液 壓 泵 的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖 。 當(dāng) 偏 心 輪 1由 動(dòng) 力 裝 置 帶 動(dòng) 旋 轉(zhuǎn)時(shí) ，

2、 柱 塞 2便 在 偏 心 輪 1和 彈 簧 4的 作 用 下 在 泵 體 3內(nèi) 往 復(fù) 移 動(dòng) 。柱 塞 右 移 時(shí) ， 缸 體 中 密 封 工 作 腔 a的 容 積 變 大 ， 產(chǎn) 生 真 空 ， 油箱 中 的 油 液 便 在 大 氣 壓 力 作 用 下 通 過(guò) 吸 油 （ 單 向 ） 閥 5吸 入 液壓 泵 內(nèi) ， 實(shí) 現(xiàn) 吸 油 ； 柱 塞 左 移 時(shí) ， 缸 體 中 密 封 工 作 腔 a的 容 積變 小 ， 油 液 受 擠 壓 ， 通 過(guò) 壓 油 （ 單 向 ） 閥 6輸 到 系 統(tǒng) 中 去 ， 實(shí)現(xiàn) 壓 油 。 由 此 可 見(jiàn) ， 液 壓 泵 是 靠 密 封 工 作 腔 的 容

3、積 變 化 來(lái) 工 作的 。 它 具 有 一 定 的 密 封 容 積 ， 而 且 其 密 封 容 積 是 變 化 的 ， 同 時(shí)還 要 有 吸 壓 油 部 分 。 液 壓 泵 輸 出 油 液 流 量 的 大 小 ， 由 密 封 工 作腔 的 容 積 變 化 量 和 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 的 變 化 次 數(shù) 決 定 。 因 此 這 類 液 壓泵 又 稱 為 容 積 式 泵 。 圖4.1 容積式液壓泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1偏心輪；2柱塞；3缸體；4彈簧；5吸油閥；6壓油閥 液壓泵的基本工作原理及分類(2/2) 按 照 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 不 同 ， 液 壓 泵 可 分 為 齒 輪 式 、 葉 片 式 、柱 塞

4、式 和 螺 桿 式 等 類 型 ； 按 密 封 工 作 腔 容 積 變 化 量 能 否 調(diào)節(jié) ， 液 壓 泵 又 分 為 定 量 式 和 變 量 式 兩 類 。 液 壓 泵 的 一 般 圖 形 符 號(hào) 如 圖 4.2（ a） 所 示 ， 液 壓 馬 達(dá)的 一 般 圖 形 符 號(hào) 如 圖 4.2（ b） 所 示 。 圖4.2 液壓泵和液壓馬達(dá)圖形符號(hào) 1.液 壓 泵 的 基 本 性 能 參 數(shù) （ 1） 壓 力 液 壓 泵 的 壓 力 參 數(shù) 主 要 是 工 作 壓 力 和 額 定 壓 力 。 （ a） 工 作 壓 力 它 是 指 液 壓 泵 在 實(shí) 際 工 作 時(shí) 輸 出 油 液 的 壓力 值

5、 ， 即 泵 出 油 口 處 壓 力 值 ， 也 稱 為 系 統(tǒng) 壓 力 。 此 壓 力 取 決于 系 統(tǒng) 中 阻 止 液 體 流 動(dòng) 的 阻 力 。 阻 力 （ 負(fù) 載 ） 增 大 ， 工 作 壓力 升 高 ； 反 之 則 工 作 壓 力 降 低 。 泵 的 最 大 工 作 壓 力 是 由 其 組成 部 分 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 強(qiáng) 度 和 密 封 好 壞 來(lái) 決 定 的 ， 隨 著 泵 工 作 壓力 的 提 高 ， 它 的 泄 漏 量 增 大 ， 效 率 降 低 。 （ b） 額 定 壓 力 它 是 指 在 保 證 液 壓 泵 的 容 積 效 率 、 使 用 壽命 和 額 定 轉(zhuǎn) 速 的 前

6、 提 下 ， 泵 連 續(xù) 長(zhǎng) 期 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 允 許 使 用 的 壓 力最 大 限 定 值 。 它 是 泵 在 正 常 工 作 的 條 件 下 ， 按 試 驗(yàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定能 連 續(xù) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 最 高 壓 力 。 當(dāng) 泵 的 工 作 壓 力 超 過(guò) 額 定 壓 力 時(shí) ，就 會(huì) 過(guò) 載 。 4.2 液 壓 泵 的 基 本 性 能 參 數(shù) 和 特 性 液壓泵的基本性能參數(shù)(2/5) (2) 流 量 和 排 量 由 液 壓 泵 的 密 封 容 腔 幾 何 尺 寸 變 化 計(jì) 算 而 得 到 的 液 壓泵 每 轉(zhuǎn) 排 出 液 體 的 體 積 ， 稱 為 液 壓 泵 的 排 量 V。 在 工 程

7、上 ，它 可 以 用 在 無(wú) 泄 漏 的 情 況 下 ， 液 壓 泵 軸 每 轉(zhuǎn) 所 排 出 的 液 體體 積 來(lái) 表 示 ， 常 用 單 位 為 mL/r。 由 液 壓 泵 的 密 封 容 腔 幾 何 尺 寸 變 化 計(jì) 算 而 得 到 的 液 壓泵 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 排 出 液 體 的 體 積 ， 稱 為 液 壓 泵 的 理 論 流 量qt。 它 等 于 液 壓 泵 排 量 V和 轉(zhuǎn) 速 n的 乘 積 ， 即 （ 4.1） 液 壓 泵 在 工 作 時(shí) 的 輸 出 流 量 稱 為 液 壓 泵 的 實(shí) 際 流 量 q。這 時(shí) 的 流 量 必 須 考 慮 到 液 壓 泵 的 泄 漏 。 液

8、 壓 泵 在 額 定 轉(zhuǎn) 速 和 額 定 壓 力 下 輸 出 的 流 量 稱 為 液 壓泵 的 額 定 流 量 q n。 由 于 液 壓 泵 存 在 泄 漏 ， 所 以 液 壓 泵 的 實(shí) 際 流 量 和 額 定流 量 都 小 于 理 論 流 量 。 q nVt 液壓泵的基本性能參數(shù)(3/5) (3) 功 率 液 壓 泵 的 輸 入 能 量 為 機(jī) 械 能 ， 其 表 現(xiàn) 為 轉(zhuǎn) 矩 T和 轉(zhuǎn) 速 ；液 壓 泵 的 輸 出 能 量 為 液 壓 能 ， 表 現(xiàn) 為 壓 力 p和 流 量 q。 液 壓缸 的 輸 入 能 量 為 液 壓 能 ， 其 表 現(xiàn) 為 壓 力 p和 流 量 q； 液 壓 缸

9、的 輸 出 能 量 為 機(jī) 械 能 ， 表 現(xiàn) 為 力 F和 速 度 。 以 泵 缸 系 統(tǒng)為 例 ， 液 壓 泵 的 輸 入 功 率 Pi為 （ 4.2） 液 壓 泵 的 輸 出 功 率 Po為 （ 4.3） 當(dāng) 忽 略 能 量 轉(zhuǎn) 換 及 輸 送 過(guò) 程 中 的 損 失 時(shí) ， 液 壓 泵 的 輸出 功 率 應(yīng) 該 等 于 輸 入 功 率 ， 即 液 壓 泵 的 理 論 功 率 為 （ 4.4） 式 中 液 壓 泵 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 角 速 度 （ rad/s） ； Tt液 壓 泵 的 理 論 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） 。 P T nTi 2P F pA pqo 2t t t tP F pA pq p

