3.3 叶片泵
单作用叶片泵
3.3.2 单作用叶片泵教学目标：单作用叶片泵的定义、结构及工作原理，变量特性，结构问题和应用特点14G电维5班程丁元一.单作用叶片泵1.定义：它与双作用泵的主要差别在于它的定子是一个与转子偏心放置的内圆柱面，转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油各一次，故称单做用叶片泵。
（泵只有一个吸油区，和一个压油区，因而作用在转子上的径向液压力不平衡，所以又称为非平衡式叶片泵）由于转子于定子偏心距e和偏心方向可调，所以单作用叶片泵也可作为双向变量泵使用。
2.结构1-配油盘，2-转动轴，3-转子，4-定子，5-叶片3.结构特点及工作原理由转、定子，叶片，转动轴，配油盘组成。
转子有径向斜槽，内装叶片，配油盘装在转子两边，旋转时惯性和油压力的作用使叶片紧靠定子，使其形成多个密封空间。
配油盘有吸油口和压油口，工作时叶片伸出，密封容积增大行成真空从吸油口吸油，叶片逐渐压入，油从压油口出。
二.变量特性（了解内容）1.限压式变量叶片泵结构：1-转子，2-定子，3-限压弹簧4-调节螺钉5-反馈缸柱塞4.工作过程2.工作原理及特性曲线①工作原理：限压式变量叶片泵是单作用叶片泵根据前面介绍的单作用叶片泵的工作原理改变定子和转子间的偏心距e,就能改变泵的输出流量限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量②特性曲线：曲线AB段稍有下降是泵的泄露引起的，当泵的工作压力升高而大于限定压力Pb是，PA≥Fs（左侧限压弹簧的预紧力），定子左移，偏心量减小，泵的流量也减小。
当泵的压力达到极限压力Pc时，偏心量接近零，泵不再有流量输出。
3.流量计算①定义：所谓流量，是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。
②计算：（排量，平均实际流量）如果不考虑叶片厚度，设定子内径为D，定子与转子的偏心量为e，叶片宽度为b，转子转速为n，则泵的排量近似为2π=V beD单作用叶片泵的平均实际流量为π=qηbeDnv24.结构问题1）叶片底部单作用叶片泵底部的油液是自动切换的，即当叶片在压油区时，其底部通压力油；在吸油区时则与吸油腔接通。
叶片泵设计与实例
叶片泵设计与实例1. 叶片泵简介叶片泵是一种常见的液压泵，具有结构紧凑、运转平稳、流量均匀等优点，广泛应用于工业、农业、航空等领域。
根据不同的结构特点，叶片泵可分为单级叶片泵和多级叶片泵。
单级叶片泵结构简单，适用于低压系统，而多级叶片泵则适用于高压系统。
2. 叶片泵的设计要素2.1 叶片泵的主要部件叶片泵的主要部件包括转子、叶片、定子、配流盘等。
转子负责驱动叶片旋转，叶片与转子配合形成工作腔室，定子固定在泵体上，配流盘则用于控制液压油的进出。
2.2 叶片泵的工作原理当转子旋转时，叶片随之旋转，从而形成一系列的工作腔室。
在进油区，配流盘打开油口，工作腔室与进油口连通，液压油进入工作腔室。
随着转子的旋转，工作腔室逐渐减小，液压油受到挤压，压力升高。
在出油区，配流盘关闭油口，工作腔室与出油口连通，液压油被排出泵外。
如此循环往复，实现液压油的输送。
2.3 叶片泵的设计计算设计叶片泵时需要进行一系列的计算，包括确定泵的排量、确定工作压力、计算配流盘的受力情况等。
根据不同的工况和要求，选择合适的参数进行设计，以确保叶片泵的性能和寿命达到最佳。
3. 叶片泵的实例分析3.1 不同工况下的叶片泵设计针对不同的工况和要求，需要对叶片泵进行不同的设计。
例如，对于高压系统，需要选择多级叶片泵，并优化转子、叶片、定子的结构参数，以提高耐压性能；对于低压系统，则需要注重流量均匀性和低噪音性能。
3.2 不同材料对叶片泵性能的影响叶片泵的不同部件通常采用不同的材料制造，例如转子可用不锈钢或合金钢制成，而定子则常用工程塑料或铸铁制成。
不同材料对叶片泵的性能产生影响，如耐磨性、耐腐蚀性等。
因此，选择合适的材料组合可以优化叶片泵的性能和寿命。
3.3 叶片泵的优化设计案例为了提高叶片泵的性能和寿命，可以对叶片泵进行优化设计。
例如，改变叶片的形状和材料可以提高耐磨性和效率；优化配流盘的结构可以降低噪音和振动；采用先进的制造工艺可以提高加工精度和可靠性。
叶片泵工作原理及应用
（3）转子受到径向液压不平衡 作用力，故又称非平衡式泵
图1 双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
1.单作用叶片泵的工作原理 单作用泵的结构特点： （4）改变转子和定子间的偏心 距，可以改变泵的排量。故单 作用叶片泵都是变量泵。
图3.3.2 外反馈限压式变量叶片泵工作原理
1-变量活塞 2-调节弹簧 3-压力调节螺钉 4-流量调节螺钉
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理
当F<Ft，定子处于左极 限位置，偏心距最大，泵输
出流量最大。当泵的出口压
力p增大，定子将向着使偏
心减小的右方向移动。设位
移为x，则弹簧弹力增加到
Ft=k(x+x0).当弹簧弹力与 液压力平衡时，定子和转子
2 改善叶片受力状况 （1） 字母叶片方式 （2） 双叶片方式 （3） 柱销叶片方式
图3.3.4 双作用叶片泵工作原理
片泵
1－定子 2－压油口 3－转子 4-叶片 5-吸油口
（三）.排量与流量计算
双作用叶片泵的排量为
Vp
2B(R
r)[(R
r)
SZ
cos
]
式中，R，r-分别为定子圆弧部分的长短半径 θ-叶片的倾角 S-叶片的厚度
（三）.排量与流量计算 双作用叶片泵的实际流量为
q
2
三、提高叶片泵工作压力的方法
为了保证叶片与定子内表面可靠接触，形成密封容 积，使泵正常工作，叶片根部一般通以压力油。
当叶片处于排油区时，其顶部受高压作用，叶片靠 离心力被甩出贴向定子内表面；当处于吸油区时，顶部 为吸油压力，根部为排油压力，这一压差使叶片以很大 的压力压向定子内表面。随着运行，这一压差增大，加 速了定子内表面吸油区的磨损。
液压传动课件 第三章.
