第三章液压泵叶片泵

《液压与气压传动技术》第三节叶片泵《液压与气压传动技术》单作用叶片泵《液压与气压传动技术》双作用叶片泵《液压与气压传动技术》§3.3叶片泵单作用叶片泵双作用叶片泵叶片泵单作用叶片泵----变量泵双作用叶片泵----定量泵主要区别：1、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，双作用叶片泵每转一转吸压油两次。《液压与气压传动技术》刀有人说你刚毅有人说你冷酷刚毅也好冷酷也罢总之，你从未笑过也许，你笑过只是，笑在心里也许，你自豪过只是自豪从未显露这一切都是在杀戮生命之后有时，你软过但，软中带刚软，更可怕软，更具杀伤力夜雨夜静寂的夜朦胧的夜黑云压抑着窗外树，使劲摇着头终于云，哭了伴着鼓点伴着灯光泪水使劲洒落之后依旧静寂依旧清晰火车手执一张门票怀揣一个目标很自觉地挤进密封的铁笼子认识一些冷漠的陌生人其实，在他们眼里自己也是陌生人足下的铿锵声敲打着颤动的心远方的声声呐喊将目标步步拉近半途中，有些人寻找到他们的归宿走出沉闷的铁笼子猛吸外面的空气铁笼子终究有自己的归宿到那时，枪到那时，枪只是古玩沾满尘埃的它抬高自己身价喋喋不休讲述昨天的故事到那时，枪只是艺术品收藏家争相珍藏浑身透着刚劲的美但愿真有那一天鸽哨回响蓝天云3.3.1单作用叶片泵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》3.3.1.2单作用叶片泵的平均流量计算BeRZ2)(为容积BeRZ2)(为容积eDBnVnqhh2==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》单作用叶片泵的特点：1、可作为变量泵使用，也可以改变吸压油方向，改变e值可以改变流量q。2、转子受不平衡径向力作用。3、叶片泵叶片后顷24°。4、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，吸油腔叶片底部与吸油腔相通。5、脉动率较小，叶片数目越多脉动率越小，一般为13或15片。6、自吸能力较差。7、对油液的污染敏感性较差，噪音小。《液压与气压传动技术》单作用变量叶片泵工作原理（一）限压式内反馈变量叶片泵内反馈式变量泵操纵力来自泵本身的排油压力，内反馈式变量叶片泵配流盘的吸、排油窗口的布置如图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：内反馈式外反馈式《液压与气压传动技术》《液压与气压传动技术》1、当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预紧力时，泵的定子环对转子的偏心距保持在最大值，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增加而稍有下降，如上图中AB段。定量段，变量压力小于弹簧预压力变量泵的调节讨论《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、改变弹簧预紧力可以改变曲线的B点；4、调节最大流量调节螺钉可以调节曲线的A点。２、当泵的工作压力P超过PB后，调节分力F2大于弹簧预紧力，使定子环向减小偏心距的方向移动，泵的排量开始下降（变量）《液压与气压传动技术》（二）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》限压式外反馈变量叶片泵结构《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0max0xxB)(eexkAp=工作原理及流量计算《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：)(0max0xeexkpAxx=xee=0)kxx(0max0eexApB=\上式变为：《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：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》定量段，变量压力小于弹簧预压力流量---压力特性曲线讨论：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BCkBCs3开始变量点变量段，变量压力大于弹簧预压力《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：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。工作过程中，由于存在着泄漏，因此偏心距不可能为零。《液压与气压传动技术》双作用叶片泵《液压与气压传动技术》3.3.2双作用叶片泵结构特点：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》3.3.2.1工作原理图中，当转子顺时针方向旋转时，密封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》3.3.2.1工作原理这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。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》3.3.2.2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》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。故泵的排量为：BrRV)(222=式中：R—定子长半径；r—定子短半径；B—叶片厚度。平均流量为：vBnrRqh)(222=《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公式为：vBnbzrRrRqh]cos)(2)(2[22=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，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和定子内表面的磨损。《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接触力。《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》（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》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》（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2.171—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》3.3.3单双作用叶片泵的特点比较1、都存在困油现象配流盘的吸、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措施：开三角槽作用：缓冲，避免压力突变，减小流量脉动和噪声。吸压《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、叶片泵的安放角度当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转。《液压与气压传动技术》3、单作用叶片泵的转子承受径向不平衡液压力双作用叶片泵则不存在径向不平衡力单作用叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较大。这使泵的工作压力和排量的提高均受到限制。4、端面间隙的自动补偿为了提高压力，减少端面泄漏，将配流盘的外侧与压油腔连通，使配流盘在液压推力作用下压向转子。单作用叶片泵—13或15片双作用叶片泵---12或16片（4的倍数）5、叶片泵叶片数目特点：《液压与气压传动技术》