10、Vn T nT 液壓泵的基本性能參數(shù)(4/5) (4) 效 率 液 壓 泵 由 于 存 在 泄 漏 ， 因 此 它 的 實(shí) 際 輸 出 流 量 q為 （ 4.6） q和 ql都 與 液 壓 泵 的 工 作 壓 力 p有 關(guān) ， ql隨 p的 升 高 而 加 大 ，從 而 導(dǎo) 致 q隨 p的 升 高 而 減 小 。 液 壓 泵 實(shí) 際 流 量 與 理 論 流 量 的 比 值 ， 稱 為 容 積 效 率 ， 以v表 示 （ 4.7） 由 于 液 壓 泵 內(nèi) 零 件 之 間 的 間 隙 很 小 ， 泄 漏 油 液 的 流 態(tài) 可以 看 做 是 層 流 ， 所 以 泄 漏 量 q l和 液 壓 泵 的

11、 工 作 壓 力 p成 正 比 關(guān)系 ， 即 （ 4.8） 故 又 有 （ 4.9） t lq q q 1 1t l l lv t t tq q q qqq q q Vn l lq k pv lk pVn 1 液壓泵的基本性能參數(shù)(5/5) 液 壓 泵 由 于 存 在 機(jī) 械 摩 擦 （ 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 零 件 之 間 的 摩擦 及 液 體 的 粘 性 摩 擦 ） ， 因 此 它 的 實(shí) 際 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 Ti必 然大 于 理 論 轉(zhuǎn) 矩 Tt。 液 壓 泵 理 論 轉(zhuǎn) 矩 與 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 矩 的 比 值 ，稱 為 機(jī) 械 效 率 ， 以 m表 示 （ 4.10） 或 根 據(jù) 式 （ 4.4

12、） ， 將 代 入 上 式 ， 得 （ 4.11） 因 此 ， 液 壓 泵 的 總 效 率 可 寫(xiě) 成 （ 4.12） m tiTTT pV t 22m ipVT 2 2o v mi i iP pq q pVP nT Vn T 由 圖 可 見(jiàn) ， 液 壓 泵 的 理 論 流 量 不 隨 液 壓 泵 的 壓 力 變 化 。由 于 液 壓 泵 的 泄 漏 量 隨 壓 力 升 高 而 增 大 ， 所 以 液 壓 泵 的 實(shí) 際輸 出 流 量 q隨 壓 力 的 升 高 而 降 低 ， 而 容 積 效 率 也 隨 之 降 低 。 總效 率 開(kāi) 始 隨 壓 力 p的 增 大 很 快 上 升 ， 達(dá) 到 最

13、 大 值 后 ， 又 逐 步下 降 。 由 容 積 效 率 和 總 效 率 這 兩 條 曲 線 的 變 化 ， 可 以 看 出2.液 壓 泵 特 性 曲 線 機(jī) 械 效 率 的 變 化 情 況 。 液 壓 泵 在 低壓 時(shí) ， 機(jī) 械 摩 擦 損 失 在 總 損 失 中 所占 的 比 重 較 大 ， 其 機(jī) 械 效 率 很 低 。隨 著 工 作 壓 力 的 提 高 ， 機(jī) 械 效 率 很快 提 高 。 在 達(dá) 到 某 一 值 后 ， 機(jī) 械 效率 大 致 保 持 不 變 ， 從 而 表 現(xiàn) 出 總 效率 曲 線 幾 乎 和 容 積 效 率 曲 線 平 行 下降 的 變 化 規(guī) 律 。 圖 4.

14、4 液 壓 泵 特 性 曲 線 4.3 齒 輪 泵1.齒 輪 泵 的 工 作 原 理 外 嚙 合 齒 輪 泵 的 工 作 原 理 和 結(jié) 構(gòu) 如 圖 4.5所 示 。 泵 體 1內(nèi)有 一 對(duì) 互 相 嚙 合 的 外 齒 輪 2和 3， 齒 輪 的 兩 端 由 端 蓋 密 封 。 這樣 由 泵 體 、 齒 輪 的 各 個(gè) 齒 槽 和 端 蓋 形 成 了 多 個(gè) 密 封 工 作 腔 ，同 時(shí) 輪 齒 的 嚙 合 線 又 將 左 右 兩 腔 隔 開(kāi) ， 形 成 了 吸 、 壓 油 腔 。 當(dāng) 齒 輪 按 圖 示 方 向 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 右 側(cè) 吸 油 腔 內(nèi)的 輪 齒 相 繼 脫 離 嚙 合 ， 密

15、 封 工 作 腔 容 積 不斷 增 大 ， 形 成 部 分 真 空 ， 在 大 氣 壓 力 作 用下 經(jīng) 吸 油 管 從 油 箱 吸 進(jìn) 油 液 ， 并 被 旋 轉(zhuǎn) 的輪 齒 齒 間 槽 帶 入 左 側(cè) 。 左 側(cè) 壓 油 腔 由 于 輪齒 不 斷 進(jìn) 入 嚙 合 ， 使 密 封 工 作 腔 容 積 減 小 ，油 液 受 到 擠 壓 被 輸 出 送 往 系 統(tǒng) 。 這 就 是 齒輪 泵 的 吸 油 和 壓 油 過(guò) 程 。 在 齒 輪 泵 的 嚙 合過(guò) 程 中 ， 嚙 合 點(diǎn) 沿 嚙 合 線 移 動(dòng) ， 這 樣 就 把 吸 油 區(qū) 和 壓 油 區(qū) 分 開(kāi) 。 圖 4.5 外 嚙 合 齒 輪 泵

16、工 作 原 理1 泵 體 ； 2 主 動(dòng) 齒 輪 ； 3 從 動(dòng) 齒 輪 2.齒 輪 泵 的 排 量 和 流 量 外 嚙 合 齒 輪 泵 的 排 量 可 近 似 看 作 是 兩 個(gè) 嚙 合 齒 輪 的 齒 槽容 積 之 和 。 若 假 設(shè) 齒 槽 容 積 等 于 輪 齒 體 積 ， 則 當(dāng) 齒 輪 齒 數(shù) 為z、 模 數(shù) 為 m、 節(jié) 圓 直 徑 為 d（ 其 值 等 于 mz） 、 有 效 齒 高 為 h（ 其 值 等 于 2 m） 、 齒 寬 為 b時(shí) ， 齒 輪 泵 的 排 量 近 似 值 為 （ 4.13） 實(shí) 際 上 ， 齒 槽 容 積 比 輪 齒 體 積 稍 大 一 些 ， 并 且

17、 齒 數(shù) 越 少差 值 越 大 ， 因 此 需 用 3.33 3.50來(lái) 代 替 上 式 中 的 值 （ 齒 數(shù) 少時(shí) ， 取 大 值 ） ， 以 補(bǔ) 償 誤 差 。 即 齒 輪 泵 的 排 量 為 （ 4.14） 由 此 得 齒 輪 泵 的 輸 出 流 量 為 （ 4.15） V dhb zm b 2 2V zm b( . )666 7 2q zm bn v( . )666 7 2 齒輪泵的排量和流量(2/2) 實(shí) 際 上 ， 由 于 齒 輪 泵 在 工 作 過(guò) 程 中 嚙 合 點(diǎn) 沿 嚙 合 線 移動(dòng) ， 使 其 工 作 油 腔 的 容 積 變 化 率 是 不 均 勻 的 。 因 此 ，