第3章液压泵与液压马达液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。
本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理、结构特点、性能参数以及应用。
液压泵液压马达将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件，其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。
因此，液压泵的输入参量为机械参量(转矩T和转速n)，输出参量为液压参量(压力p和流量q)。
将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。
因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力p和流量q)，输出参量为机械参量(转矩T和转速n)。
目录▪ 3.1 液压泵与液压马达概述▪ 3.2 齿轮泵▪ 3.3 叶片泵▪ 3.4 柱塞泵▪ 3.5 液压泵的选用▪ 3.6 液压马达3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的工作原理1—偏心轮2—柱塞3—缸体4—弹簧5—压油单向阀6—吸油单向阀a—密封油腔单柱塞容积式泵的工作原理图液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、功率和效率。
液压泵的主要性能参数3.1 液压泵与液压马达概述压力np 额定压力 max p 最高允许压力 p 工作压力 吸入压力在正常工作条件下，按试验标准 规定连续运转所允许的最高压力泵短时间内所允许 超载使用的极限压力 实际工作时的输出压力， 即液压泵出口的压力 液压泵进口处的压力3.1 液压泵与液压马达概述转速n额定转速 maxn 最高转速 minn 最低转速 液压泵的主要性能参数在额定压力下，根据试验结果推荐能长 时间连续运行并保持较高运行效率的转速 在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过 低所允许的最低转速3.1 液压泵与液压马达概述排量及流量液压泵的主要性能参数 tq 理论流量 q实际流量 排量V在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一周， 所排出的液体的体积在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内 所排出的液体的体积t q nV指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量流量不均匀系数q δ瞬时理论流量 tshq 额定流量 nq 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数 排量及流量在额定压力、额定转速下，按试验标准规定 必须保证的输出流量由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉 动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量 在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀程度tsh max tsh min q t()()q q q δ-=3.1 液压泵与液压马达概述输入功率P i输出功率P o理论功率P t液压泵的主要性能参数 功率原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需 的机械功率 i2πP T nTω==输出功率(kW)用其实际流量q 和出口压力p的乘积表示O p pq =t t t2πP pq nT ==如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等，即为理论功率3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数效率机械效率容积效率总效率tmTTη=l l Vt t11q qqq q nV η==-=-oV miPpηηη==3.1 液压泵与液压马达概述性能曲线液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量、实际流量和实际输入功率与工作压力的关系曲线如图所示。
叶片泵工作原理及应用
降低噪音和振动
优化流体动力学设计
通过改进泵的流体动力学设计，降低 泵运行时的噪音和振动。例如，优化 进出口管道设计、减少流体阻力等措 施，以减小泵的振动和噪音。
减震和隔振措施
在泵的底座或支撑结构中采取减震和 隔振措施，以减小泵运行时的振动和 噪音对周围环境的影响。例如，安装 减震器和隔振器等装置。
优点
效率高
叶片泵由于其独特的工作原理， 能够在输送介质时减少摩擦和能 量损失，因此具有较高的效率。
流量稳定
叶片泵的流量输出相对稳定，不 受压力和温度等因素的影响，适 用于需要稳定流量的场合。
寿命长
由于叶片泵内部结构简单，磨 损较小，因此具有较长的使用 寿命。
适用范围广
叶片泵可以适用于各种不同的介质 和工况条件，如油、水、气体等， 因此在许多领域都有广泛的应用。
