第6讲叶片泵

1、3、3 叶片泵叶片泵 目的任务目的任务重点难点重点难点 提问作业提问作业目的任务目的任务了解叶片泵的分类、结构了解叶片泵的分类、结构 掌握叶片泵的工作原理掌握叶片泵的工作原理重点难点重点难点双作用叶片泵的工作原理、应用双作用叶片泵的工作原理、应用限压式变量叶片泵的工作原理和特性限压式变量叶片泵的工作原理和特性 提问作业提问作业1 容积式泵工作的必要条件是什么？容积式泵工作的必要条件是什么？ 2 困油现象的实质是什么？困油现象的实质是什么？ 齿轮泵困油现象是怎样齿轮泵困油现象是怎样 产生的？产生的？ 3 外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？ 3、3 叶片泵叶片泵

2、3、3、1 单作用叶片泵单作用叶片泵 3、3、2 双作用叶片泵双作用叶片泵3、3、1 单作用叶片泵单作用叶片泵 单作用叶片泵的工作原理单作用叶片泵的工作原理 流量计算流量计算 限压式变量叶片泵的工作原理和特性限压式变量叶片泵的工作原理和特性 一、单作用叶片泵的工作原理一、单作用叶片泵的工作原理 组组 成成工作原理工作原理 特特 点点1、单作用叶片泵的、单作用叶片泵的组成组成组成：定子、转子、叶片、组成：定子、转子、叶片、 偏心安装偏心安装 配油盘、传动轴、壳配油盘、传动轴、壳 体等。体等。2、单作用叶片泵的、单作用叶片泵的工作原理v密密形成：定子、转子、叶片、配流盘围成形成：定子、转子、叶片、

3、配流盘围成 下半周，叶片伸出，下半周，叶片伸出，v密密，吸油，吸油 v密密变化，转子顺转变化，转子顺转 上半周，叶片缩回，上半周，叶片缩回，v密密，压油，压油 吸压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片吸压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片 3、单作用叶片泵特点、单作用叶片泵特点1） 转子转一转，吸压油各一次。转子转一转，吸压油各一次。 称单作用式称单作用式 2 ） 吸压油口各半，径向力不平吸压油口各半，径向力不平衡。衡。 称非卸荷式称非卸荷式二、单作用叶片泵流量计算二、单作用叶片泵流量计算 排排 量量 流流 量量 1、单作用叶片泵的排量、单作用叶片泵的排量 两叶片处于定子最右边，两叶片处于定子最右边，v

4、密密max 处于定子最左边，处于定子最左边，v密密min （V密密max-V密密min）Z即一转压出油即一转压出油 液的体积，即等于一环形体积液的体积，即等于一环形体积 故故 V = (R+e)2-( R-e)2 B = 4R eB = 2DeB 2、单作用叶片泵的流量、单作用叶片泵的流量 理论流量：理论流量： qt = vn = 2B e D n 实际流量：实际流量： q = qtv = 2BeDnv 结论：结论：1) qT = f(几何参数、几何参数、 n、e) 2） n = c e变化变化 q C 变量泵变量泵 e = 0 q = 0 大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化 e 方

5、向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化 故故 单作用叶片泵可做双向变量泵单作用叶片泵可做双向变量泵 单作用叶片泵的流量脉动单作用叶片泵的流量脉动 单作用叶片泵定、转偏心安装单作用叶片泵定、转偏心安装 其容积变化不均匀其容积变化不均匀故故 有流量脉动，叶片应取奇数有流量脉动，叶片应取奇数 一般一般1315三、单作用叶片泵变量原理三、单作用叶片泵变量原理 手动手动 变量原理变量原理 限压式限压式* 自动自动 恒压式恒压式 恒流量式恒流量式 1 1、限压式变量叶片泵的工作原理和特性、限压式变量叶片泵的工作原理和特性 外反馈限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵的流量压力特性 限压式变量叶片泵的应用1

6、)1)限压式变量叶片泵的限压式变量叶片泵的作用作用当压力升高到预调的限定当压力升高到预调的限定压力后，流量自动减小。压力后，流量自动减小。2)2)限压式变量叶片泵的限压式变量叶片泵的分类 限压式变量泵限压式变量泵利用压力反馈作用实现变量利用压力反馈作用实现变量 *外反馈外反馈 可分为可分为 限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 内反馈内反馈3）外反馈限压式变量叶片泵 组 成工作原理外反馈限压式变量叶片泵组成外反馈限压式变量叶片泵组成组成：变量泵主体、限压弹簧、组成：变量泵主体、限压弹簧、 调节机构（螺钉）、反调节机构（螺钉）、反 馈液压缸。馈液压缸。外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵工作

