液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵的工作原理及主要结构特点液压泵作为液压传动系统中的核心元件之一，主要用于将液体的机械能转化为液体的压力能，并输出给液压系统中的执行元件，实现液压系统的工作。
1.工作过程：液压泵通过旋转驱动轴将液体吸入泵腔，然后通过泵腔的构造形式将液体压缩，最后将压缩液体推送至输出管路，从而实现液体的压力增加。
液压泵主要通过动静液体间的容积周期变化来实现工作。
2.吸油过程：油液进入泵腔时，液体被叶轮推至泵腔的出口。
3.压油过程：液压泵的旋转运动使得叶片向轴心方向收缩，使得泵腔的容积缩小。
当泵腔的容积缩小到一定程度时，吸入管路中的液体将被压缩，从而进一步增加了液体的压力。
4.推油过程：压缩后的液体通过泵腔的输出口输出到液压系统的管路中。
液压泵的主要结构特点如下：1.泵体：液压泵的泵体通常由铸铁或铸钢等金属材料制成，具有较高的强度和刚度以承受高压力的冲击。
2.轴和轴承：液压泵的轴和轴承通常由高强度钢材制成，用于连接泵体和电机，同时支撑整个液压泵的运转。
3.叶轮：液压泵的叶轮是泵的旋转部件，通常由铸铁或铸钢制成。
叶轮的数量和形状会影响液压泵的输出流量和压力。
4.泵腔：液压泵的泵腔是液体流动的关键部件，通常为方形或椭圆形。
泵腔内的体积变化决定了液压泵的输出流量和压力。
5.定子：液压泵的定子通常由高强度的合金钢材料制成，用于固定泵腔和叶轮。
6.密封装置：液压泵的密封装置主要用于防止液体泄漏，通常采用密封圈、密封垫等形式进行密封。
1.压力范围广：液压泵可以根据需求提供不同的输出压力，能够满足不同工况下的工作要求。
2.输出流量大：液压泵的输出流量较大，能够为液压系统提供足够的液体供应。
3.工作稳定：液压泵的工作较为稳定，输出压力和流量的波动较小，能够保证液压系统的正常运行。
4.适应性强：液压泵能够适应各种不同的工作环境和场合，广泛应用于各个行业的液压传动系统中。
总之，液压泵是液压系统中的核心元件之一，它的工作原理和主要结构特点决定了液压泵具有较高的工作效率和可靠性，为液压系统的正常运行提供了重要保障。
3《液压传动》液压泵
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1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 ※ 压油口缩小后，安装时注意不 能反转。
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作用在泵轴上的径向力，能使轴弯曲，从而引起齿顶与泵壳体 相接触，从而降低了轴承的寿命，这种危害会随着齿轮泵压力的提 高而加剧，所以应采取措施尽量减小径向不平衡力，其方法如下： (1) 缩小压油口的直径，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围 内，这样压力油作用于齿轮上的面积减小，因而径向不平衡力也就 相应地减小。 （2）增大泵体内表面与齿轮齿顶圆 的间隙，使齿轮在径向不平衡力作用 下，齿顶也不能和泵体相接触。 （3）开压力平衡槽，如图所示， 开两个压力平衡槽1和2分别与低、高 压油腔相通，这样吸油腔与压油腔相 对应的径向力得到平衡，使作用在轴 承上的径向力大大地减小。但此种方 法会使泵的内泄漏增加，容积效率降 低，所以目前很少使用此种方法。
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一、齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理
齿轮1、2的齿廓线（面）与壳体内 表面及前后端盖构成若干密封容积， 啮合线将高、低压腔隔离开来。 当齿轮按图示方向旋转时，下侧的轮 齿逐渐脱离啮合，其密封容积逐渐增 大，形成局部真空，油液在大气压力 的作用下从吸油口进入下部低压腔； 随着齿轮的转动，齿轮的齿谷把油液 从下侧带到上侧密封容积中，轮齿在 上侧进入啮合时，使上侧密封容积逐 渐减小，油液从上侧油高压腔将油液 排出。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮 泵不断地吸油和排油