降低噪音和振动
优化流体动力学设计
通过改进泵的流体动力学设计，降低 泵运行时的噪音和振动。例如，优化 进出口管道设计、减少流体阻力等措 施，以减小泵的振动和噪音。
减震和隔振措施
在泵的底座或支撑结构中采取减震和 隔振措施，以减小泵运行时的振动和 噪音对周围环境的影响。例如，安装 减震器和隔振器等装置。
离心式叶片泵的优点是流量大、扬程低、结构简单、使用维 护方便，适用于输送不含固体颗粒和纤维的液体，尤其适用 于输送粘度较大的液体。
轴流式叶片泵工作原理
轴流式叶片泵是利用叶轮的高速旋转来输送液体的叶片泵 ，其工作原理是：当泵轴旋转时，叶片在离心力的作用下 向外甩出，将液体沿叶片泵的压出室甩出，进入压出室， 然后进入排出管路或下一级叶轮。
混流式叶片泵的优点是流量大、扬程低、结构简单、使用维护方便，适用于输送 不含固体颗粒和纤维的液体，尤其适用于输送粘度较大的液体。
叶片泵的原理特点和应用
叶片泵的原理特点和应用1. 原理叶片泵是一种常用的离心泵，它的工作原理如下：•叶片泵由转子和定子两部分组成，其中转子上装有几个叶片。
•当泵启动时，转子开始旋转，叶片被离心力推向定子。
•叶片和定子之间形成一系列密封的工作腔。
•当叶片离开定子时，工作腔被扩大，造成负压。
•负压使液体被吸入泵内，然后被推到出口。
2. 特点叶片泵具有以下特点：•高效率：叶片泵的设计使其在处理高粘度液体时保持高效率。
•自吸能力强：叶片泵具有较强的自吸能力，可以排空管道和吸入液体。
•适应性强：叶片泵适用于运输各种液体，包括易腐蚀液体和高温液体。
•结构简单：叶片泵的结构相对简单，易于制造和维修。
3. 应用叶片泵广泛应用于以下领域：3.1 工业领域•石油和天然气工业：叶片泵用于输送原油、石油产品和气体。
•化工工业：叶片泵用于输送化工产品，例如溶剂、酸和碱。
•食品和饮料工业：叶片泵用于输送各种食品和饮料，例如果汁、啤酒和牛奶。
•制药工业：叶片泵用于输送药品和药水。
•印刷和纸浆工业：叶片泵用于输送油墨和纸浆。
3.2 建筑领域•污水管理：叶片泵用于排水和处理污水。
•消防系统：叶片泵用于供水和增压消防系统。
3.3 农业领域•灌溉系统：叶片泵用于供水农田和园艺用途。
3.4 其他领域•汽车工业：叶片泵用于发动机冷却和润滑系统。
•船舶工业：叶片泵用于泵舱排水和船用提取水源。
结论叶片泵是一种应用广泛的离心泵，其原理简单而高效。
它具有自吸能力强、适应性强和结构简单等特点，被广泛应用于工业、建筑、农业和其他领域。
在未来，叶片泵还将继续发展，以满足不同行业的需求。
液压传动 第三章
m
Tt T
Tt
Tt T
（3-6）
式中， ΔT ——液压泵的机械摩擦损耗。
3、总效率 η
液压泵的输出功率与输入功率的比值称为总效率，即
Po Pi
pq T
vm
（3-7）
由上式表明，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。
五．液压泵的转速
一
二
三
四
额定转速 ns
在额定压力 下，能连续长 时间正常运转 的最高转速。
其中，端面泄漏量最大，约占总泄漏量的 75%～80% 。泵的压力越高， 端面泄漏量越大。
对于低压齿轮泵，为了减小端面泄漏，在设计和制造时都对端面间隙 加以严格控制，但这一办法用于高压齿轮泵则不能取得好的效果，因为泵 在使用一段时间后磨损会使间隙越来越大。
对于高压齿轮泵通常采取端面间隙自动补偿措施，在齿轮与前后盖板 间增加一个零件，如浮动轴套或弹性侧板。
（3-1）
式中，pi ——液压泵的输入转矩； n ——泵轴的转速。
2、输出功率 po 液压泵的输出功率为其实际流量 q 和工作压力 p 的乘积，即
Po pq
（3-2）
液压泵工作时，由于存在泄漏和机械摩擦，就会出现能量损失，故其功 率有理论功率和实际功率之分，并且输出功率 po 小于输入功率 pi 。如果忽 略能量损失，则液压泵的输入功率（理论功率）等于输出功率（理论功率）， 其表达式为 2πnTt pqt pnV ，则有
螺杆直径越大、螺旋糟越深，泵的排量就 越大；螺杆的密封层次越多，泵的额定压力就 越高。
螺杆泵结构紧凑，自吸能力强，运转平稳， 输油量稳定，噪声小，对油液污染不敏感，并 允许采用高转速，特别适用于对压力和流量变 化稳定要求较高的精密机械。 其主要缺点是， 加工工艺复杂，加工精度要求高。
液压与气压传动双语版
不能变量
e ，就可改变泵的进、
出油口(双向泵)
3. 叶片式变量泵 （Pressure-limiting variable vane pumps）
结构（Fig. 3-13） 与单作用叶片泵相似，但带有压力控制弹
簧和排量调节螺钉。 工作原理（Fig. 3-14）
液压泵压力油作用于定子上所产生径向力 的水平分力与弹簧力进行比较，以决定定子与 转子间的偏心距大小。
特点 每转各叶片吸压油各一次（单作用） 转子径向受力不平衡 为消除困油，配流盘上开有三角槽（卸荷槽） 叶片沿旋转方向后倾，利于叶片甩出
（改变偏心距 e 可改变输出流量 q，制成变量泵）
2. 双作用叶片泵（Double-acting vane pumps）
结构 类似于单作用式，区别在于： 定子内表面由圆弧面(四段)和过渡曲面组成 配流盘有四个油口轴对称分布 转子与定子同心安装
Separating inlet port from outlet port 高、低压工作腔分开 Conclusion 结论