18、齒 輪泵 的 瞬 時(shí) 流 量 是 脈 動(dòng) 的 。 流 量 脈 動(dòng) 會(huì) 直 接 影 響 到 系 統(tǒng) 工 作的 平 穩(wěn) 性 ， 引 起 壓 力 脈 動(dòng) ， 使 管 路 系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 和 噪 聲 。如 果 脈 動(dòng) 頻 率 與 系 統(tǒng) 的 固 有 頻 率 一 致 ， 還 將 引 起 共 振 ， 加劇 振 動(dòng) 和 噪 聲 。 若 用 qmax和 qmin表 示 最 大 、 最 小 瞬 時(shí) 流 量 ， q表 示 平 均 流 量 ， 則 流 量 脈 動(dòng) 率 可 用 下 式 表 示 （ 4.16） 它 是 衡 量 容 積 式 泵 流 量 品 質(zhì) 的 一 個(gè) 重 要 指 標(biāo) 。 在 容 積式 泵 中

19、， 齒 輪 泵 的 流 量 脈 動(dòng) 最 大 ， 并 且 齒 數(shù) 愈 少 ， 脈 動(dòng) 率愈 大 。 這 是 外 嚙 合 齒 輪 泵 的 一 個(gè) 缺 點(diǎn) 。 所 以 ， 齒 輪 泵 一 般用 于 對(duì) 工 作 平 穩(wěn) 性 要 求 不 高 的 場(chǎng) 合 ， 要 求 平 穩(wěn) 性 高 的 高 精 度 機(jī) 械 不 宜 采 用 齒 輪 泵 。 q qqmax min 3.齒 輪 泵 結(jié) 構(gòu) 分 析 (1) 困 油 現(xiàn) 象 齒 輪 泵 要 平 穩(wěn) 地 工 作 ， 齒 輪 嚙 合 的 重 合 度 必 須 大 于1， 即 有 兩 對(duì) 輪 齒 同 時(shí) 嚙 合 的 時(shí) 刻 ， 因 此 ， 就 會(huì) 有 一 部 分油 液 困

20、 在 兩 對(duì) 輪 齒 所 形 成 的 封 閉 容 積 之 內(nèi) ， 如 圖 4.8所 示 。這 個(gè) 封 閉 容 積 先 隨 齒 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 逐 漸 減 小 （ 由 圖 4.8（ a） 到圖 4.8（ b） ） ， 然 后 又 逐 漸 增 大 （ 由 圖 4.8（ b） 到 圖 4.8（ c） ） 。 圖 4.8 齒 輪 泵 困 油 現(xiàn) 象 及 其 消 除 措 施 齒輪泵結(jié)構(gòu)分析(2/5) 封 閉 容 積 減 小 ， 會(huì) 使 被 困 油 液 受 擠 壓 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 負(fù) 載 作

21、 用 ； 封 閉 容 積 的 增 大 又 會(huì) 造 成 局 部 真空 ， 使 溶 于 油 液 中 的 氣 體 分 離 出 來(lái) ， 產(chǎn) 生 氣 穴 ， 這 就 是齒 輪 泵 的 困 油 現(xiàn) 象 。 困 油 現(xiàn) 象 使 齒 輪 泵 產(chǎn) 生 強(qiáng) 烈 的 噪 聲并 引 起 振 動(dòng) 和 氣 蝕 ， 降 低 泵 的 容 積 效 率 ， 影 響 工 作 的 平穩(wěn) 性 ， 縮 短 使 用 壽 命 。 消 除 困 油 的 方 法 ， 通 常 是 在 兩 端 蓋 板 上 開(kāi) 卸 荷 槽（ 圖 4.8（ d） 中 的 虛 線 ） ， 使 封 閉 容 積 減 小 時(shí) ， 通 過(guò) 右邊 的 卸 荷 槽 與 壓 油 腔 相

22、 通 ； 封 閉 容 積 增 大 時(shí) ， 通 過(guò) 左 邊的 卸 荷 槽 與 吸 油 腔 相 通 。 兩 卸 荷 槽 的 間 距 必 須 確 保 在 任 何 時(shí) 候 都 不 使 吸 油 腔 和 壓 油 腔 相 通 。 齒輪泵結(jié)構(gòu)分析(3/5) (2) 徑 向 不 平 衡 力 在 齒 輪 泵 中 ， 液 體 作 用 在 齒 輪 外 緣 的 壓 力 是 不 均 勻的 ， 從 低 壓 腔 到 高 壓 腔 ， 壓 力 沿 齒 輪 旋 轉(zhuǎn) 的 方 向 逐 齒 遞增 ， 因 此 齒 輪 和 軸 受 到 徑 向 不 平 衡 力 的 作 用 。 工 作 壓 力越 高 ， 徑 向 不 平 衡 力 也 越 大 。

23、徑 向 不 平 衡 力 很 大 時(shí) ， 能使 泵 軸 彎 曲 ， 導(dǎo) 致 齒 頂 接 觸 泵 體 ， 產(chǎn) 生 摩 擦 ； 同 時(shí) 也 加速 軸 承 的 磨 損 ， 降 低 軸 承 使 用 壽 命 。 為 了 減 小 徑 向 不 平衡 力 的 影 響 ， 常 采 取 縮 小 壓 油 口 的 辦 法 ， 使 壓 油 腔 的 壓力 油 僅 作 用 在 一 個(gè) 齒 到 兩 個(gè) 齒 的 范 圍 內(nèi) ； 同 時(shí) 適 當(dāng) 增 大徑 向 間 隙 ， 使 齒 頂 不 和 泵 體 接 觸 。 (3) 端 面 泄 漏 及 端 面 間 隙 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 齒 輪 泵 壓 油 腔 的 壓 力 油 可 通 過(guò) 三 條

24、 途 徑 泄 漏 到 吸 油 腔去 ： 一 是 通 過(guò) 齒 輪 嚙 合 線 處 的 間 隙 ； 二 是 通 過(guò) 泵 體 內(nèi) 孔 和齒 頂 間 的 徑 向 間 隙 ； 三 是 通 過(guò) 齒 輪 兩 端 面 和 蓋 板 間 的 端 面間 隙 。 在 這 三 類 間 隙 中 ， 端 面 間 隙 的 泄 漏 量 最 大 。 液 壓 泵的 壓 力 越 高 ， 由 間 隙 泄 漏 的 液 壓 油 就 愈 多 ， 因 此 ， 一 般 齒輪 泵 只 用 于 低 壓 系 統(tǒng) 。 為 減 小 泄 漏 ， 用 減 小 間 隙 的 方 法 并不 能 取 得 好 的 效 果 ， 因 為 在 泵 經(jīng) 過(guò) 一 段 時(shí) 間 運(yùn)

25、 轉(zhuǎn) 后 ， 由 于磨 損 而 使 間 隙 變 大 ， 泄 漏 又 會(huì) 增 加 。 為 提 高 齒 輪 泵 的 壓 力和 容 積 效 率 ， 需 要 從 結(jié) 構(gòu) 上 采 取 措 施 ， 對(duì) 端 面 間 隙 進(jìn) 行 自動(dòng) 補(bǔ) 償 。 齒輪泵結(jié)構(gòu)分析(4/5) 齒輪泵結(jié)構(gòu)分析(5/5) 通 常 采 用 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 端 面 間 隙 裝 置 有 浮 動(dòng) 軸 套 式 和彈 性 側(cè) 板 式 兩 種 。 浮 動(dòng) 軸 套 式 齒 輪 泵 的 浮 動(dòng) 軸 套 是 浮 動(dòng)安 裝 的 ， 軸 套 外 側(cè) 的 空 腔 與 泵 的 壓 油 腔 相 通 。 所 引 入 壓力 油 使 軸 套 或 側(cè) 板 緊 貼 在