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二、齿轮泵的排量和流量 1．排量与流量： 对于由一对齿数相等的齿轮组成的外啮 排量与流量： 合齿轮泵，其主轴旋转一周所排出的液体体积等于两齿轮轮齿 体积之和。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷容积是相同的。 这样，齿轮泵的几何排量等于一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积 之和。考虑到齿顶间隙的液体从排液腔仍被带回到吸油腔，不 参与排液，则齿轮泵的几何排量等于以齿顶圆为外径、以 (Z－ 2)m的圆为内径、高为齿轮宽度B的圆筒体积
液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵的工作原理及主要结构特点液压泵是一种将机械能转化为液压能的装置，能将液体通过其中一种装置增压，并使其在管道中传递的装置。
液压泵的工作原理是通过驱动装置（通常是电动机）提供的机械能，使液体在泵内产生压力，并通过出口管道将液体压送到需要的地方。
液压泵的主要结构特点如下：1.泵体：液压泵的外部壳体，通常由铸铁或钢铸造而成，有很好的耐压性和密封性，能够保护内部的机械部件免受外界环境的影响。
2.轴承：液压泵内部的轴承承受泵的转动载荷，能够保证泵的转子在高速运动时的稳定性和可靠性。
3.转子：转子是液压泵的核心部件，由泵轴和叶片组成。
当转子旋转时，液体通过叶片的作用将机械能转化为液压能。
4.密封装置：密封装置用于保证液压泵内部的压力不会泄漏，通常包括密封圈、密封垫等。
密封装置的性能直接影响液压泵的效率和工作可靠性。
5.进口和出口：液压泵的进口和出口用于输送液体，进口处吸入液体，出口处将液体压送到需要的地方。
进口和出口通常配有阀门和连接管道，以控制液体的流动方向和流量。
液压泵的工作原理是将液体从低压区域通过泵吸入，经过压力区域的驱动下，将液体加压后从高压区域排出。
具体来说，液体从进口进入液压泵，经过泵体中的叶片和转子的旋转，产生离心力，并逐渐加压。
当液体的压力大于系统中的压力时，液体将从出口排出，并通过管道传递到需要的地方。
总的来说，液压泵通过驱动装置提供的机械能，将液体压力增加后输送到需要的地方。
液压泵的主要结构特点包括泵体、轴承、转子、密封装置和进口出口等。
液压泵的工作原理可以分为容积式泵和动量式泵两类，通过增加液体的压力来实现泵的工作。
3第三章 液压泵
泵的输出功率可由下式求得 N出 P Q 63 105 53 103 / 60 5565W 总效率为输出功率与输入功率之比 N出 5565 0.795 N 入 7000 机械效率 m
0.795 0.840 v 0.946
maojian@
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R，r 定子圆弧部分的长短半径；
叶片倾角；
s 叶片厚度； z 叶片数。
maojian@
§3-4 柱塞泵
一、径向柱塞泵的工作原理和流量计算
图3—22 径向柱塞泵的工作原理 1—柱塞 2—缸体 3—衬套 4—定子 5—配油轴
maojian@
径向柱塞泵的排量和流量计算：
二、内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵优点： 1.结构紧凑,体积小； 2.零件少,转速可高达10000r/mim； 3.运动平稳,噪声低； 4.容积效率较高。 内啮合齿轮泵缺点： 1.转子的制造工艺复杂。
maojian@
汽车自动变速器的内啮合齿轮泵
maojian@
§3-3 叶片泵
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2)电机驱动功率 P输入 P输出 / 45.9 / 0.9 51kW
maojian@
三、液压泵的类型
1.液压泵类型
柱塞式 轴向柱塞式 径向柱塞式 单作用叶片式 双作用叶片式 外啮合式 内啮合式
maojian@
液 压 泵
叶片式
齿轮式
maojian@
例2:某液压泵输出压力为200×105Pa，转速 n=1450r/min，排量为100 ml/r，该泵的容积效 率为0.95、总效率为0.9，试求这时泵的输出功 率和电动机的驱动功率。
解：1)泵的输出功率： P输出 pq实际 p V nv 200 10 100 10 1450 0.95 45916W 60 45.9kW