Working based on the oil tight chamber variation 密闭工作腔容积的变化进行工作
－－Displacement pumps 容积式液压泵
Fig. 3-1 Operating principle of a single piston pump
Conditions 工作条件 Forming oil tight chamber 密封工作容积的形成 Changing the oil tight chamber 密封容积变化
（increasing: suction oil; decreasing: delivery oil） （容积变大:吸油；容积变小:压油）
叶片泵
限压式变量叶片泵的结构
限压式变量叶片泵与双作用叶片泵的区别：
• 定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距， 从而调节泵的输出流量(外反馈) • 在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽 和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽与吸油腔 相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡 的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面 出现磨损严重的问题 • 限压式变量叶片泵中叶片后倾 • 最高调定压力一般在7MPa左右
3.2双作用式叶片泵排量和流量计算
• 排量和流量:
V = 2π ( R 2 − r 2 ) B
q = 2π ( R 2 − r 2 ) BnηV
• 流量脉动.理论分析可知，流量脉动率在叶片 数为4的整数倍、且大于8时最小。故双作用叶 片泵的叶片数通常取为12 或16
3.2 双作用叶片泵的结构和特点
• • • • • • 配流盘:三角槽 定子内曲线:等加速等减速曲线 叶片的倾角:前倾角 端面间隙:间隙自动补偿措施 高压叶片泵的结构:为了提高压力，必须在结构上采取
措施，使吸油区叶片压向定子的作用力减小。 可以采取的措施有多种，一般采用复合叶片结构如双叶片结构 和子母叶片结构等
3.3 限压式变量叶片泵
第三节 叶片泵
单作用式(变量泵) 一般单作用 限压式 双作用式(定量泵) 中低压 高压
工作原理 结构和特点 限压式变量叶片泵
3.1单作用叶片泵(非平衡式) 工作原理
3.1单作用式叶片泵(非平衡式) 工作原理
特点：
• • • • 转子转一转，吸油压油各一次 改变定子和转子间的偏心量e，就可改变泵的排量(变量泵) 转子受有不平衡的径向液压力,且径向不平衡力随泵的工作压力提高而提 高，因此这种泵的工作压力不能太高 在压油腔，叶片底与压油腔相通，靠离心力和油压与定子靠紧；在吸油 腔，叶片与吸油腔相同，靠离心力与定子靠紧
正星加油机一般故障判断
加油机一般故障分析1故障概况及经过1.1、加油机开机正常，但油枪不出油。
1.1.1、电动机反转或传送三角带松脱、断裂。
应调整电源相序，调节张紧轮或更换三角带；1.1.2、油气分离器故障；1.1.2.1加油机过滤网（包括锥形滤网）堵塞严重。
应清洗滤网，去除杂物；1.1.2.2油气分离器的出油阀卡死打不开造成加油机不出油。
维修时应卸下出油阀，清除杂物后复装，使其能上、下运动自如；1.1.2.3油气分离器的小浮子进油或脱落，造成高压腔内不能形成高压，也会造成加油机不出油；1.1.2.4油气分离器的上盖压垫破损造成高压腔与常压腔连通，致使高压腔内形不成高压而使加油机不出油。
1.1.2.5油气人分离器的滤网垫或弹簧座垫损坏。
更换损坏的密封垫；1.1.2.6油气分离器的锥形阀没关严。
1.2、叶片泵故障；1.2.1、叶片泵溢流阀不能封闭。
因有异物（破碎的弹片等）卡在溢流阀的阀芯与阀座之间，造成油液始终在泵内做内循环而不能流出，维修时应取出阀芯，清除阀座异物；122、由于泵内叶片与弹片长期随转子做高速运转，会因疲劳而磨损、断裂，导致叶片泵内泄增大，严重时甚至失去抽油作用，维修时应清除泵内杂物与破损的叶片、弹片，更换新品后复装；1.2.3、叶片泵与油气分离器结合面的泵垫击穿或反装，也能造成叶片泵的高压腔与低压腔连通，致使叶片泵失去排油功能；1.2.4、叶片泵转子与转子轴松脱，造成泵轴空转，此时维修需更换转子或叶片泵。
1.3 流量计卡死造成加油机不能排油；1.3.1因有杂质进入流量计的铜套与活塞之间，或因其内部传动机构（如胶木轮、连杆等）磨损而造成四活塞不能运动，致使油机不能排油，维修时应拆开流量计，去除铜套内杂物，更换磨损部件；1.3.2如果因油品品质引起的流量计卡死，应提醒客户注意所购油品的质量是否合格。
1.4、因加油机的电磁阀不能开启而造成机器不出油时，首先应检查电磁阀的控制电路部分，如灯阀板、继电器板或主板是否损坏等，零线是否接好，然后再检查电磁阀自身的故障，如阀内线圈是否断路、阀膜孔是否堵塞等阀内故障；1.5、管线与底阀故障；在开机状态下检查油气分离器排气管的排气状况，如果排气不止，则可初步判定是加油机管线或底阀的泄漏故障。
常用水泵介绍
3TC-15
型号含义：
泵设计点扬程（m） 离心自吸泵
泵吸入口直径（in）
§3.1.6 WL型立式排污泵
单级单吸立式污水泵 与清水泵的区别： 叶轮的叶片少，流道宽，便于输送带有纤维或其他悬 浮杂质的污水。 泵体的外壳上开设有检查、清扫孔，便于在停车后清 除泵壳内部的污浊杂质。 特点 高效节能；