26、 齒 輪 側(cè) 端 面 上 ， 泵 輸 出 的 壓 力愈 高 ， 貼 得 愈 緊 ， 因 而 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 端 面 磨 損 和 減 小 間 隙 。當(dāng) 泵 工 作 時(shí) ， 浮 動(dòng) 軸 套 受 油 壓 的 作 用 而 壓 向 齒 輪 端 面 ，將 齒 輪 兩 側(cè) 面 壓 緊 ， 從 而 補(bǔ) 償 了 端 面 間 隙 。 1 殼 體 ； 2 主 動(dòng) 齒 輪 ； 3 從 動(dòng) 齒 輪 ； 4 前 端 蓋 ； 5 后 端 蓋 ； 6 浮 動(dòng) 軸 套 ； 7 壓 力 盤 4.內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 有 漸 開(kāi) 線 齒 形 和 擺 線 齒 形 兩 種 ， 其 結(jié) 構(gòu) 示 意可 見(jiàn) 圖 4

27、.9。 這 兩 種 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 的 工 作 原 理 和 主 要 特 點(diǎn) 皆 同于 外 嚙 合 齒 輪 泵 。 在 漸 開(kāi) 線 齒 形 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 中 ， 小 齒 輪 和 內(nèi)齒 輪 之 間 要 裝 一 塊 月 牙 隔 板 ， 以 便 把 吸 油 腔 和 壓 油 腔 隔 開(kāi) ， 如圖 4.9（ a） 。 擺 線 齒 形 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 又 稱 擺 線 轉(zhuǎn) 子 泵 ， 在 這 種泵 中 ， 小 齒 輪 和 內(nèi) 齒 輪 只 相 差 一 齒 ， 因 而 不 需 設(shè) 置 隔 板 ， 如 圖4.9（ b） 。 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 中 的 小 齒 輪 是 主 動(dòng) 輪 。 圖

28、 4.9 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵1 吸 油 腔 ； 2 壓 油 腔 ； 3 隔 板 內(nèi)嚙合齒輪泵(2/2) 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 的 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 尺 寸 小 ， 質(zhì) 量 小 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) ，噪 聲 低 ， 在 高 轉(zhuǎn) 速 工 作 時(shí) 有 較 高 的 容 積 效 率 。 但 在 低 速 高 壓下 工 作 時(shí) ， 壓 力 脈 動(dòng) 大 ， 容 積 效 率 低 ， 所 以 一 般 用 于 中 低 壓系 統(tǒng) 。 在 閉 式 系 統(tǒng) 中 ， 常 用 這 種 泵 作 為 補(bǔ) 油 泵 。 內(nèi) 嚙 合 齒 輪泵 的 缺 點(diǎn) 是 ： 齒 形 復(fù) 雜 ， 加 工 困 難 ， 價(jià) 格 較 貴 。 4.

29、4 葉 片 泵1.雙 作 用 葉 片 泵 的 工 作 原 理 圖 4.10所 示 為 雙 作 用 葉 片 泵 的 工作 原 理 。 定 子 的 兩 端 裝 有 配 流 盤 ， 定子 3的 內(nèi) 表 面 曲 線 由 兩 段 大 半 徑 圓 弧 、兩 段 小 半 徑 圓 弧 以 及 四 段 過(guò) 渡 曲 線 組成 。 定 子 3和 轉(zhuǎn) 子 2的 中 心 重 合 。 在 轉(zhuǎn)子 2上 沿 圓 周 均 布 開(kāi) 有 若 干 條 （ 一 般為 12或 16條 ） 與 徑 向 成 一 定 角 度 （ 一般 為 13） 的 葉 片 槽 ， 槽 內(nèi) 裝 有 可 自 由滑 動(dòng) 的 葉 片 。 在 配 流 盤 上 ， 對(duì)

30、 應(yīng) 于 定子 四 段 過(guò) 渡 曲 線 的 位 置 開(kāi) 有 四 個(gè) 腰 形配 流 窗 口 ， 其 中 兩 個(gè) 與 泵 吸 油 口 4連通 的 是 吸 油 窗 口 ； 另 外 兩 個(gè) 與 泵 壓 油口 1連 通 的 是 壓 油 窗 口 。 圖 4.10 雙 作 用 葉 片 泵 的 工 作 原 理1 壓 油 窗 口 ； 2 轉(zhuǎn) 子 ； 3 定 子 ；4 吸 油 窗 口 雙作用葉片泵的工作原理(2/2) 當(dāng) 轉(zhuǎn) 子 2在 傳 動(dòng) 軸 帶 動(dòng) 下 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 葉 片 在 離 心 力 和 底 部液 壓 力 （ 葉 片 槽 底 部 始 終 與 壓 油 腔 相 通 ） 的 作 用 下 壓 向 定 子 3

31、的 內(nèi) 表 面 ， 在 葉 片 、 轉(zhuǎn) 子 、 定 子 與 配 流 盤 之 間 構(gòu) 成 若 干 密 封空 間 。 當(dāng) 葉 片 從 小 半 徑 曲 線 段 向 大 半 徑 曲 線 滑 動(dòng) 時(shí) ， 葉 片 外伸 ， 這 時(shí) 所 構(gòu) 成 的 密 封 容 積 由 小 變 大 ， 形 成 部 分 真 空 ， 油 液便 經(jīng) 吸 油 窗 口 吸 入 ； 而 處 于 從 大 半 徑 曲 線 段 向 小 半 徑 曲 線 滑動(dòng) 的 葉 片 縮 回 ， 所 構(gòu) 成 的 密 封 容 積 由 大 變 小 ， 其 中 的 油 液 受到 擠 壓 ， 經(jīng) 過(guò) 壓 油 窗 口 壓 出 。 這 種 葉 片 泵 每 轉(zhuǎn) 一 周 ，

32、 每 個(gè) 密封 容 腔 完 成 兩 次 吸 、 壓 油 過(guò) 程 ， 故 這 種 泵 稱 為 雙 作 用 葉 片 泵 。同 時(shí) ， 泵 中 兩 吸 油 區(qū) 和 兩 壓 油 區(qū) 各 自 對(duì) 稱 ， 使 作 用 在 轉(zhuǎn) 子 上的 徑 向 液 壓 力 互 相 平 衡 ， 所 以 這 種 泵 又 被 稱 為 平 衡 式 葉 片 泵或 雙 作 用 卸 荷 式 葉 片 泵 。 這 種 泵 的 排 量 不 可 調(diào) ， 因 此 它 是 定量 泵 。 由 圖 4.10可 知 ， 泵 軸 轉(zhuǎn) 一 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 從 吸 油 窗 口 流 向 壓 油窗 口 的 液 體 體 積 為 大 半 徑 為 R， 小 半 徑 為 r，

33、 寬 度 為 b的 圓環(huán) 的 體 積 。 因 為 是 雙 作 用 泵 ， 所 以 雙 作 用 葉 片 泵 的 排 量 為 （ 4.17） 則 泵 的 實(shí) 際 輸 出 流 量 為 （ 4.18） 式 中 b葉 片 的 寬 度 （ m） 。 葉 片 體 積 對(duì) 排 量 無(wú) 影 響 。 因 為 在 壓 油 腔 ， 葉 片 縮 回 排出 的 液 體 體 積 補(bǔ) 償 了 葉 片 在 壓 油 腔 所 占 的 體 積 。 2.雙 作 用 葉 片 泵 排 量 和 流 量V R r b 2 2 2( )q Vn R r bnv v 2 2 2( ) 如 不 考 慮 葉 片 厚 度 ， 在 一 定 的 條 件 下

