液压与气压传动技术 第四版 课件 任务三 叶片泵

液压泵和液压马达任务三叶片泵叶片泵是机床液压系统中应用最广的一种泵，相对于齿轮泵来说，它输出流量均匀，脉动小，噪声低，但结构较复杂，对油液的污染比较敏感。主要用于速度平衡性要求较高的中低压系统。随着结构、工艺及材料的不断改进，叶片泵正向着中高压及高压方向发展。按照工作原理，叶片泵按每转吸排油液次数分为单作用式和双用式两大类。双作用式与单作用式相比，其流量均匀性好，工作压力较高，应用较广，但其只能作成定量泵，而单作用叶片泵可以做成多种变量形式。液压泵和液压马达任务三叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理

双作用叶片泵主要由定子3、转子4、叶片5及装在它们两侧的配流盘1组成。一、双作用叶片泵定子配流盘叶片转子配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理定子内表面形似椭圆，由两段半径为R的大圆弧、两段半径为r的小圆弧和四段过渡曲线所组成。一、双作用叶片泵液压泵和液压马达任务三叶片泵1.双作用叶片泵的工作原理定子和转子的中心重合。在转子上沿圆周均布的若干个槽内分别安装有叶片，这些叶片可沿槽作径向滑动。一、双作用叶片泵液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理在配流盘上，对应于定子四段过渡曲线的位置开有四个腰形配流窗口，其中两个窗口与泵的吸油口连通，为吸油窗口；另两个窗口与压油口连通，为压油窗口。定子配流盘叶片转子配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理当转子由轴带动旋转时，叶片在自身离心力和由压油腔引至叶片根部的高压油作用下贴紧定子内表面，并在转子槽内往复滑动。这样，在转子、定子、叶片和配油盘之间就形成了若干个密封的工作容积。当叶片由定子小半径r

处向定子大半径R处转动时,相邻两叶片间的密封腔容积就逐渐增大，形成局部真空，而经过窗口a

吸油；当叶片由定子大半径R

处向定子小半径r处转动时，相邻两叶片间的密封腔容积就逐渐减小，通过窗口b

压油。转子每转一周，每一叶片往复滑动两次，因而吸、压油作用发生两次，故这种泵称为双作用叶片泵。又因吸、压油口对称分布，作用在转子和轴承上的径向液压力相平衡，所以这种泵又称为平衡式叶片泵。视频液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵视频液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

2.

YB1型双作用叶片泵的结构

YB1型双作用叶片泵主要由左泵体1、左配流盘2、转子4、、叶片6、定子7、右配流盘8、右泵体9等组成。1—左泵体2—左配流盘3—左轴承4—转子5—组件连接螺钉

6—叶片7—定子

8—右配流盘9—右泵体10—压油口滤网

11—密封盖板12—右轴承13—密封圈14—驱动轴15—键16—盖板螺钉17—吸油滤网18—泵体连接螺钉2.

YB1型双作用叶片泵的结构YB1型双作用叶片泵主要由左泵体1、左配流盘2、转子4、、叶片6、定子7、右配流盘8、右泵体9等组成。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵1—左泵体2—左配流盘3—左轴承4—转子5—组件连接螺钉

6—叶片7—定子

8—右配流盘9—右泵体10—压油口滤网

11—密封盖板12—右轴承13—密封圈14—驱动轴15—键16—盖板螺钉17—吸油滤网18—泵体连接螺钉液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

2.

YB1型双作用叶片泵的结构为了便于装配和使用，两个配流盘与定子、转子和叶片可组装成一个部件。螺钉5为部件的紧固螺钉，其头部作为定位销插入左泵体1的定位孔内，以保证配油盘上吸、压油窗口的位置能与定子内表面的过渡曲线相对应。转子4上开有12条狭槽（叶片槽），叶片6安装在槽内，并可在槽内自由滑动；叶片槽的底部开有小孔，和配流盘上的压油槽相通。转子通过内花键与驱动轴相配合，主动轴由两个滚珠轴承3和12支承，以使其工作可靠。骨架式密封圈13安装在密封盖板11上，用来防止油液泄漏和空气渗入。5螺钉1左泵体4转子6叶片12轴承3轴承1113观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1)左配流盘2：两个凹口a

为吸油槽，两个腰形孔b

为压油槽。吸油槽为通孔结构，以便和吸油孔连通，压油槽为盲孔结构。在压油槽腰形孔的端部开有三角槽d

，其作用是使叶片间的密封工作容积逐步与高压腔相通，不致产生液压冲击。为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触，在配流盘中部对应于叶片根部的位置，开有一环形槽c

，该环形槽通过叶片根部的小孔与右配流盘的环形槽相通，并通过右配流盘的环形槽将压油口的压力油引入到叶片根部。当叶片处于吸油区时，因为叶片顶部与吸油腔通，没有压力，所以叶片对定于的压紧力又嫌过大，使定子吸油区过渡曲线部位磨损严重，减少叶片厚度可减小叶片底部的作用力，但受到叶片强度的限制，叶片不能过薄。在高压叶片泵中采用了各种结构来减小叶片对定子的压紧力。

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构凸缘液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构θ液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

28746吸油口观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

88746压油口观察结构9液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵4.双作用叶片泵的排量和流量：叶片每伸缩一次，每相邻叶片间油液的排出量等于大圆半径圆弧段的容积与小圆半径圆弧段的容积之差。若叶片数为z，则双作用叶片泵每转排油量等于上述容积差的2倍。若忽略叶片本身所占的体积，则双作用叶片泵的排量即为环形体容积的2倍，即：V=2π（R2-r2）b。泵实际输出流量为：q=VnηV=2π（R2-r2）bnηV式中：

b为叶片宽度，R为定子长半径，r为定子短半径。从上式可看出，双作用叶片泵为定量泵。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成20~30MPa；这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，因此不像高压齿轮泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制。叶片泵采用浮动配流盘对端面间隙进行补偿后，泵在高压下也能保持较高的容积效率，叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内表面的磨损，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，目前主要采取双叶片结构、弹簧叶片式结构和母子叶片结构。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

