第三章液压泵叶片泵

1、液压与气压传动技术液压与气压传动技术第三节 叶片泵液压与气压传动技术液压与气压传动技术单作用叶片泵单作用叶片泵液压与气压传动技术液压与气压传动技术 双作用叶片泵双作用叶片泵液压与气压传动技术液压与气压传动技术3.3 叶片泵叶片泵单作用叶片泵双作用叶片泵叶片泵叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵-变量泵变量泵双作用叶片泵双作用叶片泵-定量泵定量泵 主要区别：主要区别：1、定子内曲线的形状不同、定子内曲线的形状不同 2、单作用叶片泵每转一转吸压油一次、单作用叶片泵每转一转吸压油一次 ， 双作用叶片泵每转一转吸压油两次。双作用叶片泵每转一转吸压油两次。液压与气压传动技术液压与气压传动技术3.3.1 单作用

2、叶片泵单作用叶片泵 结构与工作原理结构与工作原理 泵 由 转 子 2、定子3、叶 片4和配流盘等 件组成。 图2.7单作用叶片泵工作原理 1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口 压油窗口定子吸油窗口压油口吸油口 泵在转子转一转 的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。 转子单方向受 力，轴承负载大。 改变偏心距，可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。 液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术3.3.1.2 单作用叶片单作用叶片 泵的平均流量计算泵的平均流量计算BeRZ2)(为容积BeRZ2)(为容积eDBn

3、V n q h h 2 = = 流量为： 的油液 一对叶片密封容积排出 其中，B为叶片宽度=222221212222)(deDSdeDSBSSV液压与气压传动技术液压与气压传动技术 单作用叶片泵的特点：单作用叶片泵的特点：1 1、可作为变量泵使用，也可以改变吸压油方向，、可作为变量泵使用，也可以改变吸压油方向， 改变改变e e值可以改变流量值可以改变流量q q 。2 2、转子受不平衡径向力作用。、转子受不平衡径向力作用。3 3、叶片泵叶片后顷、叶片泵叶片后顷2424。4 4、压油腔的叶片底部通过底部沟槽与压油腔相、压油腔的叶片底部通过底部沟槽与压油腔相 通，以保证叶片与定子内表面接触，吸油腔叶

4、片底通，以保证叶片与定子内表面接触，吸油腔叶片底部与吸油腔相通。部与吸油腔相通。5 5、脉动率较小，叶片数目越多脉动率越小，、脉动率较小，叶片数目越多脉动率越小， 一般为一般为1313或或1515片。片。6 6、自吸能力较差。、自吸能力较差。7 7、对油液的污染敏感性较差，噪音小。、对油液的污染敏感性较差，噪音小。 液压与气压传动技术液压与气压传动技术 单作用变量叶片泵工作原理单作用变量叶片泵工作原理（一）限压式内反馈变量叶片泵（一）限压式内反馈变量叶片泵 内反馈式变内反馈式变 量泵操纵力来自量泵操纵力来自 泵本身的排油压泵本身的排油压 力，内反馈式变力，内反馈式变 量叶片泵配流盘量叶片泵配流

5、盘 的吸、排油窗口的吸、排油窗口 的布置如图的布置如图2.9。 图2.9 变量原理 1最大流量调节螺钉；2 弹簧预压缩量调节螺钉；3 叶片；4 转子；5 定子 变量叶片泵：变量叶片泵：内反馈式内反馈式 外反馈式外反馈式 液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术 1、当泵的、当泵的工作压力工作压力所形成的所形成的调节分力调节分力F2小于弹簧预紧力小于弹簧预紧力 时，泵的定子环对转子的时，泵的定子环对转子的偏心距偏心距保持在保持在最大值最大值，不随工作，不随工作 压力的变化而变，由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力的变化而变，由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力压力 增

6、加增加而而稍有下降稍有下降，如上图中，如上图中AB段段。 定量段，变量压力小于弹簧预压力变量泵的调节讨论变量泵的调节讨论液压与气压传动技术液压与气压传动技术开始变量点变量段，变 量压力大于 弹簧预压力 3、改变弹簧、改变弹簧预紧力预紧力可以可以改变曲线的改变曲线的B点点； 4、调节最大流量、调节最大流量调节螺钉调节螺钉可以调节曲线的可以调节曲线的A点点。 、 当泵的工作压力当泵的工作压力P超过超过PB后，后，调节分力调节分力F2大于弹大于弹簧簧预紧力预紧力，使定子环向减小，使定子环向减小偏心距的方向移动，泵的偏心距的方向移动，泵的排排量开始下降量开始下降（变量）（变量）液压与气压传动技术液压与