7、原理工作原理当当pA ksx0时，定子右移，时，定子右移， e ，q 单作用变量叶片泵单作用变量叶片泵(4/8) 4）内反馈限压式变量叶片泵）内反馈限压式变量叶片泵 内反馈限压式变量叶片泵的工作原理与外反馈限压式变量叶片泵相似。图3.30所示为内反馈限压式变量叶片泵的工作原理图。 单作用变量叶片泵单作用变量叶片泵(5/8) 从图中看出，由于内反馈限压式变量叶片泵配流盘的吸、压油窗口相对泵中心线y是不对称的，存在着偏角，因此泵在工作时，压油区的压力油作用于定子的力F也偏一个角 ，这样F在x轴方向的分力为Fsin ，当分力Fsin超过限压弹簧限定作用力时，则定子向右移动，减少定子与转子偏心距e，因

8、而使泵的输出流量减小。 这种变量泵是依靠压油腔压力直接作用在定子上来控制变量的，故称为内反馈限压式变量叶片泵。限压式变量叶片泵的流量压力特性限压式变量叶片泵的流量压力特性特性曲线特性曲线 调节过程调节过程限压式变量叶片泵的特性曲线限压式变量叶片泵的特性曲线当当p pb时，时，pA pb时，时，pA = ks（x0+x）变量泵）变量泵 限压式变量叶片泵的限压式变量叶片泵的调节过程调节螺钉调节螺钉4，可改变，可改变qmax，使，使AB段上下平移段上下平移调节螺钉调节螺钉3，可改变，可改变pB ， 使使BC段左右平移段左右平移 更换弹簧，可改变弹簧刚度，使更换弹簧，可改变弹簧刚度，使BC段斜率段斜率

9、 k大，曲线平缓大，曲线平缓 变化变化 k小，曲线较陡小，曲线较陡 限压式变量叶片泵的应用限压式变量叶片泵的应用 执行机构需要有快、慢速运动的场合，执行机构需要有快、慢速运动的场合， 如：组合机床进给系统实现快进、工进、如：组合机床进给系统实现快进、工进、 快退等快退等 快进或快退：快进或快退： 用用AB段段 工进：工进： 用用BC段段 定位夹紧：用定位夹紧：用AB段段 或定位夹紧系统或定位夹紧系统 夹紧结束保压：用夹紧结束保压：用C点点 限压式变量叶片泵的限压式变量叶片泵的特点减小了减小了P，减少了油液发热，减少了油液发热， 简化简化了系统，但结构复杂。了系统，但结构复杂。 3、3、2 双作

10、用叶片泵双作用叶片泵 工作原理工作原理 流量计算流量计算 双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵工作原理组组 成成工作原理工作原理特特 点点 双作用叶片泵双作用叶片泵组成 组成：定子、转子、叶片、组成：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等配油盘、传动轴、壳体等 双作用叶片泵双作用叶片泵工作原理 V密密形成：形成：定子、转子和相邻两叶片、配流定子、转子和相邻两叶片、配流 盘围成盘围成 右上、左下，叶片伸出，右上、左下，叶片伸出，V密密吸油吸油 V密密变化：转子逆转变化：转子逆转 左上、右下，叶片缩回，左上、右下，叶片缩回，V密密压油压油 吸压油口隔开：吸压油口隔开： 配油盘上封油区及叶片配油盘上封

11、油区及叶片图示旋转，从小园弧到大园弧，密封容积增大，图示旋转，从小园弧到大园弧，密封容积增大，吸油；吸油；从大园弧到小园弧，密封容积减小，压油。从大园弧到小园弧，密封容积减小，压油。转子每转一次有两次吸油压。泵轴连续旋转，叶转子每转一次有两次吸油压。泵轴连续旋转，叶片泵连续吸压油。片泵连续吸压油。双作用叶片泵双作用叶片泵特点1） 转子转一转，吸、压油各两次。转子转一转，吸、压油各两次。 称双作用式称双作用式 2） 吸、压油口对称，径向力平衡。吸、压油口对称，径向力平衡。 称称平衡泵平衡泵式式双作用叶片泵流量计算双作用叶片泵流量计算 排排 量量 流流 量量双作用叶片泵排量双作用叶片泵排量 叶片每

12、伸缩一次，每两叶片间油叶片每伸缩一次，每两叶片间油 液的排出量为液的排出量为 ： V密密max-V密密min （V密密max-V密密min）Z即一转压出油即一转压出油 液的体积，即等于一环形体积。液的体积，即等于一环形体积。 双作用叶片泵排量双作用叶片泵排量 又又 双作用式双作用式 应为两倍的环形体积应为两倍的环形体积 即即 Vt = 2(R2-r2)B 还还 叶片有一定厚度叶片有一定厚度 叶片所占体积为叶片所占体积为 V=2BSZ（R-r）/COS 故故 双作用叶片泵的实际排量为双作用叶片泵的实际排量为 V = Vt V = 2B(R2-r2)-（R-r）Z/COS双作用叶片泵流量双作用叶片