34、 ， 則 理 論 上 雙作 用 葉 片 泵 無(wú) 流 量 脈 動(dòng) 。 這 是 因 為 在 壓 油 區(qū) 位 于 壓 油 窗口 的 葉 片 不 會(huì) 造 成 它 前 后 兩 個(gè) 工 作 腔 之 間 的 隔 絕 不 通（ 圖 4.10） ， 此 時(shí) ， 這 兩 個(gè) 相 鄰 的 工 作 腔 已 經(jīng) 連 成 一 體 ，形 成 了 一 個(gè) 組 合 的 密 封 工 作 腔 。 隨 著 轉(zhuǎn) 子 的 勻 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) ，位 于 大 、 小 半 徑 圓 弧 處 的 葉 片 均 在 圓 弧 上 滑 動(dòng) ， 因 此 組合 密 封 工 作 腔 的 容 積 變 化 率 是 均 勻 的 。 實(shí) 際 上 ， 由 于 存在 制 造

35、工 藝 誤 差 ， 兩 圓 弧 有 不 圓 度 ， 也 不 可 能 完 全 同 心 ；其 次 ， 葉 片 有 一 定 的 厚 度 ， 根 部 又 連 通 壓 油 腔 ， 葉 片 底槽 在 吸 油 區(qū) 時(shí) ， 消 耗 壓 力 油 ， 但 在 壓 油 區(qū) 時(shí) ， 壓 力 油 又被 壓 出 ， 同 樣 會(huì) 造 成 了 流 量 脈 動(dòng) 。 由 理 論 分 析 和 實(shí) 驗(yàn) 表明 ， 雙 作 用 葉 片 泵 的 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或 16。 雙作用葉片泵排量和流量(2/2) （ a）

36、 定 子 過(guò) 渡 曲 線 定 子 內(nèi) 表 面 的 曲 線 由 四 段 圓 弧 和 四 段 過(guò) 渡 曲 線 組 成 （ 見(jiàn)圖 4.10） 。 理 想 的 過(guò) 渡 曲 線 不 僅 應(yīng) 使 葉 片 在 槽 中 滑 動(dòng) 時(shí) 的 徑向 速 度 和 加 速 度 變 化 均 勻 ， 而 且 應(yīng) 使 葉 片 轉(zhuǎn) 到 過(guò) 渡 曲 線 和 圓弧 交 接 點(diǎn) 處 的 加 速 度 突 變 不 大 ， 以 減 小 沖 擊 和 噪 聲 。 目 前 雙作 用 葉 片 泵 一 般 都 使 用 綜 合 性 能 較 好 的 等 加 速 、 等 減 速 曲 線或 高 次 曲 線 作 為 過(guò) 渡 曲 線 。 3. 雙 作 用 葉 片

37、 泵 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) （ b） 葉 片 安 放 角 如 圖 4.11所 示 ， 葉 片 在 壓 油 區(qū) 工作 時(shí) ， 它 們 均 受 定 子 內(nèi) 表 面 推 力 的 作用 不 斷 縮 回 槽 內(nèi) 。 當(dāng) 葉 片 在 轉(zhuǎn) 子 中 徑向 安 放 時(shí) ， 定 子 表 面 對(duì) 葉 片 作 用 力 的方 向 與 葉 片 沿 槽 滑 動(dòng) 的 方 向 所 成 的 壓力 角 較 大 ， 因 而 葉 片 在 槽 內(nèi) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí)所 受 到 的 摩 擦 力 也 較 大 ， 使 葉 片 滑 動(dòng)困 難 ， 甚 至 被 卡 住 或 折 斷 。 為 了 解 決這 一 矛 盾 ， 可 以 將 葉 片 不 按 徑 向 安 放

38、，而 是 順 轉(zhuǎn) 向 前 傾 一 個(gè) 角 度 ， 這 時(shí) 的壓 力 角 就 是 。 壓 力 角 的 減 小有 利 于 葉 片 在 槽 內(nèi) 的 滑 動(dòng) ， 所 以 雙 作用 葉 片 泵 轉(zhuǎn) 子 的 葉 片 槽 常 做 成 向 前 傾斜 一 個(gè) 安 放 角 。 在 葉 片 前 傾 安 放 時(shí) ，葉 片 泵 的 轉(zhuǎn) 子 就 不 允 許 反 轉(zhuǎn) 。 雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2/6) 圖 4-11 雙 作 用 葉 片 泵 葉 片 傾 角 上 述 的 葉 片 安 放 形 式 不 是 絕 對(duì) 的 ， 實(shí) 踐 表 明 ， 通 過(guò)配 流 孔 道 以 后 的 壓 力 油 引 入 到 葉 片 根 部 后 ， 其 壓

39、力 值 小 于葉 片 頂 部 所 受 的 壓 油 腔 壓 力 ， 因 此 在 壓 油 區(qū) 推 壓 葉 片 縮 回的 力 除 了 定 子 內(nèi) 表 面 的 推 力 之 外 ， 還 有 液 壓 力 （ 由 頂 部 壓力 與 根 部 壓 力 之 差 引 起 ） ， 所 以 上 述 壓 力 角 過(guò) 大 使 葉 片 難以 縮 回 的 推 理 就 不 十 分 確 切 。 目 前 ， 有 些 葉 片 泵 的 葉 片 作徑 向 安 放 仍 能 正 常 工 作 。 （ c） 端 面 間 隙 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 葉 片 泵 同 樣 存 在 著 泄 漏 問(wèn) 題 ， 特 別 是 端 面 的 泄 漏 。為 了 減 少 端

40、 面 泄 漏 ， 采 取 的 間 隙 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 措 施 是 將 配 流 盤的 外 側(cè) 與 壓 油 腔 連 通 ， 使 配 流 盤 在 液 壓 推 力 作 用 下 壓 向 定子 。 泵 的 工 作 壓 力 愈 高 ， 配 流 盤 就 會(huì) 愈 加 貼 緊 定 子 。 同 時(shí) ，配 流 盤 在 液 壓 力 作 用 下 發(fā) 生 變 形 ， 亦 對(duì) 轉(zhuǎn) 子 端 面 間 隙 進(jìn) 行自 動(dòng) 補(bǔ) 償 。 雙作用葉片泵排量和流量(3/6) （ d） 提 高 工 作 壓 力 的 主 要 措 施 雙 作 用 葉 片 泵 轉(zhuǎn) 子 所 承 受 的 徑 向 力 是 平 衡 的 ， 因 此工 作 壓 力 的 提 高

41、不 會(huì) 受 到 這 方 面 的 限 制 。 同 時(shí) 泵 采 用 配 流盤 對(duì) 端 面 間 隙 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 后 ， 泵 在 高 壓 下 工 作 也 能 保 持 較 高的 容 積 效 率 。 雙 作 用 葉 片 泵 工 作 壓 力 的 提 高 ， 主 要 受 葉 片與 定 子 內(nèi) 表 面 之 間 磨 損 的 限 制 。 前 面 已 經(jīng) 提 到 ， 為 了 保 證 葉 片 頂 部 與 定 子 內(nèi) 表 面 緊密 接 觸 ， 所 有 葉 片 的 根 部 都 是 與 壓 油 腔 相 通 的 。 當(dāng) 葉 片 處于 吸 油 區(qū) 時(shí) ， 其 根 部 作 用 著 壓 油 腔 的 壓 力 ， 頂 部 卻 作 用

42、 著吸 油 腔 的 壓 力 ， 這 一 壓 力 差 使 葉 片 以 很 大 的 力 壓 向 定 子 內(nèi)表 面 ， 加 速 了 定 子 內(nèi) 表 面 的 磨 損 。 當(dāng) 泵 的 工 作 壓 力 提 高 時(shí) ，這 個(gè) 問(wèn) 題 就 更 顯 突 出 ， 所 以 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 。 雙作用葉片泵排量和流量(4/6) 可 以 采 取 的 措 施 有 多 種 ， 下 面 介 紹 在 高 壓 葉 片 泵 中常 用 的 雙 葉 片 結(jié) 構(gòu) 和 子 母 葉 片 結(jié) 構(gòu) 。u雙 葉 片 結(jié) 構(gòu) 。 如 圖 4.12所 示 ， 在