7、气压传动技术（二）（二） 限压式外反馈变量叶片泵限压式外反馈变量叶片泵 图2.11外反馈限压式变量叶片泵 1转子；2 弹簧；3 定子；4 滑块滚针支承；5 反馈柱塞；6 流量调节螺钉 液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动技术 限压式外反馈变量叶片泵结构限压式外反馈变量叶片泵结构 液压与气压传动技术液压与气压传动技术 设泵转子和定子间的最大偏心距为emax，此时弹簧的预 压缩量为x0，弹簧刚度为kx，泵的偏心预调值为e0，当压 力逐渐增大以至使定子开始移动时压力为PB，则有0 max 0 x x B ) ( e e x k A p = 工作原理及流量计算工作原理及

8、流量计算液压与气压传动技术液压与气压传动技术 当泵压力为PPB时，定子移动了x距离，即弹簧压缩量增加 X 时，这时的偏心量为 ：) ( 0 max 0 x e e x k pA x x = x e e = 0 ) k x x ( 0 max 0 e e x A p B = 上式变为：液压与气压传动技术液压与气压传动技术pkekqlq=:泵的实际输出流量为泵的泄漏系数泵的流量系数，其中，lqkk0eeppB=时，定子处于极右端，当pkekqlq=0讨论：讨论：量减少，此时时，定子左移，泵的流当Bpp pkkkAkkexkqqlsxsqq=max0液压与气压传动技术液压与气压传动技术液压与气压传动

9、技术液压与气压传动技术定量段，变定量段，变量压力小于量压力小于弹簧预压力弹簧预压力流量流量-压力特性曲线压力特性曲线讨论讨论：线上下移动。、调节流量调节螺钉AB-1.)x20段平移、调节弹簧预紧力（BC越陡。越小，段改变斜率。、改变弹簧刚度BCkBCs3开始变量点开始变量点变量段，变变量段，变 量压力大于量压力大于 弹簧预压力弹簧预压力液压与气压传动技术液压与气压传动技术优点及应用场合：1、快进阶段使用AB段。（流量大）2、工进阶段使用BC段。（流量小，压力大）可按照负载压力的要求自动调节流量，合理利用功率，减少油液发热，适用于有快慢速及保压要求的场合。缺点：缺点：结构复杂，运动部件多，泄漏大

10、，噪音大，容积效率结构复杂，运动部件多，泄漏大，噪音大，容积效率和机械效率都比定量叶片泵低。且存在径向不平衡力。和机械效率都比定量叶片泵低。且存在径向不平衡力。工作过程中，由于存在着泄漏，因此偏心距不可能为零偏心距不可能为零。液压与气压传动技术液压与气压传动技术双作用叶片泵双作用叶片泵液压与气压传动技术液压与气压传动技术 结构特点：结构特点： 单（双）作用叶片泵的原理相似，不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成，且定子和转子是同心的。 双作用叶片泵液压与气压传动技术液压与气压传动技术 3.3.2.1 工作原理工作原理 图中，当转子 顺时针方向旋转 时，密封

11、工作腔的 容积在左上角和右 下角处逐渐增大， 为吸油区，在左下 角和右上角处逐渐 减小，为压油区； 吸油区和压油区之 间有一段封油区将 吸、压油区隔开。 图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口液压与气压传动技术液压与气压传动技术 3.3.2.1 工作原理 这种泵的转这种泵的转 子每转一转，每子每转一转，每 个密封工作腔完个密封工作腔完 成吸油和压油动成吸油和压油动 作作各两次各两次，所以，所以 称为称为双作用叶片双作用叶片 泵泵。图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口液压与气压传动技术液压与气压传动技术