§3.1.9 潜水泵
• 潜水电缆 • 电缆防抽 和密封装置 • 接线室 • 提手
• 上支撑轴承
• 转子或轴单元 • 电机定子
潜 水 泵 的 结 构
• 主轴承
• 机械密封 • 泄漏报警 • 观察室 • 耐磨环
• 定子绕组+热敏开关
• 冷却夹套 • 油室和观察室
• 泵的出口
• 叶轮 • 泵吸入口 • N泵插入环或耐磨环
§3.1.3 D（DA）系列分段多级式离心泵
特点： 泵的总扬程是按叶轮级数的增加而增加。 叶轮都是单吸式的，吸入口朝向一边 把动能转化为压能的作用是由导流器来进行的
导叶式离心泵
1—流槽；2 —固定螺栓孔；3—水泵叶轮；4一泵壳
§3.1.3 D（DA）系列分段多级式离心泵
解决轴向力的平衡问题：
§3.1.9 潜水泵
型号含义 80QWB-0.3-10
80 QWB 0.3 10
排出口直径（mm） 潜水污水泵 泵设计点流量（m3/min） 泵的总扬程（m）
§3.2 射流泵
基本构造
1.喷嘴 2.吸入室 3.混合管 4.扩散管
5.吸水管
6.压出管
§3.2 射流泵
射流泵
射流泵
§3.2 射流泵
型号含义：
IS10 泵压出口直径(mm) 泵吸入口直径(mm) 采用ISO标准的单级单吸清水离心泵
第6讲 叶片泵-pzl
小减压阀，把泵的压油腔的压力油进行适当减压后再引入吸油
区的叶片底部，使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的
作用力不致过大。
2）减小叶片底部作用面积
图3-16 减小叶片作用面积的高压叶片泵叶片结构
1.定子；2.转子；3.母叶片；4.子叶片；a.压力通道；b.中间压力腔；c.压力平衡孔
3）使叶片顶端和底部的液压力平衡
工作原理
• 排量计算
V 2Z(V V )
1 2
2 2 1 0
v
(R r ) 1 V π( R r ) b sb z cos
0
(r r ) 1 V π( r r ) b sb z cos
2 2 0 2 0
(R r) V 2b[ π( R r ) sZ ] cos
泵：液压泵是一种能量转换装置，它把驱动它
的原动机（一般为电动机）的机械能转换成输送 到系统中去的油液的压力能。
形成泵的条件：
• 要有若干个密 封的工作腔 • 工作腔能周期 性的由大到小 或由小到大变 化
3-3 叶片泵
一、单作用叶片泵
• 结构组成：
–定子： 内环为圆 –转子： 与定子存在偏心e， 转子内有Z 个叶片槽 –叶片： 在转子叶片槽内自由
图3-17 叶片液压力平衡的高压叶片泵叶片结构
1，2.叶片；3.定子；4.转子
(a)子母叶片
(c) 柱销式叶片
(b)阶梯式叶片
小结
三、变量叶片泵
变量叶片泵分类：
限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵
–限压式变量叶片泵工作原理
当PAx<Fs时
• e=emax
• q=qmax……定量泵 当PAx＞Fs时 • e=emax－x • q=qmax－pf(x)……变量泵
第6讲 叶片泵
单作用叶片泵的流量
理论流量： 2π 理论流量： qt = vn = 2πB e D n 实际流量： 2πBeDnη 实际流量： q = qtηv = 2πBeDnηv 结论： f(几何参数 几何参数、 结论：1) qT = f(几何参数、 n、e) 2）∵ n = c e变化 q ≠ C e变化 ∴变量泵 e = 0 q = 0 大小变化， 大小变化，流量大小变化 e< 方向变化， 方向变化，输油方向变化 故 单作用叶片泵可做双向变量泵
流 量
双作用叶片泵排量
∵ 叶片每伸缩一次，每两叶片间油 叶片每伸缩一次， 液的排出量为 ： V密max-V密min ∴ （V密max-V密min）Z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
又∵ 双作用式 ∴ 应为两倍的环形体积 即 Vt = 2π(R2-r2)B 还∵ 叶片有一定厚度 ∴ 叶片所占体积为 V’=2BSZ（R-r）/COSθ =2BSZ（ 故 双作用叶片泵的实际排量为 V = Vt – V = 2B[π(R2-r2)-（R-r）Z/COSθ]
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
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。 结构动画图
外反馈限压式变量叶片泵工作原理
当pA < ksx0时，定子不动，e=e0，q= qmax 定子不动， 当pA = ksx0时，定子即将移动， 定子即将移动， p = pB，即为限定压力。 即为限定压力。 定子右移， 当pA > ksx0时，定子右移， e↓ ，q↓
限压式变量叶片泵的特点 限压式变量叶片泵的特点
2.3 叶片泵
9
10
由定子内环、转子外圆和左右配流盘组 成的密闭工作容积被叶片分割为四部分， 传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作 用下紧贴定子内表面，因定子与转子之 间有偏心，故有一部分密闭容积将减小， 受挤压的油液经配流窗口排出，一部分 密闭容积将增大形成真空，经配流窗口 从油箱吸油。