43、 轉(zhuǎn) 子 2的 每 一 槽 內(nèi)裝 有 兩 片 葉 片 1， 葉 片 的 頂 端 和 兩 側(cè) 面 的 倒 角 構(gòu) 成 V形 通 道 ， 使 根 部 壓 力 油 經(jīng) 過(guò) 通 道 進(jìn) 入 頂 部 （ 圖 中 未 標(biāo)出 通 油 孔 道 ） ， 這 樣 ， 葉 片 頂 部 和 根 部 壓 力 相 等 ， 但承 壓 面 積 并 不 一 樣 ， 從 而 使 葉 片 1壓 向 定 子 3的 作 用 力不 致 過(guò) 大 。 雙作用葉片泵排量和流量(5/6) 圖4.12 雙葉片結(jié)構(gòu) 1葉片；2轉(zhuǎn)子；3定子 u 子 母 葉 片 結(jié) 構(gòu) 。 子 母 葉 片 又 稱 復(fù) 合 葉 片 ， 如 圖4.13所 示 。 母 葉

44、片 1的 根 部 L腔 經(jīng) 轉(zhuǎn) 子 2上 的 油 孔 始終 和 頂 部 油 腔 相 通 ， 而 子 葉 片 4和 母 葉 片 1之 間 的小 腔 C通 過(guò) 配 流 盤 經(jīng) K槽 總 是 接 通 壓 力 油 。 當(dāng) 葉 片在 吸 油 區(qū) 工 作 時(shí) ， 推 動(dòng) 母 葉 片 1壓 向 定 子 3的 力 僅為 小 腔 C的 油 壓 力 ， 此 力 不 大 ， 但 能 使 葉 片 與 定 子接 觸 良 好 ， 保 證 密 封 。 雙作用葉片泵排量和流量(6/6) 圖4.13 子母葉片結(jié)構(gòu)1母葉片；2轉(zhuǎn)子；3定子；4子葉片 將 兩 個(gè) 雙 作 用 葉 片 泵 的 主 要 工 作 部 件 裝 在 一 個(gè)

45、泵 體 內(nèi) ，同 軸 驅(qū) 動(dòng) ， 并 在 油 路 上 實(shí) 現(xiàn) 二 泵 并 聯(lián) 工 作 ， 就 構(gòu) 成 雙 聯(lián) 葉 片泵 。 雙 聯(lián) 葉 片 泵 有 兩 個(gè) 各 自 獨(dú) 立 的 出 油 口 ， 在 使 用 時(shí) ， 兩 泵的 輸 出 流 量 可 以 分 開(kāi) 工 作 ， 也 可 以 合 并 使 用 。 雙 聯(lián) 葉 片 泵 多 用 于 機(jī) 床 進(jìn) 給 系 統(tǒng) ， 這 時(shí) 的 雙 聯(lián) 泵 采 用 一小 流 量 泵 和 一 大 流 量 泵 進(jìn) 行 組 合 。 當(dāng) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 帶 動(dòng) 工 作 部 件作 輕 載 快 進(jìn) 或 快 退 時(shí) ， 可 以 使 小 流 量 和 大 流 量 兩 泵 同 時(shí) 供 給低

46、壓 油 ； 當(dāng) 重 載 慢 速 工 進(jìn) 時(shí) ， 高 壓 小 流 量 泵 單 獨(dú) 供 油 ， 大 流量 泵 輸 出 的 油 在 極 低 的 壓 力 下 流 回 油 箱 ， 實(shí) 現(xiàn) 卸 荷 。 系 統(tǒng) 中采 用 雙 聯(lián) 泵 可 以 節(jié) 省 功 率 損 耗 ， 減 少 油 液 發(fā) 熱 。 4.雙 聯(lián) 葉 片 泵 5.單 作 用 葉 片 泵 (1) 單 作 用 葉 片 泵 的 工 作 原 理 圖 4.14為 單 作 用 葉 片 泵 工 作 原 理 圖 。 與 雙 作 用 葉 片 泵明 顯 不 同 的 是 ， 單 作 用 葉 片 泵 的 定 子 內(nèi) 表 面 是 一 個(gè) 圓 形 ，轉(zhuǎn) 子 與 定 子 間

47、有 一 偏 心 量 e， 兩 端 的 配 流 盤 上 只 開(kāi) 有 一 個(gè)吸 油 窗 口 和 一 個(gè) 壓 油 窗 口 。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 子 旋 轉(zhuǎn) 一 周 時(shí) ， 每 一 葉 片在 轉(zhuǎn) 子 槽 內(nèi) 往 復(fù) 滑 動(dòng) 一 次 ， 每 相 鄰 兩 葉 片 間 的 密 封 容 腔 容積 發(fā) 生 一 次 增 大 和 縮 小 的 變 化 ， 容 積 增 大 時(shí) 通 過(guò) 吸 油 窗 口吸 油 ， 容 積 減 小 時(shí) 通 過(guò) 壓 油 窗 口 將 油 擠 出 。 圖4.14 單作用葉片泵工作原理1壓油口；2轉(zhuǎn)子；3定子；4葉片；5吸油口 單作用葉片泵(2/10) 由 于 這 種 泵 在 轉(zhuǎn) 子 每 轉(zhuǎn) 一 周 過(guò) 程

48、中 ， 每 個(gè) 密 封 容 腔容 積 吸 油 壓 油 各 一 次 ， 故 稱 為 單 作 用 葉 片 泵 。 又 因 這 種泵 的 轉(zhuǎn) 子 受 有 不 平 衡 的 液 壓 作 用 力 ， 故 又 稱 不 平 衡 式 葉片 泵 。 由 于 軸 和 軸 承 上 的 不 平 衡 負(fù) 荷 較 大 ， 因 而 使 這 種泵 工 作 壓 力 的 提 高 受 到 了 限 制 。 改 變 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 間 的 偏心 距 e值 ， 可 以 改 變 泵 的 排 量 ， 因 此 單 作 用 葉 片 泵 是 變 量泵 。 單作用葉片泵(3/10) (2) 單 作 用 葉 片 泵 的 排 量 和 流 量 單 作

49、用 葉 片 泵 的 葉 片 轉(zhuǎn) 到 吸 油 區(qū) 時(shí) ， 葉 片 根 部 與 吸油 窗 口 連 通 ， 轉(zhuǎn) 到 壓 油 區(qū) 時(shí) ， 葉 片 根 部 與 壓 油 窗 口 連 通 。因 此 ， 葉 片 的 厚 度 對(duì) 排 量 計(jì) 算 無(wú) 影 響 。 如 圖 4.15所 示 ， 當(dāng) 單 作 用 葉 片 泵 的 轉(zhuǎn) 子 每 轉(zhuǎn) 一 轉(zhuǎn) 時(shí) ，每 兩 相 鄰 葉 片 間 的 密 封 容 積 變 化 量 為 V1-V2。 圖4.15 單作用葉片泵排量計(jì)算 單作用葉片泵(4/10) 若 近 似 把 AB和 CD看 作 是 中 心 為 O1的 圓 弧 ， 當(dāng) 定 子 內(nèi) 徑為 D時(shí) ， 此 二 圓 弧 的 半