12、3.3.2.2 双作用叶片泵的平均流量计算双作用叶片泵的平均流量计算 当两叶片从a，b 位置转至c，d位置时，排出容积为M的油液；从c，d转到e，f 时，吸进了容积为M 的油液。从e，f 转到g，h时又排出了容积为M的油液；再从g，h转回到a，b时又吸进了容积为M的油液。 图2.13 双作用叶片泵平均流量计算原理 液压与气压传动技术液压与气压传动技术 转子转一周，两叶 片间吸油两次，排油两 次，每次容积为M；当 叶片数为Z时，转动一周 所有叶片的排量为2Z个 M容积，若不计叶片几 何尺度，此值正好为环 行 体 积 的 两 倍 。 故泵的 排量排量为：BrRV)(222=式中： R 定子长半径；

13、 r 定子短半径；B 叶片厚度。 平均流量平均流量为： vBnrRqh)(222=液压与气压传动技术液压与气压传动技术 考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算双作用叶片泵精确流量计算公式为：公式为：vBnbzrRrRqhcos)( 2)(2 22= 叶片泵的高压化趋势叶片泵的高压化趋势随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达到随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达到 2030MPa，这是因为，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本双作用叶片泵转子上的径向力基本 上是平衡的上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压 力的提高会受到径向承

14、载能力的限制；力的提高会受到径向承载能力的限制； 叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内叶片和定子内 表面的磨损。表面的磨损。液压与气压传动技术液压与气压传动技术 为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以下几种：一双叶二弹簧三母子四阶梯 （1）双叶片结构 定子转子叶片 各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的V型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的

15、接触力。液压与气压传动技术液压与气压传动技术 （2）弹簧负载叶片结构 叶片的底面上 开有三个弹簧孔， 通过叶片头部和底 部相连的小孔及侧 面的半圆槽使叶片 底面与头部沟通。 不过，弹簧在工作 过程中频繁受交变 压缩，易引起疲劳 损坏。 图2.15 弹簧负载叶片结构 弹簧转子 叶片定子液压与气压传动技术液压与气压传动技术 （3）母子叶片结构 图2.16母子叶片结构 t 子叶片母叶片压力油道中间压力腔压力平衡孔转子定子Bp1p1p21液压与气压传动技术液压与气压传动技术t 子叶片母叶片压力油道中间压力腔压力平衡孔转子定子Bp1p1p21叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对滑 动，正确

16、选择子叶片和母叶片的宽度尺寸之比可使母叶片和定 子的接触压力适当； 转子上的压力平衡孔使母叶片的头部和底部液压力相等，泵的排油压力通到母、子叶片之间的中间压力腔； 叶片作用在定子上的力为： )(12ppbtF=液压与气压传动技术液压与气压传动技术（4）阶梯叶片结构 叶片做成阶梯形式，转子上的叶片槽也具有相应的形状。它们之间的中间油腔经配流盘上的槽与压力油相通，转子上的压力平衡油道把叶片头部的压力油引入叶片底部。这种结构由于叶片及槽的形状较为复杂，加工工艺性较差，应用较少。 2431图2.17 1定子；2 转子；3 中间油腔；4 压力平衡油道 液压与气压传动技术液压与气压传动技术 3.3.3 单

17、双作用叶片泵的特点比较单双作用叶片泵的特点比较 1 1、 都存在都存在困油困油现象现象 配流盘的吸、排油窗口间的密封角略大于两相邻叶片间的夹角，而单 作用叶片泵的定子不存在与转子同心的圆弧段，因此，当上述被封闭的容 腔发生变化时，会产生与齿轮泵相类似的困油现象。通常，通过配流盘排 油窗口边缘开三角卸荷槽的方法来消除困油现象。 在配油盘上开三角槽的解决困油方案在配油盘上开三角槽的解决困油方案措施：措施：开三角槽开三角槽作用：作用：缓冲，避免压力突变，缓冲，避免压力突变， 减小流量脉动和噪声。减小流量脉动和噪声。吸压液压与气压传动技术液压与气压传动技术 双作用叶片泵的 叶片“前倾” 单作用叶片泵的 叶片“后倾” 2、叶片泵的、叶片泵的安放角度安放角度当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转。当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转。 液压与气压传动技术液压与气压传动技术3 3、单作用叶片泵的转子承受、单作用叶片泵的转子承受径向不平衡径向不平