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• 由于该种泵的转子每转动一周，每 两个叶片间的吸、压油作用各一次， 故称单作用叶片泵。又因吸、压油 区相对，泵的转子所受径向液压力 不平衡，因而又称非平衡式叶片泵 或非卸荷式叶片泵。因为支撑转子 的轴和轴承上承受的径向液压力随 工作压力的提高而增大，所以这种 泵压力的提高受到了限制。
26
• 当两相邻叶片同时进入大半径圆弧区时， 工作容腔脱离吸油窗口而又未与排油窗口 相通，容积最大，吸油过程结束；叶片继 续转动便进入过渡区向小半径圆弧滑动， 由于定子的强制作用叶片向槽内缩回，两 相邻叶片所形成的工作容腔容积不断变小， 液压油被强迫通过排油配流窗口、排油口 进入液压系统，实现排油；
40
• 2 解决低压区磨损的措施 • （1）双叶片结构 • 如图2-12所示，在转子的每一槽内装有
两个叶片，叶片的顶端及两侧边加工有 倒角，倒角相对形成V形通道，叶片根部 的压力油经V形通道进入顶部，使叶片顶 部和根部的液压力基本相等。
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• 合理设计叶片顶部倒棱的宽度，使叶片 顶部的承压面积小于根部的承压面积， 达到既可保证叶片与定子内表面贴紧， 又不产生过大的压紧力，避免了泵在高 压下运转而造成定子内表面的过度磨损。
34
• 一般双作用叶片泵为了保证叶片和定 子内表面紧密接触，叶片底部都通压 力油腔。但当叶片处于吸油腔时，叶 片底部作用着压油腔的压力，顶部作 用着吸油腔的压力，这一压差使叶片 以很大的力压向定子内表面，加速了 吸油腔定子内表面的磨损。降低了泵 的寿命，因此这一问题是影响叶片泵 压力提高的主要因素。
3 叶片泵讲解
（5）定子短半径和长半径的计算
增大定子曲线的大、小圆弧半径之差（R-r）可以增大泵的排量。 但是，增大值受到以下条件的制约：
a、叶片和转子体强度的制约
（R-r）值越大，则叶片伸出转子体的部分越长，液压力产 生的弯曲力矩越大，因而叶片受力情况恶化，转子体强度下降。
b、叶片对定子不“脱空”条件的制约
为保证叶片不脱空，必须满足式
d 2ρ d 2φ
<。 ρ
-
1 2
L
计算分析表明，当叶片径向运动按等加速等减速规律变化时， 为了满足式不“脱空”条件可以允许选用较大的(R/r)max 值，因 而可得到较大的（R-r）值，产生较大排量。
三、双作用叶片泵的设计要点
（6）配流盘的计算
a、配流盘的封油角取为
式中 S ——叶片厚度；Rc ——减 振槽尖角处的位置半径。
叶片不“脱空”的条件（排油过渡曲线区和吸油过渡曲
线区都适用）
d 2ρ
1
dφ2
< ρ－ 2
L
式中 ——叶片的转角；
ρ ——叶片与过渡曲线接触点的矢径； L——叶片的长度。 上述条件只能是保证排油压力没有建立起来时，依靠离 心力形成高、低压腔之间的可靠密封。
二、双作用叶片泵的结构特点
1、对定子曲线的要求
轴向宽度的增加会加大配油窗口的过流速度，在设计中， 可取B=(0.45~1.0)r
式中 r ——定子曲线的小半径。 最终经验算油窗口的流速不要超过6～9m/s，确定轴向宽度值
三、双作用叶片泵的设计要点
（5）定子短半径和长半径的计算
小圆弧半径一般取r=rz+(0.5~1) mm，
根据选用的过渡曲线不“脱空”条件的最大 值(R/r)max ，可初步确定长半径，然后由排量 计算公式校核设计排量与要求达到排量（设计 参数）的误差不超过5%。
《液压与气动技术》液压动力元件
3.1 液压泵概述 3.1.1 液压泵的工作原理与特点
第 3 章 液压动力元件
1)应具有相应的配流机构,将吸、压油腔分开,保证液压泵有规律地吸、压油。 2)油箱必须和大气相通以保证液压泵吸油充分。 3.1.2 液压泵的分类
第 3 章 液压动力元件
3.1.3 液压泵的主要性能参数 1.压力 (1)工作压力p 液压泵工作时实际输出油液的压力称为工作压力。 (2)额定压力pn 液压泵在正常工作时,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。 (3)最高允许压力pm 在超过额定压力的情况下,根据试验标准规定,允许液压泵短时运行的最高压 力值,称为液压泵的最高允许压力。 2.排量和流量 (1)排量V 液压泵主轴每转一次,其密封容积发生变化所排出液体的体积称为液压泵的排量。 (2)理论流量qt 液压泵在不考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积称为理论流量。 (3)实际流量q 液压泵在某一工作压力下,单位时间内实际排出液体的体积称为实际流量。 (4)额定流量qn 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(在额定压力和额定转速下)必须保证的 流量称为额定流量。
3.外啮合齿轮泵的结构问题与改进措施 (1)泄漏 外啮合齿轮泵容易产生泄漏的部位有3处:齿轮端面与端盖配合处、齿轮外圆与泵体配合 处及两个齿轮的啮合处,其中端面间隙处的泄漏影响最大,这是因为泵的端面泄漏的面积大、途径 短。
第 3 章 液压动力元件
(2)困油 为使齿轮能够平稳工作,要求齿轮的重合度大于1,这样在两对齿轮进入啮合的瞬间,在啮 合点之间形成一个独立的封闭空间,而一部分油液被困在其中。 (3)径向力不平衡 齿轮泵在工作时,因压油腔的压力大于吸油腔的压力,这样对齿轮和轴便会产生 不平衡的径向力,而且液压力越高,不平衡径向力就越大,它直接影响轴承的使用寿命。
叶片泵的工作原理.