13、泵流量 双作用叶片泵的理论流量为：双作用叶片泵的理论流量为： qt= 2B(R2-r2)-（R-r）SZ/COSn 泵输出的实际流量为：泵输出的实际流量为： q = 2B(R2-r2)-（R-r）SZ/COSnv结结 论论 qT = f(几何参数、几何参数、 n) n = c qT = C 双作用叶片泵为定量泵，双作双作用叶片泵为定量泵，双作 用叶片泵仍存在流量脉动，当用叶片泵仍存在流量脉动，当 叶片数为叶片数为4的整数倍、且大于的整数倍、且大于 8时的流量脉动较小时的流量脉动较小流量稳定性：除螺旋泵外，其流量脉动最流量稳定性：除螺旋泵外，其流量脉动最小小 故故 通常取叶片数为通常取叶片数为1

14、2或或16。 高压双作用叶片泵的结构特点高压双作用叶片泵的结构特点(1/4) (4) 高压双作用叶片泵的结构特点 提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施： （a）端面间隙自动补偿端面间隙自动补偿 这种方法是将配流盘的一侧与压油腔连通，使配流盘在液压油推力作用下压向定子端面。泵的工作压力越高，配流盘就会自动压紧定子，同时配流盘产生适量的弹性变形，使转子与配流盘间隙进行自动补偿，从而提高双作用叶片泵输出压力。该方法与提高齿轮泵压力方法中的齿轮端面间隙自动补偿相类似。 （b）减少叶片对定子作用力减少叶片对定子作用力 前已阐述，为保证叶片顶部与定子内表面紧密接触，所有叶片根部都与压油腔相通。当叶片在吸

15、油腔时，叶片底部作用着压油腔的压力，而顶部却作用着吸油腔的压力，这一压力差使叶片以很大的力压向定子内表面，在叶片和定子之间产生强烈的摩擦和磨损，使泵的寿命降低。 减少叶片对定子作用力对高压双作用叶片泵来说，这个问题尤为突出，因此高压双作用叶片泵必须在结构上采取相应的措施，常用的措施有： (a）减少作用在叶片底部的油压力。减少作用在叶片底部的油压力。将泵压油腔的油通过阻尼孔或内装式小减压阀接通到处于吸油腔的叶片底部，这样使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不致于过大。 (b）减少叶片底部受压力油作用的面积。减少叶片底部受压力油作用的面积。可以用减少叶片厚度的办法来减少压力油对叶片底部的

16、作用力，但受目前材料工艺条件的限制，叶片不能做得太薄，一般厚度为1.82.5 mm 。 高压双作用叶片泵的结构特点高压双作用叶片泵的结构特点(2/4) （1）母子叶片结构）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Bp1p1p21t 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： )(12p

17、pbtF（2.24） （2）阶梯叶片结构）阶梯叶片结构 叶片做阶梯形式，转子上的叶片槽亦具有相应的形状。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。 图2.17 1定子；2 转子；3 中间油腔；4 压力平衡油道 2431 () 采取双叶片结构，如图3.23所示。高压双作用叶片泵的结构特点高压双作用叶片泵的结构特点(3/4)四、双作用叶片泵的结构特点四、双作用叶片泵的结构特点）定子内表面形状）定子内表面形状两段长园弧、两段两段长园弧、两段短园弧和四段过渡短园弧和四段过渡曲线组成曲线

18、组成双作用叶片泵双作用叶片泵四、双作用叶片泵的结构特点四、双作用叶片泵的结构特点）径向作用力平衡）径向作用力平衡两两对称两两对称双作用叶片泵双作用叶片泵四、双作用叶片泵的结构特点四、双作用叶片泵的结构特点）配流盘的三角槽）配流盘的三角槽减缓流量和压力的减缓流量和压力的脉动并降低噪声脉动并降低噪声双作用叶片泵双作用叶片泵四、双作用叶片泵的结构特点四、双作用叶片泵的结构特点）叶片倾角）叶片倾角叶片根部通压叶片根部通压力油，为减少力油，为减少叶片和定子内叶片和定子内表面磨损，叶表面磨损，叶片前倾片前倾1014双作用叶片泵双作用叶片泵五、双作用叶片泵的优缺点和应用五、双作用叶片泵的优缺点和应用优点：优点：工作压力较高，流量脉动最小、工作平稳、工作压力较高，流量脉动最小、工作平稳、噪声小。噪声小。缺点：缺点：结构复杂，对油液污染敏感，吸油性不太结构复杂，对油液污染敏感，吸油性不太好。好。应用：应用：工作平稳性要求高的中低压液压系统。工作平稳性要