50、徑 即 分 別 為 （ D/2+e） 和 （ D/2-e） 。設(shè) 轉(zhuǎn) 子 直 徑 為 d， 葉 片 寬 度 為 b， 葉 片 數(shù) 為 z， 則 有 因 排 量 V=(V1-V2)z， 故 將 以 上 兩 式 代 入 排 量 公 式 ， 并 加以 整 理 ， 即 得 泵 的 排 量 近 似 表 達(dá) 式 為 （ 4.19） 泵 的 實(shí) 際 流 量 為 （ 4.20） 上 式 也 表 明 ， 只 要 改 變 偏 心 距 e， 即 可 改 變 泵 的 輸 出 流量 。 單 作 用 葉 片 泵 的 定 子 內(nèi) 徑 和 轉(zhuǎn) 子 外 徑 都 為 圓 柱 面 ， 由于 偏 心 安 置 ， 其 容 積 變 化

51、是 不 均 勻 的 ， 因 此 有 流 量 脈 動(dòng) 。理 論 分 析 表 明 ， 葉 片 數(shù) 為 奇 數(shù) 時(shí) 脈 動(dòng) 率 較 小 ， 而 且 泵 內(nèi) 的 葉 片 數(shù) 越 多 ， 流 量 脈 動(dòng) 率 就 越 小 。 考 慮 到 上 述 原 因 和 結(jié) 構(gòu)上 的 限 制 ， 一 般 葉 片 數(shù) 為 13或 15。 V D e d b D e d bz1 2 2 2 22 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) V D e d b D e d bz2 2 2 2 22 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( )V beD22 Vq beDn 單作用葉片泵(5/10) (3) 單 作 用

52、葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) （ a） 為 了 調(diào) 節(jié) 泵 的 輸 出 流 量 ， 需 移 動(dòng) 定 子 位 置 ， 以改 變 偏 心 距 e。 （ b） 徑 向 液 壓 作 用 力 不 平 衡 ， 因 此 限 制 了 工 作 壓 力的 提 高 。 單 作 用 葉 片 泵 的 額 定 壓 力 一 般 不 超 過(guò) 7 MPa； （ c） 存 在 困 油 現(xiàn) 象 。 由 于 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 兩 圓 柱 面 偏 心安 置 ， 當(dāng) 相 鄰 兩 葉 片 同 時(shí) 在 吸 、 壓 油 窗 口 之 間 的 密 封 區(qū) 內(nèi)工 作 時(shí) ， 封 閉 容 腔 會(huì) 產(chǎn) 生 困 油 現(xiàn) 象 。 為 了 消 除 困 油

53、 現(xiàn) 象 帶來(lái) 的 危 害 ， 通 常 在 配 流 盤 壓 油 窗 口 邊 緣 開(kāi) 三 角 形 卸 荷 槽 。 （ d） 葉 片 后 傾 。 單 作 用 葉 片 泵 葉 片 傾 角 安 裝 得 主 要矛 盾 不 在 壓 油 腔 ， 而 在 吸 油 腔 。 因 為 單 作 用 葉 片 泵 在 壓 油區(qū) 的 葉 片 根 部 通 壓 力 油 而 在 吸 油 區(qū) 的 葉 片 根 部 不 通 壓 力 油而 與 吸 油 口 連 通 ， 為 了 使 吸 油 區(qū) 的 葉 片 能 在 離 心 力 的 作 用 下 順 利 甩 出 ， 葉 片 采 取 后 傾 一 個(gè) 角 度 安 放 。 通 常 后 傾 角 為24

54、。 (4) 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 （ a） 外 反 饋 式 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理 。 圖 4.16為 外 反饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 工 作 原 理 圖 。 轉(zhuǎn) 子 2的 中 心 O1是 固 定的 ， 定 子 3可 以 左 右 移 動(dòng) ， 在 限 壓 彈 簧 5的 作 用 下 ， 定 子 3被 推 向 左 端 ， 使 定 子 中 心 O2和 轉(zhuǎn) 子 中 心 O1之 間 有 一 初 始 偏心 量 e0。 它 決 定 了 泵 的 最 大 流 量 qmax。 定 子 3的 左 側(cè) 裝 有 反饋 液 壓 缸 6， 其 油 腔 與 泵 出 口 相 通 。單作用葉片泵

55、(6/10) 圖 4.16 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 工 作 原 理1 最 大 流 量 調(diào) 節(jié) 螺 釘 ； 2 轉(zhuǎn) 子 ； 3 定 子 ； 4限 定 壓 力 調(diào) 節(jié) 螺 釘 ； 5 限 壓 彈 簧 ； 6 反 饋液 壓 缸 單作用葉片泵(7/10) 在 泵 工 作 過(guò) 程 中 ， 液 壓 缸 6的 活 塞 對(duì) 定 子 3施 加 向 右的 反 饋 力 pA（ A為 液 壓 缸 6活 塞 的 有 效 作 用 面 積 ） 。 若 泵的 工 作 壓 力 達(dá) 到 pB值 時(shí) ， 定 子 所 受 的 液 壓 力 與 彈 簧 力 相平 衡 ， 有 pBA=kx0（ k為 彈 簧 剛 度 ，

56、 為 彈 簧 的 預(yù) 壓 縮 量 ） ，這 里 pB稱 為 泵 的 限 定 壓 力 。 當(dāng) 泵 的 工 作 壓 力 ppB時(shí) ， pApB時(shí) ， pAkx0。 限壓 彈 簧 被 壓 縮 ， 定 子 右 移 ， 偏 心 距 減 小 ， 泵 的 流 量 也 隨之 迅 速 減 小 。 （ b） 內(nèi) 反 饋 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理 。 內(nèi) 反 饋 變 量 葉 片泵 的 工 作 原 理 與 外 反 饋 式 相 似 ， 但 是 ， 泵 的 偏 心 距 的 改 變不 是 依 靠 外 反 饋 液 壓 缸 ， 而 是 依 靠 內(nèi) 反 饋 液 壓 力 的 直 接 作用 。 內(nèi) 反 饋 式 變 量

57、葉 片 泵 配 流 盤 的 吸 、 壓 油 窗 口 布 置 如 圖4.17所 示 ， 由 于 存 在 偏 角 ， 壓 油 區(qū) 的 壓 力 油 對(duì) 定 子 3的 作用 力 F在 平 行 于 轉(zhuǎn) 子 、 定 子 中 心 連 線 O1O2的 方 向 有 一 分 力Fx。 隨 著 液 壓 泵 工 作 壓 力 p的 升 高 ， Fx也 增 大 。 當(dāng) Fx大 于限 壓 彈 簧 5的 預(yù) 緊 力 kx0時(shí) ， 定 子 3就 向 右 移 動(dòng) ， 減 小 了 定子 和 轉(zhuǎn) 子 的 偏 心 距 ， 從 而 使 流 量 相 應(yīng) 變 小 。 單作用葉片泵(8/10) 圖 4.17 內(nèi) 反 饋 限 壓 式 變 量 葉

58、 片 泵 工 作 原 理1 最 大 流 量 調(diào) 節(jié) 螺 釘 ； 2 轉(zhuǎn) 子 ； 3 定 子 ；4 限 定 壓 力 調(diào) 節(jié) 螺 釘 ； 5 限 壓 彈 簧 單作用葉片泵(9/10) （ c） 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 流 量 壓 力 特 性 。 限 壓 式 變量 葉 片 泵 的 流 量 壓 力 特 性 曲 線 如 圖 4.18所 示 。 曲 線 表 示 泵工 作 時(shí) 流 量 隨 壓 力 變 化 的 關(guān) 系 。 當(dāng) 泵 的 工 作 壓 力 小 于 pB時(shí) ，其 流 量 變 化 用 斜 線 表 示 ， 它 和 水 平 線 （ 理 論 流 量 qt） 的 差值 q為 泄 漏 量 。 此 階

