液压传动第三章 齿轮泵及螺杆泵

第3章液压泵与液压马达液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。

本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理、结构特点、性能参数以及应用。

液压泵液压马达将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件，其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。

因此，液压泵的输入参量为机械参量(转矩T和转速n)，输出参量为液压参量(压力p和流量q)。

将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。

因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力p和流量q)，输出参量为机械参量(转矩T和转速n)。

目录▪ 3.1 液压泵与液压马达概述▪ 3.2 齿轮泵▪ 3.3 叶片泵▪ 3.4 柱塞泵▪ 3.5 液压泵的选用▪ 3.6 液压马达3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的工作原理1—偏心轮2—柱塞3—缸体4—弹簧5—压油单向阀6—吸油单向阀a—密封油腔单柱塞容积式泵的工作原理图液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、功率和效率。

液压泵的主要性能参数3.1 液压泵与液压马达概述压力np 额定压力 max p 最高允许压力 p 工作压力 吸入压力在正常工作条件下，按试验标准 规定连续运转所允许的最高压力泵短时间内所允许 超载使用的极限压力 实际工作时的输出压力， 即液压泵出口的压力 液压泵进口处的压力3.1 液压泵与液压马达概述转速n额定转速 maxn 最高转速 minn 最低转速 液压泵的主要性能参数在额定压力下，根据试验结果推荐能长 时间连续运行并保持较高运行效率的转速 在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过 低所允许的最低转速3.1 液压泵与液压马达概述排量及流量液压泵的主要性能参数 tq 理论流量 q实际流量 排量V在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一周， 所排出的液体的体积在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内 所排出的液体的体积t q nV指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量流量不均匀系数q δ瞬时理论流量 tshq 额定流量 nq 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数 排量及流量在额定压力、额定转速下，按试验标准规定 必须保证的输出流量由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉 动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量 在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀程度tsh max tsh min q t()()q q q δ-=3.1 液压泵与液压马达概述输入功率P i输出功率P o理论功率P t液压泵的主要性能参数 功率原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需 的机械功率 i2πP T nTω==输出功率(kW)用其实际流量q 和出口压力p的乘积表示O p pq =t t t2πP pq nT ==如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等，即为理论功率3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数效率机械效率容积效率总效率tmTTη=l l Vt t11q qqq q nV η==-=-oV miPpηηη==3.1 液压泵与液压马达概述性能曲线液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量、实际流量和实际输入功率与工作压力的关系曲线如图所示。

《液压动力元件—螺杆泵、液压泵的选用、常见故障及维修、液压马达》导学案设计方案科目：液压与气压传动方案设计：赵光霞、査娜备课节次：2 节班级：组号：学生姓名：导入：根据常见液压泵的类型导入新课二、明确任务，自主学习明确本节课的主要学习任务，对照任务自学教材P46-P50，并完成以下练习。

3.5 螺杆泵1.分析下图，试从密封容积及吸压油形成两方面回答三螺杆泵的工作原理。

1后盖2泵体3主动螺杆4从动螺杆5前盖2.螺杆泵的特点及应用优点：缺点：应用：3.6 液压泵的选用1.液压泵选用时，首先看有无变量要求，有变量要求，首选_______________、_______________、______________；其次看工作压力，低压系统或辅助装置选______________，中压系统多选___________，高压系统多选___________；再看工作环境，____________抗污染最好；然后对比噪声指数，低噪声用___________、___________和___________，___________和___________的瞬时流量最均匀；最后对比各种泵的效率，___________的总效率最高；同一结构的泵，___________泵总效率高。

3.7 液压泵的常见故障及维修1.液压泵的常见故障有______________________________________、_______________________________和____________________________。

3.8 液压马达3.8.1 液压马达的分类1.液压马达是液压系统的___________元件，其作用是__________________________________________________________。

2. 液压马达和液压泵的区别在于：________________，________________，________________。

第3章液压泵内容提要本章主要介绍液压动力元件的几种典型液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、基本结构、性能特点及应用范围等）。

基本要求、重点和难点基本要求：掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、结构特点。

了解各类泵的典型结构及应用范围。

重点：通过本章学习，要求掌握液压泵的工作原理、功能、性能参数（压力和流量等）、性能特点及应用范围。

难点： ①密闭容积的确定（特别是齿轮泵）。

②容积效率的概念。

③额定压力和实际压力的概念。

④外反馈限压式变量叶片泵的特性。

⑤柱塞泵的变量机构。

3.1液压泵基本概述液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的机械能（转矩T 和角速度ω）转换为压力能（压力p 和流量q ）输出，为执行元件提供压力油。

液压泵.的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性，在液压传动中占有极其重要的地位。

3.1.1液压泵的工作原理如图3-1所示，单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4和单向阀5、6等组成，柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。

