作者：陆望龙 等编著
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
图解液压泵维修试读：
前言
笔者应邀编写这套丛书的目的是想为从事液压维修工作的初、中级技术人员和技术工人提供一套图文并茂、实用性和可操作性强的液压维修读物——《液压维修技能图解速成系列》。本系列图书共五个分册：第一分册为《图解液压维修基础》；第二分册为《图解液压泵维修》；第三分册为《图解液压阀维修》；第四分册为《图解液压缸和液压马达维修》；第五分册为《图解液压辅件维修》。
读者通过对本系列图书的系统阅读，可以掌握基本的液压原理，看懂液压系统图，熟悉液压元件的基本结构，会拆装、检修各种常见的液压元件，会进行故障分析与排除，并且会修理液压元件。
本书是第二分册《图解液压泵维修》，内容包括：1.液压泵基础知识；2.齿轮泵的维修；3.叶片泵的维修；4.轴向柱塞泵的维修；5.径向柱塞泵的维修；6.螺杆泵的维修六个部分。学习这些内容，是做好维修工作的基础。
本书中介绍了各种泵的工作原理与结构，介绍了各种泵的结构特点与拆装方法、查找和排除故障的方法，以及维修方法。学习这些内容，是维修液压泵的基础。只有对每一种泵的工作原理懂透，弄清楚各种泵的结构，才能去拆装泵，才能准确找到出故障的零件位置，才能找出故障原因所在，才能排除掉泵的故障，最终能去修理好泵。
本丛书由陆望龙等编著，参编人员还有：刘钰锋、陈黎明、张汉珍、朱声正、陶云堂、汪桂兰、陆桦、马文科、朱皖英、但莉、陈旭明、江祖专、朱兰英、李刚、陆泓宇。
由于编者水平有限，加之时间仓促，不足之处在所难免，请广大读者批评指正！编著者第1章 液压泵基础知识1.1 简介1.1.1 液压泵是液压系统的心脏
在液压传动系统中，将机械能转换成液体压力能的元件称液压泵。它是液压传动系统的心脏，其作用是给液压系统提供足够的压力油，如图1-1所示。图1-1 液压泵与人的心脏1.1.2 液压泵的分类
水泵是离心式泵，而液压系统中使用的泵均为容积式泵。它们可分为许多类型。
按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。
按液压系统中常用的泵结构可分为：齿轮泵（含摆线泵）、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等。液压泵的分类如图1-2所示。图1-2 液压泵的分类1.1.3 液压泵的工作原理
液压泵是把原动机（电动机、内燃机等）传递的机械能转换为液压能的机械装置。各类液压泵构成泵送作用的元件不同，但泵送原理是相同的，所有的泵在吸油侧容积增大，在压油侧容积减小。（1）液压泵的工作原理与人打针的情况相同
①喝果汁相当于泵的吸油［图1-3（a）］。
要喝到果汁，需将吸管插入果汁杯内液面以下（与大气隔离），用嘴吸出吸管中的空气，吸管中的空气就变得非常少，低于外界大气压，吸管内果汁表面的压力比杯内果汁表面的压力小，力的平衡受到破坏。于是在大气压力的作用下，吸管内果汁表面被上推，最终被吸到我们嘴里。即吸饮料时必须吸气，将吸管吸成真空，饮料才会在大气压的作用下被压（吸）入口中。液压泵吸油也与此相同。
②医疗注射器的工作步骤相当于液压泵的吸、压油（泵的工作原理）。
a.抽取药水（相当于液压泵的吸入油）：吸入药水前，芯子按到下端［图1-3（b）］。将针头插入装有注射液的瓶中，把芯子往上拉时，套管下端的封闭空腔的容积逐渐增大，于是该封闭腔内便形成一定的真空度，这时作用在注射液药瓶液面上的大气压力便把注射液压入到注射器内，产生“吸”液作用。图1-3 液压泵的工作原理与人打针比较
b.排出药水（相当于液压泵的压出油）：当推动芯子下行，注射器内封闭容腔的容积逐渐由大变小，注射液便被挤出注入人体皮肤内［图1-3（c）］。
③儿童玩的水枪也与液压泵是相同的工作原理。（2）液压泵的工作原理
所有的液压泵均为容积式泵：依靠密封容积的变化来吸油、压油。吸油时密封容积增大，形成局部真空；压油时密封容积减小，压力增加，油液被挤出。
如图1-4所示，当手向左拉手柄时，与缸（泵）体孔滑动配合得很好的柱塞上行，由于密封很好，密封油腔a的容积逐渐增大，a腔内形成局部真空，油箱中的油液在大气压的作用下，打开单向阀1进入泵体a腔内，单向阀2此时封住油口，这时油泵“吸油”（实际上是大气压将油压入泵内的）。图1-4 液压泵的工作原理