液压泵的工作原理
液压泵的工作原理液压泵是一种能量转换装置，它将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为液体压力能，为系统提供具有一定压力和流量的液压油，是液压传动系统中的动力元件。
液压泵性能的好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。
1、工作原理液压传动中所用的液压泵是靠密封的工作容积发生变化而进行工作的，所以都属于容积式泵。
现以下图为例来说明其工作原理。
▲液压泵工作原理1—缸体2—偏心轮3—柱塞4—弹簧5—吸油阀6—排油阀A—偏心轮下死点B—偏心轮上死点该泵由缸体1、偏心轮2、柱塞3、弹簧4、吸油阀5和排油阀6等组成。
缸体1固定不动；柱塞3和柱塞孔之间有良好的密封，并且可以在柱塞孔中做轴向运动；弹簧4总是使柱塞顶在偏心轮2上。
吸油阀5的右端（即液压泵的进口）与油箱相通，左端与缸体内的柱塞孔相通。
排油阀6的右端也与缸体内的柱塞孔相通，左端（即液压泵的出口）与液压系统相连。
当柱塞处于偏心轮的下死点A时，柱塞底部的密封容积最小；当偏心轮按图示方向旋转时，柱塞不断外伸，密封容积不断扩大，形成真空，油箱中的油液在大气压力作用下，推开吸油阀内的钢球而进入密封容积，这就是泵的吸油过程，此时排油阀内的钢球在弹簧的作用下将出口关闭；当偏心轮转至上死点B与柱塞接触时，柱塞伸出缸体最长，柱塞底部的密封容积最大，吸油过程结束。
偏心轮继续旋转，柱塞不断内缩，密封容积不断缩小，其内油液受压，吸油阀关闭，并打开排油阀，将油液排到液压泵出口，输入液压系统；当偏心轮转至下死点A与柱塞接触时，柱塞底部密封容积最小，排油过程结束。
若偏心轮连续不断地旋转，柱塞不断地往复运动，密封容积的大小交替变化，泵就不断地完成吸油和排油过程。
2、液压泵的分类和特点液压泵是一种能量转换装置，是液压系统中的能源，是组成液压系统的心脏。
它通过向液压系统输送足够流量的压力油，来推动执行元件对外做功。
按其结构的不同，液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等；按其压力的不同可分为低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵；按液压泵在单位时间内所能输出的油液的体积能否调节，又可分为定量泵和变量泵。
液压泵的工作原理及分类
液压泵的工作原理及分类引言液压泵是一种将机械能转化为液压能的装置，广泛应用于工程和农业机械、船舶工业、矿山工业等领域。
本文将介绍液压泵的工作原理以及常见的分类。
一、液压泵的工作原理液压泵的工作原理基于两个重要的规律：泵的容积变化原理和压力平衡原理。
1.1 泵的容积变化原理液压泵主要通过改变泵腔内的容积来推动液体的流动。
泵腔内有两个容积不断变化的工作腔和被隔离的吸入腔。
当泵腔容积增大时，泵内部产生负压，液体被吸入；当泵腔容积减小时，泵内部产生正压，液体被推出。
通过这种方式，液压泵能够将液体从低压区域输送至高压区域。
1.2 压力平衡原理液压泵的另一个重要原理是压力平衡原理。
泵腔内部的压力变化受到液压系统中其他元件的影响，例如阀门、管道等。
当液压泵运行时，泵腔内部的液体压力会逐渐增大，当压力达到一定数值时，液体通过压力平衡装置进入液压泵的排液腔，并流出泵体，以保持泵腔内压力的平衡。
二、液压泵的分类液压泵根据其工作原理和结构的不同，可以分为多种类型。
下面将介绍其中几种常见的液压泵分类。
2.1 齿轮泵齿轮泵是一种常见且简单的液压泵，其主要由一个或多个齿轮组成。
在泵内，齿轮通过相互咬合而推动液体的流动，从而起到提供液压能的作用。
齿轮泵具有结构简单、体积小以及压力平稳等优点，在许多应用场合得到广泛应用。
2.2 液压柱塞泵液压柱塞泵是一种通过柱塞在泵腔内往复运动来推动液体流动的泵。
液压柱塞泵通常由一个或多个柱塞和对应的气缸组成。
当柱塞向外运动时，泵腔内产生负压，液体被吸入；当柱塞向内运动时，泵腔内产生正压，液体被推出。
液压柱塞泵具有流量大、压力稳定等优点，广泛应用于高压液压系统中。
2.3 液压叶片泵液压叶片泵是一种通过旋转的叶片来推动液体流动的泵。
液压叶片泵由一个旋转的转子和一组叶片组成。
当转子旋转时，叶片随之运动，产生负压吸入液体，然后将液体推至排液口。