使叶片顶部和底部的液压力平衡
五、单作用叶片泵的结构特点
单作用叶片泵的结构特点
单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别
单作用：1、单数叶片（使流量均匀） 2、 定子、转子和轴受不平衡径向力 3、叶片底部的通油槽采取高压区通高压、低压区 通低压，以使叶片底部和顶部的受力平衡，叶片 靠离心力甩出。 双作用：1、双数叶片（使流量均匀） 2、 定子、转子和轴受平衡径向力 3、叶片底部的通油槽均通以压力油（定子曲线矢 径的变化率较大，在吸油区外伸的加速度较大， 叶片的离心力不足以克服惯性力和摩擦力）
单作用叶片泵工作原理及结构
3-3 叶片泵
二、叶片泵的应用特点：
1、优点
流量均匀，运转平稳，噪声小，体积小，总 量轻。 中低压一般为8MPa,中高压可达25MPa至 32MPa。
缺点
对油液的污染较齿轮泵敏感；又因叶片甩出 力、吸油速度和磨损等因素的影响，泵的转速 不能太大，也不宜太小，一般可在600～ 2500r/min范围内使用；泵的结构也比齿轮泵复 杂；吸入特性比齿轮泵差 。
等加速等减速曲线：没有硬冲击但有软冲击（加
速度突变）
高次加速度变化率等的要求，有利于 控制叶片的振动和噪声
减轻定子和叶片顶部的磨损
1、减小作用在叶片底部的液体压力
2、减小叶片底部的液压力面积 3、使叶片顶部和底部的液压力平衡
减小叶片底部的液压力面积
内反馈限压式变量叶片泵
内反馈限压式变量叶片泵
外反馈限压式变量叶片泵
外反馈限压式变量叶片泵
顶部的液压力
存在的问题：叶片经过吸油区时叶片底
部没有液压力，附加的叶片底部的液压力会 加剧叶片的磨损
2、避免困油现象，减少液压冲击和噪声
存在困油现象，通过开卸荷槽来解决
三元叶片泵的工作原理
三元叶片泵的工作原理
三元叶片泵是一种常见的液压元件，其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 建立压力差：当叶片泵开始运转时，泵的入口处于低压状态，而出口则处于高压状态。
这种压力差使得液体从入口流入泵内，准备被输送出去。
2. 吸入液体：在泵的入口区域附近，有一个吸入孔。
在压力差的作用下，液体通过这个孔被吸入泵内。
3. 液体压缩：随着叶片的旋转，被吸入的液体被逐渐压缩，形成高压液体。
4. 排出液体：高压液体通过泵的出口排出，供给需要高压液体的设备使用。
三元叶片泵的结构包括转子、定子和叶片三个主要部分。
转子上的叶片在离心力和压力油的作用下，紧贴在定子内表面上。
随着转子的旋转，叶片在转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，完成一次吸油与排油的过程。
此外，三元叶片泵还有一些辅助部件，如配油盘和端盖等。
配油盘的作用是控制液体的流向，使其按照特定的路线流动；而端盖则用于固定叶片和保护泵的内部结构。
以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取准确信息。
3第三节 叶片泵的性能参数
一、叶轮中液体的流动情况
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理：
• 2、基本假定： a．液流为理想液体 b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液体在叶轮内处于稳定的流动状态。
L M t
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理：
n =2950 r/min、 n =1450 r/min、 n =730r/min
n =485 r/min等等 （如果为同步电动机作为动力机，则额定转速 为多少呢？）
六、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)：
允许吸上真空高度——指水泵在标准状况下(即水温为 20℃、一个标准大气压)运转时，水泵所允许的最大的 吸上真空高度。单位为mH2O。
• 2、基本假定： a．液流是恒定流； b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液流为理想液体。
L M t
• 叶槽内水流上的作用力
• 可以得到下式：
HT
g
(C2R2cosa 2 -C 1R 1cosa 1)
1 (u2C2u u1Cu1) g
2、容积损失与容积效率η
v
水流流经叶轮之后，有一小部分高压 水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力 平衡装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏到叶 轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因 而消耗了一部分能量。漏损流量 q 的大小 与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小 有关。在吸入口径相同的情况下，比转速 大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低 漏损量 q ，关键在于控制密封环与叶轮间 的运转间隙量。漏损量 q 越大，泵的出水 量 Q 越小。
叶片泵的结构与工作原理
叶片泵的结构与工作原理叶片泵由定子、转子、叶片、壳体及泵盖等组成，如图1-23所示。
转子由变矩器壳体后端的轴套带动，绕其中心旋转；定子是固定不动的，转子与定子不同心，二者之间有一定的偏心距。
1-转子2-定位环3-定子4-叶片A-进油口B-出油口。
当转子旋转时，叶片在离心力或叶片底部的液压油压力的作用下向外张开，紧靠在定子内表面上，并随着转子的转动，在转子叶片槽内作往复运动。
这样在每两个相邻叶片之间便形成密封的工作腔。
如果转子朝顺时针方向旋转，在转子与定子中心连线的右半部的工作腔容积逐渐减小，将液压油从出油口压出。
这就是叶片泵的工作过程。
叶片泵的排量取决于转子直径、转子宽度及转子与定子的偏心距。
转子直径、转子宽度及转子与定子的偏心距越大，叶片泵的排量就越大。
叶片泵具有运转平稳、噪音小、油泵油量均匀、容积效率高等优点，但它结构复杂，对液压油的污染比较敏感。
液压系统主要故障分析与消除方法1 前言液压系统发生的故障一般分为两类: 一类是整个液压系统发生故障, 整个液压系统的执行机构动作失灵或速度缓慢无力, 此时可考虑是否因泵和溢流阀的突然损坏或零件的磨损以及滤油器被堵塞所引起的流量、压力不足; 另一类是个别机构动作失灵或发生故障, 一般可从发生故障的执行机构或控制机构入手分析。