当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时，柱塞在弹簧力的作用下向下运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大，形成真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经单向阀5进入其内（单向阀6关闭）。

这一过程称为吸油，当偏心轮的几何中心转到最下点O 1/时，容积增大到极限位置，吸油终止。

吸油过程完成后，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积减小，油液受挤压经单向阀6排出（单向阀5关闭），这一过程称为排油，当偏心轮的几何中心转到最上点O 1//时，容积减小至极限位置，排油终止。

偏心轮连续旋转，柱塞上下往复运动，泵在半个周期内吸油、半个周期内排油，在一个周期内吸排油各一次。

图3-1 单柱塞泵工作原理 1-偏心轮 2-柱塞 3-弹簧 4-缸体 5、6-单向阀 7-油箱如果记柱塞直径为d ，偏心轮偏心距为e ，则柱塞向上最大行程e s 2=，排出的油液体积2422e d s d V ππ==。

齿轮泵的类型
齿轮泵是一种常用的液压传动装置，其工作原理是利用齿轮的旋转来吸入和排出液体。

根据齿轮泵的结构和工作特点，可以将其分为以下几种类型：
1.外齿轮泵
外齿轮泵是一种常见的齿轮泵类型，其结构由外齿轮、内齿轮和泵体组成。

液体经过泵体进入齿轮间隙，随着齿轮的旋转，液体被吸入齿轮齿槽中，并随着齿轮的旋转被输送到出口处。

外齿轮泵的优点是结构简单、容易维修，但由于齿轮的旋转会在一定程度上产生噪音和振动，因此适用于流量要求不高的场合。

2.内齿轮泵
内齿轮泵是一种常用的齿轮泵类型，其结构由外齿轮、内齿轮和泵体组成。

液体经过泵体进入齿轮间隙，随着齿轮的旋转，液体被吸入齿轮齿槽中，并随着齿轮的旋转被输送到出口处。

内齿轮泵的优点是结构简单、流量大、压力高，但其缺点是液体流动时容易产生压力脉动。

3.双齿轮泵
双齿轮泵是一种结构复杂的齿轮泵类型，其结构由两个相互啮合的
齿轮和泵体组成。

双齿轮泵可以实现液体的正反转和流量的可调节，因此广泛应用于工程机械、农业机械等领域。

4.内外齿轮泵
内外齿轮泵是一种结构复杂的齿轮泵类型，其结构由内齿轮、外齿轮和泵体组成。

内外齿轮泵的优点是流量大、压力高、噪音小，因此广泛应用于冶金、石化、煤炭等领域。

5.螺杆泵
螺杆泵是一种常用的齿轮泵类型，其结构由两个相互啮合的螺杆和泵体组成。

螺杆泵可以实现液体的正反转，液体流动时压力脉动小，因此广泛应用于石油、化工、食品等领域。

不同类型的齿轮泵根据其结构和工作特点，适用于不同的场合。

在选择齿轮泵时，应根据实际需求，选择合适的类型和型号。

第3章液压与气压传动动力元件思考题和习题3.1 容积式液压泵的工作原理是什么？答：其原理是：必须有一个密封容积；并且密封容积是变化的；还要有一个配油装置；油箱与大气相通。

3.2 液压泵装于液压系统中之后，它的工作压力是否就是液压泵标牌上的压力？为什么？答：不一定。

因为系统中压力是由负载来决定的。

3.3 液压泵在工作过程中产生哪些能量损失？产生损失的原因？答：产生两种损失：容积损失和机械损失。

容积损失产生的原因是泵中存在间隙，在压力作用下油液从高压区向低压区泄漏；另外由于油的粘性，转速高阻力大，使油液没充满密封空间。

机械损失是泵零件间，轴承，零件与液体间存在摩擦而产生的损失。

3.4 外啮合齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？答：外啮合齿轮泵在工作过程中，压油腔的工作容积变化率不均匀，齿数越少，其脉动率越大，所以外啮合齿轮泵的瞬时流量脉动大。

流量脉动大引起齿轮泵输出压力脉动大，产生较大的噪声。

3.5 什么是齿轮泵的困油现象？产生困油现象有何危害？如何消除困油现象？其它类型的液压泵是否有困油现象？解：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于或等于1，即总有两对轮齿同时啮合。

这样一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭腔之内。

这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减少，以后又逐渐增大。

当封闭容积减少时会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液温升增加，轴承等机件也受到附加径向不平衡负载作用。

封闭容积增大时又会造成局部真空，使溶于油中气体分离出来，产生空穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。

消除困油现象的方法，通常在齿轮泵的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减少时通过卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过卸荷槽与吸油腔相通。

其它类型的液压泵也有困油现象，双作用叶片泵在设计合理，安装准确时，在理论上没有困油现象。

3.6 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力？答：影响齿轮泵压力提高主要是端面间隙的泄漏及径向力不平衡。