液压泵的工作原理及主要结构特点(2)
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。
学习任务2 液压传动系统动力和执行元件的学习
二、液压执行元件 (液压缸、液压马达)
1.液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式活塞缸
活塞两端都有一根直径相等的活塞杆 伸出的液压缸称为双杆式活塞缸。
根据安装方式可分为缸筒固定式和活塞杆 固定式两种。
固定缸体时，工作台的往复 运动范围约为有效行程L的3 倍。
二、液压传动系统的组成
1)叶片泵具有结构紧凑、输出流量均匀、运转平稳、噪声小等优点。 2)自吸性和抗污染能力较差,结构复杂,造价高。 3)叶片泵多用于中高压液压系统中。
6.柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中做 往复运动造成密封容积的变 化来实现吸油与压油的。
柱塞泵的优点：
第一,构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可 得到较高的配合精度,密封性能好,在高压下工作仍有较高的容积 效率。
当转子每转一周,每个工作空间要完成 两次吸油和压油, 称为双作用叶片泵。
这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压 油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所 以作用在转子上的油液压力相互平衡, 因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。
为了要使径向力完全平衡,密封空间数 (即叶片数)应当是双数。
（3）叶片泵的特点
视频
2.液压泵的主要性能参数 （1）压力 油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用而产生的。
由于油液自重而产生的压力一般很小,可忽略不计。 所以油液的压力为:
p--油液压强N/m2,也称帕(Pa) ; F一作用的外力，N; A-油液表面的承压面积,即活塞的有效作用面积, m2。
1)工作压力 实际工作时输出的压力。 压力取决于负载和管路上的压力损失，与液压泵的流量无关。
第三章-补充知识-液压传动基础知识-精简版2020
二、液压传动的主要缺点
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下缺点
1、由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄 漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。
2、工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。由于液体介质的泄漏及可
液压传动
第一章 液压传动概述
第一节 液压传动的定义、工作原理及组成
一、基本概念 1、液压传动的定义
用液体作为工作介质，在密封的回路里，以液体的压力能进行能 量传递的传动方式，称之为液压传动。
2、液压控制的定义
液压控制与液压传动的不同之点在于液压控制是一个自动控制系 统，具有反馈装置，系统具有较强的抗干扰能力,所以系统输出量 的精度高。
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点
1、液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置； 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1)； 4、可自动实现过载保护； 5、一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动； 7、容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程
低速液压马达的基本形式是 径向柱塞式，例如多作用内曲线式、单作 用曲轴连杆式和静压 平衡式等。
低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，有的可低到每 分钟几转甚至不到一转。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达 几千 到几万 ，所以又称为低速大扭矩液压马达。
第三节 液压缸
一、 液压缸的类型和特点
3、 活塞式液压缸典型结构
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@
2 2
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
5 6
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
二、液压泵的主要性能参数
• • • • •
m /r V 1. 排量 2. 流量 1）理论流量 qt Vn 2）实际流量 q qt ql 3）额定流量
3
液压泵在额定转速、额定压力下，按实验标准规定必须保证的流量。 按实验标准规定，液压泵能够实现连续运转的最高压力称为液 压泵的额定压力
二、液压泵的主要性能参数
V 6.66m zB
2
q 6.66m zBnV
2
2.外啮合齿轮泵的流量计算
q 6.66m zBnV
2
m z mz m
2
mz 不变，减少齿数，
增大模数，可以在不增大 泵体积的前提下提高泵的 输出流量
3.流量脉动率
qmax qmin q
外啮合齿轮泵齿数越少，流量脉 动率就越大，其最大值可达20% 以上。
二、单作用叶片泵
1. 结构： 转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。
特点： ●定子和转子偏心； ●定子内曲线是圆； ●配油盘有二个月牙形 窗口。 ●叶片靠离心力伸出。
2. 工作原理
单作用叶片泵
• 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） • 吸油过程：叶片伸出→V ↑ → p ↓ →吸油； • 排油过程：叶片缩回→V ↓ → p ↑ →排油。 • 旋转一周，完成一次吸油，一次排油——单作用泵 • 径向力不平衡——非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区）
一种抽吸设备，水平管出口通大气，当水平管内液 体流量达到某一数值时，垂直管子将从液箱内抽吸 液体。液箱表面与大气相通，水平管内液体和被抽 吸液体相同。若不计液体流动时的能量损失，问水 平管内流量达到多大时才能开始抽吸。
10
9 8
7 6 5 4
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
液压泵的工作原理
液压泵的工作原理
液压泵是一种通过液压传递能量来驱动的机械设备，主要用于将液压油转化为机械能。
它的工作原理可以简述为下面几个步骤：
1. 启动阶段：当液压泵启动时，驱动装置（通常是一个电动机）开始转动。
油泵内的输入轴与驱动装置相连，因此随着驱动装置的转动，输入轴也开始旋转。
2. 吸入阶段：通过旋转输入轴，液压泵会在吸入腔中产生负压。
同时，随着输入轴的旋转，液压泵的吸入口会被打开，液压油从液压油箱中进入吸入腔。
当负压力超过液压油箱中的压力时，液压油会被抽入液压泵的吸入腔中。
3. 排出阶段：当液压油进入吸入腔后，旋转输入轴会使液压油被压缩。
随后，液压泵的排出口打开，压缩的液压油被排出液压泵。
通过这个过程，液压油的能量被传递给液压系统的其他部件。
总之，液压泵的工作过程主要包括启动阶段、吸入阶段和排出阶段。
通过驱动装置的转动，液压泵能够将液压油抽入并压缩，将液压能转化为机械能，从而实现液压系统的正常运行。
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液压泵的工作原理及主要结构特点
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
? 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
沿轴向移动而实现吸油和
排油
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
二尖瓣归纳：依靠人的心脏。
问：心脏是如何工作的？学生活动
归纳：如图所示：全靠心脏节律性的搏动，通过舒张和收缩来推动血液流动。
当心脏舒张时左边的二尖瓣打幵，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，右边的二尖瓣打幵，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 、当偏心轮旋转时，密闭容积可以交替变化；
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
F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。
转子叶片
问：通过什么使密封容积变化产生
盘
吸油和压油的。
能否实现变量。
学生活动
演示并分析：通过两个叶片之间密封
容积的增大和减小，产生吸
压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
定子与转子的偏心距大，泵输出的流量大，活塞的运动速 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，由于轮齿脱幵使容积逐渐增大，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
量的减小。
反之。
应用：如图所示
「配流盘
弹簧 配流盘
幅
F
工件
柱塞
P
（刀具）在非工作行程时，负载小, 反馈压力小
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）。