反之，当手向右推手柄时，柱塞下行，a腔内密闭的容积逐渐减小，油液受压压力增高（大于一个大气压），一方面压住单向阀1，封住与油箱相连的油口，另一方面推开单向阀2，油液进入系统，这时叫泵的“排油”（压油）。若不停地推拉手柄，则单柱塞泵就不断地“吸油”与“排油”。
通过上述分析可以得出液压泵的工作原理和注射器工作时的情况完全一样，液压泵吸油和压油必须满足三个条件。
①必须有若干个密封且可周期性变化的容腔。每一液压泵，都至少要有两个或两个以上的封闭容腔，其中一个（或几个）做吸油腔，一个（或几个）做压油腔。
②封闭容腔的容积能逐渐变化。由小变大的封闭容腔内形成局部5真空（0.7～0.9bar，1bar＝10Pa），油箱内一个大气压的油液被压入到此局部真空的容腔内，实现“吸”油，此容腔叫吸油腔；由大变小的封闭容腔，实现压排油，该容腔叫压油腔。
③必须有合适的配流（配油）装置。目的是将吸油腔和压油腔隔开，以保证液压泵有规律地连续不断地吸油、排油。对后述的各种液压泵而言，两腔之间要有一段密封段（区域）或用配油装置（阀配油或轴配油）将两者隔开。未被隔开或隔开得不好而出现压、吸油腔相通时，则会因吸油腔和压油腔相通而无法实现容腔由小变大或由大变小的容积变化（相互抵消变化量），这样在吸油腔便形不成一定的真空度而吸不上油，在压油腔也就无油液输出了。
泵工作时能一直保持吸油腔中的压力比大气压低，液体就会连续被“吸”入（实际上是被油箱中油面上的大气压压入），就能够连续吸取液体。并把吸进来的液体连续地输送到压油腔挤出。吸油腔中的压力和大气压力之间的差值越大，“吸入力”就越强。1.1.4 液压泵的主要性能参数（1）液压泵主要性能参数的含义
液压泵主要性能参数的含义见表1-1。（2）液压泵的主要性能比较与选用
液压系统中常用液压泵的性能比较如表1-2所示，合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。表1-1 液压泵主要性能参数的含义表1-2 液压系统中常用液压泵的性能比较（3）液压泵的压力分级
液压泵的压力分级如表1-3所示。表1-3 液压泵的压力分级1.1.5 液压泵主要性能参数计算与公英制单位换算（1）主要性能参数的计算公式
液压泵（含液压马达）的主要性能参数及计算公式如表1-4所示。表1-4 液压泵（含液压马达）的主要性能参数及计算公式续表（2）液压泵公英制单位换算
液压泵公英制单位换算如表1-5所示。表1-5 液压泵公英制单位换算续表1.2 液压泵与原动机的连接1.2.1 液压泵与电机、发动机的连接方式
液压泵与电机、液压泵与发动机的连接如图1-5所示。两者之间通过各自的联轴器进行连接。1.2.2 联轴器安装误差
联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中，产生如图1-6所示的误差。泵与原动机的联轴器安装误差超差时，会带来振动、噪声、泵偏磨与泵出现不正常磨损等故障，必须引起高度重视。1.2.3 液压传动中所用联轴器的种类（1）刚性联轴器
①螺钉凸缘联轴器连接。
构造简单、成本低、可传递较大转矩，但不能补偿两轴间的相对位移，对两轴加工安装时的对中性的要求很高。适用于转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好的场合。但液压件生产厂家将泵与电机组成组件配套出售时，仍然使用这种形式的联轴器，如图1-7所示。图1-5 液压泵与电机、液压泵与发动机的连接图1-6 泵与原动机的联轴器安装误差
②十字滑块联轴器连接。图1-7 螺钉凸缘联轴器
如图1-8所示，由两个半联轴器1、3和一个中间圆盘2所组成。中间圆盘两端的凸块相互垂直，并分别与两个半联轴器的凹槽相嵌合，凸块的中线通过圆盘中心。中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以补偿两轴的相对位移。对凹槽的和凸块的工作面的硬度要求较高，并需加润滑剂。转速高时，易磨损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合。它允许的径向位移y≤0.04d（d为轴径）。图1-8 十字滑块联轴器（2）无弹性元件的挠性联轴器
