2017一组叶片泵
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叶片泵工作原理及应用
排量与流量计算
双作用叶片泵的排量为
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
排量与流量计算
双作用叶片泵的实际流量为
叶片与流量脉动关系
叶片泵流量脉动率与叶片数、叶片厚度及叶片在槽内运动的加、减速度成正比。从转子强度与降低流量脉动两方面考虑，叶片数应该越少越好。但叶片数必须同过渡曲线形状匹配，且满足密封容腔的分隔要求，一般取8-18，以12、16为最佳。
柱销叶片方式
因此，为减小定子内表面的磨损及提高工作压力，采用以下措施：
02
03
04
01
2 改善叶片受力状况
某单作用叶片泵转子外径d=80mm,定子内径D=85mm，叶片宽度B=28mm，调节变量时定子和转子之间的最小间隙为0.5mm。求
该泵排量为V1=15mL/r时的偏心量e1
该泵的最大可能排量Vmax
一、单作用叶片泵
1－压油口 2－转子 3－定子 4-叶片 5—吸油口
叶片泵的工作原理如图1所示。泵的结构包括：转子、定子、叶片、配油盘和端盖等。定子的内表面是圆柱形孔。转子和定子之间存在偏心。
图1 双作用叶片泵工作原理
1.单作用叶片泵的工作原理
1.单作用叶片泵的工作原理
图1 双作用叶片泵工作原理
双作用叶片泵的工作原理
(二)双作用叶片泵的结构特点
图3.3.4 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）定子和转子是同心的
（2）转子每转一周，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
（3）泵的两个吸油区和两个压油区径向对称，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称作平衡式叶片泵
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。
叶片泵的基本性能参数-离心泵的基本方程
水泵的理论流量QT与实际流量Q。
2017/8/12 叶片式水泵 2
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——扬程
2、扬程（总扬程）H
水泵对单位重量的液体所作的功，即单位重量的液体流 过水泵后其能量的增值。 数学表示：以水泵出口的单位重量能量E2与水泵入口单位 重量的能量E1之差表示。
H E2 E1
Vacuum Head）
定义：指水泵在标准状况下（水温：20°C，当地压强1 atm）
运转时，水泵吸入口测压孔处所允许的最大真空高度。
要求： HV ≤ HS
其中：HV — 入口真空表读数。
数值： 依据气蚀实验确定。 单位：m H2O。
特点：对不同的海拔高程和水温需要修正。
用途：保证水泵在正常运行时不发生气蚀；用以计算、确
量纲：[ML2T-3]
水泵有效功率Nu：水泵输入液体的功率。 N u gHQ ( N m / s W )
2017/8/12 叶片式水泵 5
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——功率单位换算 功率单位 1 W （瓦特）= N·m/s; 1 kgf ·m/s （公斤力米每秒）= 9.80665 W;
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——流量
1、流量（抽水量）Q：在单位时间内水泵所输送 的液体数量。
体积流量QV—— 单位：m3/s，m3/h，m3/d，l/s等； 量纲：[L3T-1]。
质量流量QM—— 单位：kg/s，kg/h，t/h等； 量纲：[MT-1]。
பைடு நூலகம்
换算关系： QM = ρQV
ρ—— 液体密度；单位：kg/m3；量纲：[ML-3]。
1 kW =1000 W = 102 kgf ·m/s = 1.36 HP;
第7讲 叶片泵
一、双作用叶片泵结构组成
组成：定子、转子、叶片、配 油盘、传动轴、壳体等
结构图动画
YB1型叶片泵的结构
二、双作用叶片泵工作原理
V密形成：定子、转子和相邻两叶片、配流 盘围成 右上、左下，叶片伸出，V密↑吸油 V密变化：转子逆转<
工作原理动画
左上、右下，叶片缩回，V密↓压油 吸压油口隔开： 配油盘上封油区及叶片
2、3
目的任务 重点难点 提问作业
叶片泵
重点难点
1、限压式变量叶片泵的工作原理、 特性曲线和应用 2、双作用叶片泵的工作原理
2、3
叶片泵
2、3、1单作用叶片泵 2、3、2限压式变量叶片泵 2、3、2双作用叶片泵
2、3
叶片泵
单作用非卸荷式—变量泵
分类<
双作用卸荷式 —定量泵
2、3、1 单作用叶片泵
V 1 [(
V 2 [( D 2
D 2
e) (
2
2
d 2
) ]
2
2
B
B
e) (
d 2
) ]
2
2
V 2 D B e = 4 R B e
q V n v 4 R B en v
单作用叶片泵的流量
q V n 4 R B en 理论流量： 实际流量： q V n v 4 R B en v 结论：1) qT = f(几何参数、 n、e) 2）∵ n = c e变化 q ≠ C ∴变量泵 e = 0 q = 0 大小变化，流量大小变化 e< 方向变化，输油方向变化 故 单作用叶片泵可做双向变量泵
四、结构特点
1、定子工作表面曲线 2、配流盘
叶 片 泵
因为吸、压油口对称分布，转子和轴所受的径向液压力相平衡，所以 这种泵又称为平衡式叶片泵，该泵的排量不可调，是定量泵。
图1-6双作用叶片泵的工作原理图
2.双作用叶片泵的排量和流量
由叶片泵的工作原理可知，当叶片泵每伸缩一次时，每 两叶片间油液的排出量等于大半径R圆弧段的容积与小半径r 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 量应等于上述容积差的2z倍，表达式为
V=2z（R2-r2）b
（1-12）
泵输出的实际流量则为
qv=VnηV=2z（R2-r2）bnηV
式中:b为叶片宽度。
（1-13）
如果不考虑叶片厚度，则理论上双作用叶片泵流量无脉动。
这是因为在转子转动时，压油窗口处的叶片使前后两个工作腔之间 互相连通，形成了一个组合的密封工作腔。随着转子的匀速转动，位于 大、小圆弧处的叶片均在圆弧上滑动，压油腔的容积不变，因此泵的瞬 时流量也是均匀的。但由于叶片有一定厚度，根部又连通压油腔，在吸 油区的叶片不断伸出，根部容积要用压力油来补充，导致减少了输出量， 造成少量流量脉动。
3.双作用叶片泵的结构特点
（1）定子过渡曲线。定子内表面的曲线是由四段圆弧和四段过渡曲 线组成的(如图1-6所示)。理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径 向速度和加速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧交接点处的 加速度突变不大，以减小冲击和噪声。
目前，双作用叶片泵一般都使用综合性能较好的等加速或等减速曲线 作为过渡曲线。
（2）径向向作用力是平衡的。
叶片泵
优点：结构紧凑，运动平衡，噪声小，输油均匀，寿命长。 缺点：结构复杂，吸油性能差，转速不能太高，对油的污染敏感。
1.