液压叶片泵具有流量大、噪声低等特点，适用于多种液压系统。
液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵的工作原理及主要结构特点类型结构、原理示意图工作原理结构特点外啮合齿轮泵当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量结构最简单、价格低、径向载荷大内啮合齿轮泵当传动轴带动外齿轮旋转时，与此相啮合的内齿轮也随着旋转。
吸油腔由于轮齿脱开而吸油，经隔板后，油液进入压油腔，压油腔由于轮齿啮合而排油典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成利用齿和齿圈形成的容积变化，完成泵的功能。
在轴对称位置上布置有吸、排油口。
不能变量尺寸比外啮合式略小，价格比外啮合式略高，径向载荷大叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油和两次排油利用插入转子槽内的叶片间容积变化，完成泵的作用。
在轴对称位置上布置有两组吸油口和排油口径向载荷小，噪声较低流量脉动小柱塞泵柱塞泵由缸体与柱塞构成，柱塞在缸体内作往复运动，在工作容积增大时吸油，工作容积减小时排油。
采用端面配油径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡，以限制缸体的倾斜利用配流盘配流传动轴只传递转矩、轴径较小。
由于存在缸体的倾斜力矩，制造精度要求较高，否则易损坏配流盘螺杆泵一根主动螺杆与两根从动螺杆相互啮合，三根螺杆的啮合线把螺旋槽分割成若干个密封容积。
当螺杆旋转时，这个密封容积利用螺杆槽内容积的移动，产生泵的作用不能变量无流量脉动径向载荷较双螺杆式小、尺寸大，质量大液压泵工作原理及叶片泵支红俊授课时间：2学时授课方法：启发式教学授课对象：职高学生重点、难点：泵和叶片泵的工作原理、叶片泵的符号液压泵引入：问：人与液压传动有无紧密的联系。
学生活动归纳：24小时伴随人的活动。
第三章 液压泵与液压马达
（三）液压泵排量和流量
1.排量Vp (m3/r) 是指在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一 周所排出的液体体积。 2.理论流量qt (m3/s) 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出的 液体体积。 qt =Vn 3.实际流量qp 指液压泵工作时的输出流量。 qp= qt - △ q 4.额定流量qn 指在额定转速和额定压力下泵输出的流量。
（动画） 2、工作原理：
旋转一周，完成二次吸油，二次排油——双作用泵
径向力平衡——平衡式叶片泵(两个吸油区，两个排油区）
3、 流量计算
忽略叶片厚度:
V=2π(R2-r2)B q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv
如考虑叶片厚度: V=2π(R2-r2)B -2BbZ(R-r)/cosθ q=Vnηv = 2π(R2-r2)Bn ηv -2BbZ(R-r)/cosθ nηv
2、液压泵进口压力 p 0 0MPa ， 出口压力 pp 32MPa ， 实际输出流量q 250 L min，泵输入转矩 T pi 1350N m ， 输入转速 n 1000r min ，容积效率 0.96 。试求： （1）泵的输入功率 P i ，（2）泵的输出功率 P o ，（3） 泵的总效率 ，（4） 泵的机械效率 m
第三章 液压泵与液压马达
液压泵--动力元件： 将驱动电机的机械能转换成液体的压力能， 供液压系统使用，它是液压系统的能源。
3-1概
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液压泵的工作原理及主要结构特点
液压泵工作原理及叶片泵
支红俊
授课时间：2学时
授课方法：启发式教学
授课对象：职高学生
重点、难点：泵和叶片泵的工作原理、叶片泵的符号
液压泵
引入：
问：人与液压传动有无紧密的联系。
学生活动
归纳：24小时伴随人的活动。
人的心血管系统是精致的液
压传动系统。
问：血液为什么能周而复始、川流不息地在全身流动？学
生活动
归纳：依靠人的心脏。
二尖瓣
问：心脏是如何工作的？学生活动
归纳：如图所示：