1)双叶片结构：在转子2的叶片槽内装有两片叶片1，叶片顶端和两侧面倒角，两叶片侧面的倒角构成了“V”形通道，油液能够通过此通道由叶片底部进到叶片与定子之间的接触处。这样，不论在高压区还是在低压区，叶片上、下两端均受压力相同的油液压力作用，但承压面积不同。正确选择叶片顶部棱边的宽度，可以改变叶片顶部的有效作用面积，控制叶片对定子的压紧力大小，从而既保证了高、低压腔的密封，又不至于产生过大的接触应力。两个叶片可以相对滑动，在任何位置叶片顶端都有两处与定子接触，因而密封可靠，同时也增强了叶片的弯曲强度。观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

2)弹簧叶片式结构：与双叶片结构类似，叶片2在头部及两侧开有半圆型槽，在叶片的底面上开有三个弹簧孔，内有弹簧4。通过叶片顶部和底部相连的小孔及侧面的半圆槽使叶片底部与顶部沟通，这样，叶片在转子槽3中滑动时，顶部和底部的压力完全平衡。叶片2和定子1内表面的接触压力仅为叶片的离心力、惯性力和弹簧力，故接触力较小。观察叶片结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

3)母子叶片式结构：在转子4叶片槽中装有母叶片2和子叶片3，母、子叶片能自由地相对滑动。通过配流盘使转子上的K腔保持和排油压力相通（压力为p2），K腔和母子叶片间的中间压力腔C相通，C腔压力也为p2。转子上的压力平衡孔h使叶片的顶部和底部的液压力相等，其压力为p1。母叶片根部L的压力也为p1。当叶片经过压油腔时，

p1

=

p2，叶片作用在定子1上的力F=0；当叶片经过吸油腔时，

p1

=0，母叶片根部不受高压油作用，只受C腔的高压油作用而压向定子，叶片作用在定子上的力F=tbp2，由于C腔有效作用面积不大，所以定子所受的压紧力也不大。观察叶片结构液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵1.单作用叶片泵的工作原理：单作用叶片泵主要由配流盘1、转子3、叶片5、定子4、传动轴2等组成。和双作用叶片泵显著不同处：单作用叶片泵的定子内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着偏心量e。叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及叶片根部油液压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是，两相邻叶片、配流盘、定子和转子便形成了一个密封的工作容积。定子2配流盘5叶片3转子1配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵1.单作用叶片泵的工作原理：转子逆时针旋转时，图右侧的叶片向外伸出，密封容积逐渐增大，产生真空，油液通过吸油口、配流盘上的吸油窗口进入密封容积；而在图的左侧，叶片往里缩回，密封容积逐渐缩小，密封腔中的油液排往配流盘压油窗口，经压油口被输送到系统中去。这种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。由于转子上受有单方向的液压不平衡作用力，故又称非平衡式泵。观察原理1观察原理2液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵2.单作用叶片泵泵的排量和流量：

单作用叶片泵的排量近似为:V=2πbeD泵的实际流量为:q=2πbeDnηV式中：b

为叶片宽度，e

为偏心距，D

为定子内径，

n为转速。

改变定子和转子间的偏心距e

的大小，便可改变泵的流量；改变偏心距e的方向，即可改变泵吸、压油口的方向，故单作用叶片泵可做成双向变量叶片泵。液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：1）限压式变量叶片泵的工作原理：限压式变量叶片泵的转子3的中心o1

是固定的，定子2可以左右移动，在限压弹簧1的作用下，定子被推向右端，靠紧在反馈控制活塞5的左端面上，使定子中心o2

和转子中心o1之间有一初始偏心距e0，其大小可用流量调节螺钉7调节，它决定了泵的最大流量。压力调节螺钉6调节限压弹簧1作用在定子左侧的预紧力kx0，（

k为弹簧刚度，x0为弹簧的预压缩量）。这种泵是利用出口压力油（工作压力为p），经泵体内的通道作用于控制活塞5的右端面上，使活塞对定子2产生一作用力pA（A

为活塞有效作用面积），与限压弹簧1的预紧力kx0的平衡关系进行工作的。当反馈力pA和限压弹簧的预紧力kx0相等时，即：

pA=kx0，

p=kx0/A

，称此时的工作压力p为限定压力，用pB来表示。1—限压弹簧2—定子3—转子4—叶片5—反馈控制活塞6—压力调节螺钉7—流量调节螺钉液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：1）限压式变量叶片泵的工作原理：当泵的工作压力p

小于限定压力pB时（

pA≤kx0）

，此时，定子不作移动，最大偏心量e0

保持不变，泵输出流量为最大。当泵的工作压力p升高至大于限定压力pB时（pA>kx0），此时限压弹簧被压缩，定子左移，偏心量减小，泵输出流量也减小。泵的工作压力越高，偏心量越小，泵输出流量也越小。工作压力达到某一极限值pC

(截止压力)时，限压弹簧被压缩到最短，偏心距到最小，泵的实际输出流量为零。因此，这种泵被称为限压式变量叶片泵。观察过程液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：2）限压式变量叶片泵的流量与压力特性

如图所示，AB

段表示工作压力小于限定压力pB

时，流量最大而且基本保持