①齿式联轴器。
由两个具有外齿的半联轴器1、4和两个具有内齿的外壳（外齿套）2、3组成，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相连，如图1-9（a）所示。轮齿间留有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于轴线上，转矩靠啮合的齿轮传递。齿式联轴器采用渐开线齿轮，齿数一般为30～80，能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，能补偿两轴的综合位移。但结构较复杂，质量较大，制造较困难，成本较高，主要用于大功率液压泵与原动机的连接。图1-9 齿式联轴器1，4—外齿的半联轴器；2，3—内齿的外壳（外齿套）；5—螺栓
图1-9（b）所示为外齿套整体式结构的曲面齿联轴器，外齿套用尼龙材料制成，尼龙和钢的材料配合可免维护，可以补偿轴向、径向、角向误差，轴向插入装配非常方便，适用于各种机械工程和液压领域。
②滚子链式联轴器。
滚子链式联轴器的特点是结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、价格低，且具有补偿和缓冲性能，适用于各种机械工程和液压领域，但不宜用在重复启动和立轴传动等场合，如图1-10所示。图1-10 滚子链式联轴器1，4—半联轴器；2—滚子链；3—罩壳（3）有弹性元件的挠性联轴器
①弹性套柱销联轴器。
这种联轴器工作时还有缓冲、减振的作用，弹性件可根据使用要求选用不同硬度的材料制成，工作温度不能太高，如图1-11所示。图1-11 弹性套柱销联轴器1，7—半联轴器；2—螺母；3—弹簧垫圈；4—挡圈；5—弹性套；6—柱销
②弹性柱销联轴器。
这种联轴器与上述弹性套柱销联轴器相似，但传递转矩的能力很大，结构简单，制造容易，不用润滑，弹性圈更换方便，具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。适用于经常正反转的泵，启动频繁，转速较高的场合，如图1-12所示。图1-12 弹性柱销联轴器1—半联轴器；2—尼龙柱销；3—挡板；4—螺栓；5—垫圈
③梅花形弹性联轴器。
联轴器套采用高增强铝合金，弹性环使用特别耐磨损、抗高温的塑料精确制作而成。两个高精度制成的轴套上面装有凸形爪。配合间隙H7，弹性环选择肖氏硬度98A。例如德国的R＋W联轴器，如图1-13所示。图1-13 梅花形弹性联轴器
④膜片联轴器。
这种联轴器结构简单，弹性元件的连接没有间隙、不需润滑，维护方便，平衡容易、质量小，但扭转弹性较低，缓冲减振性能差，主要用于载荷平稳的高速传动。膜片联轴器也可用于液压泵与电机的连接，但用得少，如图1-14所示。图1-14 膜片联轴器图1-15 轮胎式联轴器1—半联轴器；2—挡板；3—螺钉；4—罩壳
⑤轮胎式联轴器。
这种联轴器具有良好的消振能力，能有效地降低动载荷和补偿较大的轴向位移，而且绝缘性能好，转动时无噪声。缺点是径向尺寸较大，传递的转矩较小等，如图1-15所示。1.3 液压泵使用中须特别注意的几个问题1.3.1 泵气穴的防止
油液在大气压力下，一般都溶解有8％～12％的空气，溶解的空气对油液体积弹性模量和黏度没有影响，但未溶解的空气对这两者均会有影响。
液压泵的吸油腔必须有一定的真空度才能吸入油，推荐的最低值与液压泵的结构有关，真空度的大小，决定于吸油高度和油液的密度。此外产生真空的原因，还有吸油管路的节流损失（管道的安装长度、管路的弯曲个数、吸油滤油器等）。油液绝对压力0.7～0.8bar；油液在液压系统中流动时，流速过快时压力也会变低，形成一定的真空度。油液中溶解的空气与油液绝对压力成正比。当压力低于油液的空气分5离压（一般液压油为0.1×10Pa）时，溶解的空气将分离出来，形成气泡。此外，当吸油管路的压力下降到一定程度油液中的压力低于油5液的饱和蒸气压（一般液压油为0.22× 10Pa）时，空气也会分离出来形成气泡，经液压泵的排油腔后，在高压高温下再度溶解到液压流体，或者气泡被压溃，产生气穴现象，如图1-16所示。
