液压泵的选用

1．液压泵的选择要求

1）选类型

根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定所选液压泵的类型。按结构形式分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节，液压泵分为定量泵和变量泵两大类。液压泵的分类如图3－1所示。

图3－1 液压泵的分类

2）选额定压力

液压泵在正常工作时，按试验标准规定达到厂家的设计寿命的最高压力称额定压力pn。额定压力的单位为MPa。

额定压力有标准系列，产品铭牌上都会标明。

额定压力分五级，如表3－1所示。

表3－1 压力等级

齿轮泵的压力为2．5MPa，高压化后可达32MPa；叶片泵的压力为6．3MPa，高压化后可达16MPa；柱塞泵压力达31．5MPa。

工作压力p指液压泵工作时输出的实际压力。液压泵工作压力的大小取决于负载和液压泵的能力。在正常工作时，液压泵的工作压力应小于或等于液压泵的额定压力。

极限压力是指液压泵在短时间内能达到的最高压力。

3）选排量或流量

（1）排量V（m L/r） 液压泵每转所排出的液体体积称为排量。在不考虑泄漏的情况下，排量只与液压泵的工作容积的几何尺寸有关。

（2）额定流量qn（m L/min） 液压泵在正常工作时，按试验标准规定必须保证的输出流量称为额定流量。额定流量用来评价液压泵的供油能力，有标准系列，产品铭牌上会标明。

要求简单变量可选柱塞泵、单作用叶片泵，复杂变量可选斜轴柱塞泵。

（3）理论流量qt（L/min） 液压泵单位时间内排出的液体体积称为理论流量。理论流量qt等于排量V和转速n的乘积，即

qt＝Vn 　（3－1）

（4）实际流量q（L/min） 实际流量指液压泵工作时实际输出的流量。由于泄漏量Δq随着压力p的增大而增大，所以实际流量q随着压力p的增大而减小。

q＝qt－Δq 　（3－2）

4）确定原动机功率

（1）输出功率P 液压泵输出的液压功率是输出功率，为实际流量与压力的乘积。

P＝pq 　（3－3）

（2）原动机输出功率Pr原动机输出功率Pr即驱动液压泵的功率。

Pr＝Pn/η 　（3－4）

液压泵有功率损失，包括容积损失和机械损失两种。

5）考虑液压泵的效率

视实际情况来确定液压泵，其中轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵的总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。

（1）容积损失和容积效率 液压泵的泄漏造成的功率损失称为容积损失，用容积效率来表征，故实际流量总是小于理论流量，实际流量q与理论流量qt的比值称为容积效率。适当的内泄漏可以起到润滑的作用，可延长泵的寿命。

ηv＝q/qt 　（3－5）

q＝qtηv＝Vnηv

容积效率ηv随着压力的增大而降低。

（2）机械损失和机械效率 因摩擦（构件的机械摩擦及液体的黏性摩擦）而造成的功率损失是机械损失，用机械效率来表征。液压泵的理论输出转矩T与液压泵的实际输入转矩Tr之比称为机械效率，用ηm表示。液压泵的功率和效率如图3－2所示。

图3－2 液压泵的功率、效率

ηm＝T/Tr 　（3－6）

（3）总效率η 液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值，用η表示。

所以，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。

综上所述，液压泵特性曲线如图3－3所示，当工作压力达到2/3的最大压力时，总效率最高。

图3－3 液压泵的特性曲线

6）考虑工作环境

若考虑工作环境，那么，齿轮泵的抗污染能力最好。

7）考虑噪声指标

低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。

8）确定液压泵的型号品牌

参考相关资料。

2．液压泵的工作原理

液压泵都是依靠泵内密封工作容积的连续大小变化来吸、压油的，称为容积泵。

以图3－4所示的单柱塞液压泵为例。它由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、泵体5（缸体）、两个单向阀6、7组成，柱塞与泵体孔之间形成密闭容积4。偏心轮1旋转时，柱塞2在偏心轮和弹簧3作用下在泵体中左右移动。

图3－4 液压泵的工作原理（单柱塞）

1—偏心轮；2—柱塞；3—弹簧；4—密闭容积；5—泵体；6、7—单向阀；8—油箱

柱塞右移时，泵体中的密封工作腔容积4增大，产生真空，油液通过吸油阀6吸入，此时压油阀7关闭；柱塞左移时，泵体密封工作腔4的容积变小，将吸入的油液通过压油阀7输入到液压系统中去，此时，吸油阀6关闭。偏心轮不停地旋转，泵就不断地吸油、压油。

液压泵就是依靠其密封工作腔容积不断地变化，实现吸入和输出油液的。

泵吸油时，油箱8的油液在大气压作用下使吸油阀6开启，而压油阀7在液压和弹簧作用下关闭；泵出油时，吸油阀6在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀7在液压作用下开启。这种吸入和输出油液的转换，称为配油，液压泵的配油方式有配油盘、配油轴和阀式配油等。

泵每转一转排出的油液体积称为排量，排量V只与泵的结构参数有关。

设柱塞直径为d，偏心轮旋转中心为O，几何中心为O1，偏心距为e，柱塞上、下往复运动一次，行程s＝2e，则单柱塞液压泵排量V为

一般单柱塞泵较少用，常做成三柱塞大流量的卧式液压泵。

3．液压泵－容积泵正常工作的必要条件（或基本条件）

液压泵－容积泵正常工作的必要条件（或基本条件）如下：

（1）结构上具有可以周期性大小变化的密封工作容积（一个或多个）；

（2）具有相应的配油机构，将吸油过程与排油过程分开；

（3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。

4．职能符号

液压泵的职能符号如图3－5所示或参考附录A。

图3－5 液压泵的职能符号