对液压系统故障来说, 诊断、寻找故障的原因和所在部位较难, 而找到后排除较为容易。
2 振动与噪声的来源和消除办法液压冲击、转动时的不平衡力、摩擦阻力以及惯性力的变化等都是产生不同振动形式的根源。
在液压传动的设备中, 往往在产生振动后随之而产生噪声。
液压系统中的振动与噪声常出现在液压泵、液压马达、液压缸及各种控制阀上, 有时也表现在泵、阀与管路的共振上。
2.1 振动与噪声产生的原因2.1.1 由泵和马达引起( 1) 泵与马达或系统密封不严而进入空气或泵的吸没管路浸入油面太浅而进入空气。
( 2) 泵吸油位置太高( 超过 500 mm) , 油的粘度太大或吸油管过细, 以及滤油器被油污阻塞造成泵的吸油口真空度过大而使原来溶解在液压油中的空气分离出来。
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限压式变量叶片泵的作用 限压式变量叶片泵的作用 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。
限压式变量叶片泵的分类 限压式变量叶片泵的
限压式变量泵利用压力反馈作用实现变量 ∵ 限压式变量泵利用压力反馈作用实现变量 *外反馈 外反馈 ∴ 可分为 < 内反馈 > 限压式变量叶片泵
工作原理 特 点
单作用叶片泵的组成 组成：定子、转子、叶片、 组成：定子、转子、叶片、 配油盘、壳体等。 配油盘、壳体等。
单作用叶片泵的工作原理 单作用叶片泵的
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 2 吸压油口各半，径向力不平衡。 吸压油口各半，径向力不平衡。
3、3 、
目的任务 重点难点 提问作业
叶片泵
目的任务
了解叶片泵的分类、 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、计算和特性曲线
重点难点
1 双作用叶片泵的工作原理 2 限压式变量叶片泵的工作原理、 限压式变量叶片泵的工作原理、 特性曲线和应用
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？ 产生的？ 齿轮泵困油现象是怎样 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？
双作用叶片泵流量
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[π(R2-r2)-（R-r）SZ/COSθ]n （ ） 泵输出的实际流量为： 泵输出的实际流量为： q = 2B[π(R2-r2)-（R-r）Z/COSθ]nηv （ ）
双作用叶片泵提高压力的措施
1）减小作用于叶片 根部的压力 2）减小叶片根部的 受力面积 3）采用双叶片结构
限压式变量叶片泵的流量压力特性
限压式变量叶片泵的特性曲线
当p < pb时，pA < ksx0 定量泵
当p > pb时，pA = ks（x0+x）变量泵 ）
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， 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 快进或快退： 快进或快退： 用AB段 段 < 工进： 工进： 用BC段 段 定位夹紧： 定位夹紧：用AB段 段 或定位夹紧系统 < 夹紧结束保压： 夹紧结束保压：用C点 点
3、3 、
叶片泵
3、3、1 双作用叶片泵 、 、 3、3、2 单作用叶片泵 、 、
3、3 、
叶片泵
双作用式 —定量泵 定 分类< 分类< 单作用式 —变量泵 变
3、3、1 双作用叶片泵 、 、
工作原理 流量计算
双作用叶片泵组成 双作用叶片泵
组成：定子、转子、叶片、 组成：定子、转子、叶片、配 油盘、 油盘、壳体等
双作用叶片泵流量计算
排 量
流 量
双作用叶片泵排量
叶片每伸缩一次， ∵ 叶片每伸缩一次，每两叶片间油 液的排出量为 ： V密max-V密min ∴ （V密max-V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
又∵ 双作用式 ∴ 应为两倍的环形体积 即 Vt = 2π(R2-r2)B 还∵ 叶片有一定厚度 ∴ 叶片所占体积为 V’=2BbZ（R-r）/COSθ （ ） 故 双作用叶片泵的实际排量为 V = Vt – V = 2B[π(R2-r2)-（R-r）bZ/COSθ] （ ）
内反馈限压式变量叶片泵工作原理
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
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）、 调节机构（螺钉）、 反馈液压缸。 反馈液压缸。
外反馈限压式变量叶片泵工作原理
定子不动， 当pA < ksx0时，定子不动，e=e0，q= qmax ， 定子即将移动， 当pA = ksx0时，定子即将移动， p = pB，即为限定压力。 即为限定压力。 定子右移， ↓ 当pA > ksx0时，定子右移， e↓ ，q↓ ↓
单作用叶片泵变量原理
手动 变量原理 < 自动 < 限压式* 限压式 恒压式 恒流量式
单作用叶片泵的流量脉动
单作用叶片泵定、 ∵ 单作用叶片泵定、转偏心安装 ∴ 其容积变化不均匀 有流量脉动， 故 有流量脉动，叶片应取奇数 一般13∽ 一般 ∽15
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
限压式变量叶片泵的特点 限压式变量叶片泵的
减小了△ ，减少了油液发热， 减小了△P，减少了油液发热， 简化 了系统，但结构复杂。 了系统，但结构复杂。
思考题：限压式变量叶片泵能否作双向变量泵？ 思考题：限压式变量叶片泵能否作双向变量泵？
双级叶片泵
双联叶片泵
结 论
双作用叶片泵为定量泵，双作用 叶片泵仍存在流量脉动，当叶片 数为4的整Байду номын сангаас倍、且大于8时的流 量脉动较小，故 通常取叶片数为 12或16。
提 问
双作用叶片泵能否直接当马达使用？
3、3、2 单作用叶片泵 、 、
单作用叶片泵的工作原理 流量计算 限压式变量叶片泵的工作原理和特性
单作用叶片泵的工作原理 组 成
双作用叶片泵特点 双作用叶片泵
1）∵ 转子转一转，吸、压油各两次。 ） 转子转一转， 压油各两次。 ∴称双作用式 2）吸、压油口对称，径向力平衡。 ） 压油口对称，径向力平衡。
定子内表面曲线是由四段圆弧和四段过渡曲线组成的。 常用过渡曲线有： 阿基米德曲线， 余弦曲线，等 加速-等减速 曲线，高次曲 线等。