59、段 的 變 量 泵 相 當(dāng) 于 一 個(gè) 定 量 泵 ， AB稱 定 量 段 曲 線 。 點(diǎn) B為 特 性 曲 線 的 拐 點(diǎn) ， 其 對(duì) 應(yīng) 的 壓 力 pB就 是 限 定 壓 力 ， 它 表 示 泵 在 原 始 偏 心 距 e0時(shí) ， 可 達(dá) 到 的 最大 工 作 壓 力 。 當(dāng) 泵 的 工 作 壓 力 超 過(guò) pB以 后 ， 限 壓 彈 簧 被 壓縮 ， 偏 心 距 被 減 小 ， 流 量 隨 壓 力 增 加 而 急 劇 減 小 ， 其 變 化情 況 用 變 量 段 曲 線 BC表 示 。 C點(diǎn) 所 對(duì) 應(yīng) 的 壓 力 p C為 極 限 壓力 （ 又 稱 截 止 壓 力 ） 。 圖4.18

60、 限壓式變量葉片泵特性曲線 單作用葉片泵(10/10) 泵 的 最 大 流 量 由 最 大 流 量 調(diào) 節(jié) 螺 釘 1調(diào) 節(jié) ， 它 可 改 變 限壓 式 變 量 葉 片 泵 特 性 曲 線 中 A點(diǎn) 的 位 置 ， 使 AB線 段 上 下 平移 。 泵 的 限 定 壓 力 由 限 定 壓 力 調(diào) 節(jié) 螺 釘 4調(diào) 節(jié) ， 它 可 改 變 特性 曲 線 中 B點(diǎn) 的 位 置 ， 使 BC線 段 左 右 平 移 。 若 改 變 彈 簧 剛度 k， 則 可 改 變 BC線 段 的 斜 率 。 為 得 到 較 好 的 動(dòng) 作 靈 敏 度 ，可 配 置 不 同 的 彈 簧 ， 以 滿 足 實(shí) 際 需

61、要 。 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 特 點(diǎn) 是 ： 第 一 ， 流 量 可 以 自 動(dòng) 地 改 變 來(lái) 適 應(yīng) 于 負(fù) 載 的 實(shí) 際 需 要 ，有 利 于 系 統(tǒng) 節(jié) 省 能 量 ； 第 二 ， 可 降 低 系 統(tǒng) 的 工 作 溫 度 ， 延 長(zhǎng) 液 壓 油 液 和 密 封圈 的 使 用 壽 命 ； 第 三 ， 在 系 統(tǒng) 中 可 以 使 用 較 小 的 油 箱 ， 可 不 用 溢 流 閥或 單 向 閥 ， 從 而 簡(jiǎn) 化 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 常 用 于 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 需 要 有 快 慢 速 要 求的 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 。 4.5

62、柱 塞 泵 柱 塞 泵 是 依 靠 柱 塞 在 缸 體 內(nèi) 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 使 密 封 工 作 容腔 容 積 發(fā) 生 變 化 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 吸 、 壓 油 的 。 由 于 柱 塞 與 缸 體 內(nèi) 孔均 為 圓 柱 表 面 ， 因 此 加 工 方 便 ， 配 合 精 度 高 ， 密 封 性 能 好 。同 時(shí) ， 柱 塞 泵 主 要 零 件 處 于 受 壓 狀 態(tài) ， 使 材 料 強(qiáng) 度 性 能 得到 充 分 利 用 ， 故 柱 塞 泵 常 做 成 高 壓 泵 。 此 外 ， 只 要 改 變 柱塞 的 工 作 行 程 ， 就 能 改 變 泵 的 排 量 ， 易 于 實(shí) 現(xiàn) 單 向 或 雙 向變

63、量 。 所 以 ， 柱 塞 泵 具 有 壓 力 高 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 效 率 高 及 流量 調(diào) 節(jié) 方 便 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 常 用 于 需 要 高 壓 大 流 量 和 流 量 需 要 調(diào)節(jié) 的 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 ， 如 龍 門 刨 床 、 拉 床 、 液 壓 機(jī) 、 起 重機(jī) 械 等 設(shè) 備 的 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 柱 塞 泵 按 柱 塞 排 列 方 向 的 不 同 ， 可 分 為 軸 向 柱 塞 泵 和徑 向 柱 塞 泵 兩 類 。 1.軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 軸 向 柱 塞 泵 的 柱 塞 軸 向 安 排 在 缸 體 中 。 軸 向 柱 塞 泵 按其

64、 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ， 分 為 斜 盤 式 和 斜 軸 式 兩 類 。 下 面 以 圖 4.19中的 斜 盤 式 為 例 來(lái) 說(shuō) 明 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 。 泵 由 斜 盤 1、 柱 塞 2、 缸 體 3、 配 流 盤 4等 主 要 零 件 組 成 。斜 盤 和 配 流 盤 固 定 不 動(dòng) 。 在 缸 體 上 有 若 干 個(gè) 沿 圓 周 均 布 的軸 向 孔 ， 孔 內(nèi) 裝 有 柱 塞 。 傳 動(dòng) 軸 5帶 動(dòng) 缸 體 3、 柱 塞 2一 起轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 柱 塞 2在 機(jī) 械 裝 置 或 低 壓 油 的 作 用 下 ， 使 柱 塞 頭 部和 斜 盤 1靠 緊 ； 同 時(shí) 缸 體

65、 3和 配 流 盤 4也 緊 密 接 觸 ， 起 密 封作 用 。 當(dāng) 缸 體 3按 圖 示 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 使 柱 塞 2在 缸 體 3內(nèi) 作往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 各 柱 塞 與 缸 體 間 的 密 封 容 積 便 發(fā) 生 增 大 或 減 小的 變 化 ， 通 過(guò) 配 流 盤 4上 的 弧 形 吸 油 窗 口 a和 壓 油 窗 口 b實(shí)現(xiàn) 吸 油 和 壓 油 。 軸向柱塞泵的工作原理(2/2) 如 果 改 變 斜 盤 1傾 角 的 大 小 ， 就 能 改 變 柱 塞 2的 行程 ， 這 也 就 改 變 了 軸 向 柱 塞 變 量 泵 的 排 量 。 如 果 改 變 斜盤 1傾 角 的

66、方 向 ， 就 能 改 變 吸 、 壓 油 方 向 ， 這 時(shí) 就 成 為雙 向 變 量 軸 向 柱 塞 泵 。 圖 4.19 軸 向 柱 塞 泵 工 作 原 理1 斜 盤 ； 2 柱 塞 ； 3 缸 體 ； 4 配 流 盤 ； 5傳 動(dòng) 軸 2.軸 向 柱 塞 泵 的 排 量 和 流 量 若 柱 塞 數(shù) 目 為 z， 柱 塞 直 徑 為 d， 柱 塞 孔 的 分 布 圓 直 徑為 D， 斜 盤 傾 角 為 （ 見(jiàn) 圖 4.19） ， 當(dāng) 缸 體 轉(zhuǎn) 動(dòng) 一 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 泵的 排 量 為 （ 4.21） 則 泵 的 實(shí) 際 輸 出 流 量 為 （ 4.22） 實(shí) 際 上 ， 柱 塞 泵 的 輸 出 流 量 是 脈 動(dòng) 的 。 當(dāng) 柱 塞 數(shù) 為 奇數(shù) 時(shí) ， 脈 動(dòng) 率 較 小 。 故 柱 塞 泵 的 柱 塞 數(shù) 一 般 都 為 奇 數(shù) ，從 結(jié) 構(gòu) 和 工 藝 性 考 慮 ， 常 取 z = 7或 z = 9。 V d D z 4 2 (tan )2 (tan )4 vq d D zn 3.軸 向 柱 塞 泵 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) (1) 缸 體 端 面 間 隙 的 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 由