当心脏舒张时左边的二尖瓣打开，右边的二尖瓣关闭，产生吸血。
当心脏收缩时，左边的二尖瓣关闭，右边的二尖瓣打开，产生压血。
问：心脏工作的必备条件有哪些。
归纳：三条：1、内腔是一密闭容积；2、密闭容积能交替变化；3、有配血器官（二尖瓣）。
一、液压泵的工作原理
如图所示：
介绍结构及组成。
提问：找出液压泵与心脏工作
原理的共同点。
学生活动
归纳：1、柱塞与缸形成密封容积；
2
3、单向阀起到配流作用。
提问：有什么不同点。
学生活动
归纳：当密封容积增大时，产生部分真空，在大气压的作用下产生吸油。
举例说明：如图所示：
将鸡蛋放到与其大小差不多杯口上，鸡蛋
放不进去，若将燃烧的纸先放到水杯里，接着
将鸡蛋放到瓶口上，鸡蛋在大气压的作用下迅速进入
水杯里。
水杯
问：液压泵的工作的条件有哪些。
学生活动
归纳：1、应具备密封容积且交替变化。
2、应有配油装置。
3、吸油过程中油箱必须与大气相通。
一、叶片泵
可分为：单作用和双作用叶片泵。
1、单作用叶片泵
（1）结构和工作原理。
结构：如彩色立体挂图所示及教具演示。
分析：各零件的相
互关系。
提问：找出密封容积，配油装置。
分析：由定子、转子、叶片和配油盘等构成密封容积。
工作原理：如自画挂图所示。
问：通过什么使密封容积变化产生
吸油和压油的。
能否实现变量。
学生活动定子
演示并分析：通过两个叶片之间密封 e
容积的增大和减小，产生吸油和压油的。
吸油窗
通过定子和转子偏心距的增大和减小来实现变量。
当偏心距越大，两个叶片之间从下转到上时，
因容积差大，所以吸油量大；反之。
问：当偏心距在定子轴线上方时，会出现什么现象。
学生活动
归纳：吸油口和压油口的位置发生改变。
为双向变量泵。
符号：如图所示：
（2）限压式变量泵
如图所示。
组成：弹簧、定子、柱塞、转子等。
工作原理：利用柱塞与弹簧相平衡原理。
通过负载反馈的液体压力控制柱塞克服弹簧力，使定子相对
与转子的偏心距的减小，从而控制泵的输出流
量的减小。
反之。
应用：如图所示
工件
度快；但接触工件时，阻力增大，反馈压力大，定子与转
子的偏心距减小，泵输出的流量小，活塞的运动速度减慢。
提问：由几名学生归纳总结。
学生活动
小结：1、叶片泵是通过两叶片之间密封容积的增大和减小，
产生吸油和压油的。
转子转一转时，两叶片间产生一次吸油和压油。
2、叶片泵的偏心距大、吸油量大、压油量也大。
反之。
叶片泵双向变量泵。
典型液压泵的工作原理及主要结构特点
表3 典型液压泵的工作原理及主要结构特点
类型结构、原理示意图工作原理结构特点
外啮合齿轮泵当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量
结构最简单、价格低、径向载荷大
内啮合齿轮泵当传动轴带动外齿轮旋转时，与此相啮合的内齿轮也随着旋转。
吸油腔由于轮齿脱开而吸油，经隔板后，油液进入压油腔，压油腔由于轮齿啮合而排油典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成
利用齿和齿圈形成的容积变化，完成泵的功能。
在轴对称位置上布置有吸、排油口。
不能变量
尺寸比外啮合式略小，价格比外啮合式略高，径向载荷大
叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油和两次排油利用插入转子槽内的叶片间容积变化，完成泵的作用。
在轴对称位置上布置有两组吸油口和排油口
径向载荷小，噪声较低流量脉动小
柱塞泵柱塞泵由缸体与柱塞构成，柱塞在缸体内作往复运动，在工作容积增大时吸油，工作容积减小时排油。
采用端面配油径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡，以限制缸体的倾斜
利用配流盘配流
传动轴只传递转矩、轴径较小。
由于存在缸体的倾斜力矩，制造精度要求较高，否则易损坏配流盘
螺杆泵一根主动螺杆与两根从动螺杆相互啮合，三根螺杆的啮合线把螺旋槽分割成若干个密封容积。
当螺杆旋转时，这个密封容积沿轴向移动而实现吸油和排油利用螺杆槽内容积的移动，产生泵的作用。
不能变量
无流量脉动
径向载荷较双螺杆式小、尺寸大，质量大
（1）齿轮泵（外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵）（2）叶片泵（单作用叶片泵和双作用叶片泵）（3）柱塞泵（轴向柱塞泵和径向柱塞泵）。