气穴不但造成填充损失，使运行噪声更大，而且造成气蚀（气体腐蚀）并导致液压泵损坏。
所以泵安装时，泵吸油腔的真空度应有限制，即吸油高度不能大于500mm，必要时采用增压油箱，以提高吸油工作腔压力，防止气体分离，并尽力减少吸油管路的压力损失差。1.3.2 泵壳内的泄油压力
泵壳内的泄油压力如图1-17所示。泵壳内的泄油压力不能太大，泵壳内的压力与泄油管的压力相等。如果液压泵为外泄式，有外泄油路，则需按该油路表压力为零的方法，连通到油箱。泄油管的最大背压值应为绝对压力2bar或表压力1bar。否则会导致泵轴油封漏油、泵壳发热等故障。图1-16 泵气穴的防止图1-17 泵壳内的泄油压力
使用过程中出现泵壳内的泄油压力升高的现象，往往是泵内相对运动面之间（如柱塞泵中的柱塞与缸体孔之间、缸体端面与配油盘端面之间）的内泄漏增大所致，应引起重视。1.3.3 对泵工作中连续峰值压力运行时间的限制
设泵工作时最高持久压力为p，最高间歇压力为p，峰值压力为12p，每种泵铭牌上对此均有所规定。3
使用中最高间歇压力p每次连续运行时间不能超过6s；当工作压2力接近峰值压力p时，运行时间不得过长，典型长度为溢流阀的响应3时间，否则将严重影响泵的使用寿命，如图1-18所示。图1-18 对泵工作中连续峰值压力运行时间的限制第2章 齿轮泵的维修2.1 外啮泵的工作原理2.1.1 外啮合齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵的工作原理如图2-1所示，齿轮泵满足了泵的三个条件。
①密封容积形成——齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成。
②当齿轮旋转时，在进油腔，由于轮齿脱开使容积逐渐增大，形成一定真空度，从油箱吸油，随着齿轮的旋转，充满在齿槽内的油被带到压油腔，由于轮齿进入啮合，容积逐渐减小，油液被挤压而排出。这样利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能。图2-1
③齿顶圆、齿轮啮合线将压吸油腔隔开。
不需要配流装置，不能变量。图2-1 外啮合齿轮泵的工作原理2.1.2 内啮合齿轮泵的工作原理
在小齿轮和外齿圈之间装有一块月牙形隔板，将吸油腔与压油腔隔开。一对相互啮合的内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿轮啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，形成一定真空度，大气压将油箱内的油液压入其内，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，油液受压而排出，为压油腔，从而完成泵的功能，如图2-2所示。图2-2 内啮合齿轮泵（渐开线齿形）的工作原理2.1.3 摆线内啮合齿轮泵的工作原理
外转子和内转子之间有偏心矩e，内转子绕中心O顺时针转动时，1带动外转子绕中心O同向旋转。现在以内转子（主动齿轮）上某一2个齿开始向箭头方向旋转，带动外转子（从动齿轮）也向箭头方向旋转。然而因为外转子比内转子的齿数多1个，所以外转子旋转得稍稍慢一点。
在左半区当主动齿轮上某一个齿转动过程中，即从位置Ⅰ→位置Ⅱ→位置Ⅲ→位置Ⅳ的转动过程中，对应的密闭容积最初只有图中Va的大小，再增大到V，最后增到最大V，即容积空间逐渐增大，形成bc局部真空，大气压将油箱中油液通过吸油管将油液压入到配流盘上的吸油窗口内，即进入泵内。
主动齿轮上某一个齿继续转动过程中，即从位置Ⅳ→位置Ⅴ→位置Ⅵ→位置Ⅰ的转动过程中，对应的密闭容积由图中V′的最大容积，a缩小到V′，最后缩小到最小V′，即容积空间逐渐缩小，将油液从bc配流盘上的压油窗口挤出，完成吸、压油动作，实现泵功能，如图2-3所示。2.2 齿轮泵的外观与结构图2-3 摆线内啮合齿轮泵的工作原理2.2.1 外啮合齿轮泵（1）带浮动轴承套的齿轮泵
带浮动轴承套的齿轮泵的外观与结构如图2-4所示。（2）带浮动侧板的齿轮泵
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]