叶片泵设计说明

叶片泵的结构设计及造型

叶片泵在液压系统中应用非常广泛，它具有结构紧凑、体积小、运转平稳、噪声小、使用寿命长等优点，但也存在着结构复杂、吸油性能差、对油液污染比较敏感等缺点。在此次课题设计过程过学习了解它的分类、结构特点、工作原理、应用场合等，在对流量，压力等技术参数进行计算的基础上，运用UG软件完成了一种典型叶片泵的设计，包括实体造型、装配图、工程图。

第一章叶片泵概述

1.1 叶片泵的分类

液压泵是液压系统的动力装置，它将原动机输入的机械能转化为液体的压力能。按不同的分类原则，划分如下：

1.按工作原理可分为

（1）叶片式泵、容积式泵、其它类泵。其中叶片式泵有立式泵、高速泵等；容积式泵有往复泵，如活塞（柱塞）泵、隔膜泵等；回转泵如齿轮泵、螺杆泵等。

2．叶片泵按结构分为单作用泵和双作用泵。单作用式叶片泵主要做变量泵使用，双作用式叶片泵主要做定量泵使用。

1.2叶片泵工作原理

1.2.1双作用式叶片泵的原理

当电机带动转子沿转动时，叶片在离心力和叶片底部压力油的双重作用下向外伸出，其顶部紧贴在定子表面上。处于四段同心圆弧上的四个叶片分别与转子外表面、定子表面及两个配流盘组成四个密封工作油腔。这些油腔随着转子的转动，密封工作油腔产生由小到大或由大到小的变化，可以通过配流盘的吸油窗口（与吸油口相连）或排油窗口（与排油口相连）将油液吸入或压出。

在转子每转过程中，每个工作油腔完成两次吸油和压油，所以称为双作用式叶片泵，由于高低压腔相互对称，轴受力平衡，为卸荷式。由于改善了机件的受力情况，

所以双作用叶片泵可承受的工作压力比普通齿轮泵高，一般国产双作用叶片泵的公称压力为5

1063 pa 。

图1.1 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

1.2.2单作用叶片泵的原理

单作用叶片泵的工作原理如图所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形表面，定子和转子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子壁，这样在钉子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子壁逐渐压进槽，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这是压油腔，在吸油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。

图 1.2 单作用叶片泵工作原理

1-- 2- 3---

1.3叶片泵的结构组成

1.双作用叶片泵的结构组成

双作用叶片泵由定子（定子的环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成）、转子（转子与定子同心）、叶片、配油盘和传动轴组成。

图1.3 双作用叶片泵的结构

1-11轴承2、6左右配流盘3、7前后盖体4叶片5定子8端盖9传动轴10防尘圈12

螺钉13 转子

2.单作用叶片泵的组成

单作用叶片泵是由定子（定子的环为圆）、转子（转子与定子存在偏心）、叶片、配流盘、和传动轴组成。

1.4叶片泵的结构特点

1.双作用叶片泵的结构特点

●双作用叶片泵的径向力平衡

●双作用叶片泵为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子表面，叶片槽根部全部通压

力油。

●合理设计过渡曲线形状和叶片数（z≥8），可使理论流量均匀，噪声低。

●定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ ≥叶片间夹角α（= 2π/ z）。

为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。

双作用叶片泵将压力油引入叶片底部，平衡叶片顶部的液压力，保证叶片与定子表面的良好接触，但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，而且为了减少液压冲击和噪声，避免困油现象，可以通过开卸荷槽来解决。

2.单作用叶片泵的特点

●单作用叶片泵可以通过改变定子的偏心距e 来调节泵的排量和流量。

●叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无影响。

●因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小

流量的脉动。

1.5叶片泵的应用特点

1.叶片泵的应用优点

叶片泵的流量均匀，运转平稳，噪声小，体积小，总量轻。叶片泵在中低压一般为8MPa,中高压可达25MPa至32MPa。

2. 叶片泵的应用缺点

叶片泵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围使用；泵的

结构也比齿轮泵复杂；吸入特性比齿轮泵差。

1.6单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别

单作用叶片泵：

1、单作用叶片泵为单数叶片（使流量均匀）

2、单作用叶片泵的定子、转子和轴受不平衡径向力

3、单作用叶片泵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。

双作用叶片泵：

1、双作用叶片泵为双数叶片（使流量均匀）

2、双作用叶片泵定子、转子和轴受平衡径向力

3、双作用叶片泵的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）

1.7叶片泵的工作场合

自从18世纪末开始运用液压传动到1759年英国制造第一台水压机，泵就随液压传动应用而生。第二次世界大战以后液压元件迅速发展起来，被广泛应用于工业、农业、航空、航海、等各个部门。在机床行业中应用更为普遍，叶片泵被重点用于在车床、铣床、拉床、镗床、组合机床、机械手等设备的液压系统中。

1.8叶片泵的使用要点

1.为了叶片泵可靠的吸油，其转子转速不能太低，但也不能过高600～1500转r/min比较适宜。转速太低，叶片不能押紧在定子表面上，故不能吸油；转速过高，则造成泵的“吸空”现象，使泵工作不正常。