如图1-6所示为双作用叶片泵的工作原理图，该泵主要由定子、转子、 叶片、配油盘和泵体等组成。
图1-6双作用叶片泵的工作原理图
2.双作用叶片泵的排量和流量
由叶片泵的工作原理可知，当叶片泵每伸缩一次时，每 两叶片间油液的排出量等于大半径R圆弧段的容积与小半径r 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 量应等于上述容积差的2z倍，表达式为
V=2z（R2-r2）b
（1-12）
泵输出的实际流量则为
qv=VnηV=2z（R2-r2）bnηV
式中:b为叶片宽度。
（1-13）
如果不考虑叶片厚度，则理论上双作用叶片泵流量无脉动。
这是因为在转子转动时，压油窗口处的叶片使前后两个工作腔之间 互相连通，形成了一个组合的密封工作腔。随着转子的匀速转动，位于 大、小圆弧处的叶片均在圆弧上滑动，压油腔的容积不变，因此泵的瞬 时流量也是均匀的。但由于叶片有一定厚度，根部又连通压油腔，在吸 油区的叶片不断伸出，根部容积要用压力油来补充，导致减少了输出量， 造成少量流量脉动。
3.双作用叶片泵的结构特点
（1）定子过渡曲线。定子内表面的曲线是由四段圆弧和四段过渡曲 线组成的(如图1-6所示)。理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径 向速度和加速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧交接点处的 加速度突变不大，以减小冲击和噪声。
目前，双作用叶片泵一般都使用综合性能较好的等加速或等减速曲线 作为过渡曲线。
（2）径向向作用力是平衡的。
叶片泵
优点：结构紧凑，运动平衡，噪声小，输油均匀，寿命长。 缺点：结构复杂，吸油性能差，转速不能太高，对油的污染敏感。
1.
如图1-6所示为双作用叶片泵的工作原理图，该泵主要由定子、转子、 叶片、配油盘和泵体等组成。
叶片泵结构原理
高压泵 单泵、双联泵、串泵 低噪音结构
3335 - 3770 psi (230 - 260 bar)
0.6 10
cu in/r cm3/r
11.9 195
VVS 和 VVP 系列 变量叶片泵
常用手动变量控制 4 或 2 种压力范围 低噪音
cu in/r cm3/r
VVS VVP
20V
25V
35V
25 30 35 38
42 50 60
45V
8.4 (138) 9.9 (162) 11.8 (193)
单泵和双联泵系列
2520V
20V/VQ
2525V 3520V
25V/VQ(T) 3525V 35V/VQ(T) 4520V 4525V 4535V
45V/VQ(T)
VMQ 系列高压叶片泵
REPLACEMENT CARTRIDGE
泵芯的更换
泵芯的更换
泵芯的更换
泵芯排量选择
25 3 81cm /r 30 3 97cm /r
35V
35 3 112cm /r 38 3 121cm /r
泵芯排量变化－定子变化
泵芯排量变化－定子变化
旋向改变方法 - VHO
旋向改变方法 - VHO
V20
V2020
带流量和先导控制
1
2
V20F
V20P
V 和 VQ 系列叶片泵排量范围
单泵、双联泵、串泵
V Series VQ Series
- 2540 psi (175 bar) - 3000 psi (210 bar)
0.43 7.0
cu in/r cm3/r
11.77 193.0
V 和 VQ 系列叶片泵排量范围
3335 - 3770 psi (230 - 260 bar)
0.6 10
cu in/r cm3/r
11.9 195
VVS 和 VVP 系列 变量叶片泵
常用手动变量控制 4 或 2 种压力范围 低噪音
cu in/r cm3/r
VVS VVP
20V
25V
35V
25 30 35 38
42 50 60
45V
8.4 (138) 9.9 (162) 11.8 (193)
单泵和双联泵系列
2520V
20V/VQ
2525V 3520V
25V/VQ(T) 3525V 35V/VQ(T) 4520V 4525V 4535V
45V/VQ(T)
VMQ 系列高压叶片泵
REPLACEMENT CARTRIDGE
泵芯的更换
泵芯的更换
泵芯的更换
泵芯排量选择
25 3 81cm /r 30 3 97cm /r
35V
35 3 112cm /r 38 3 121cm /r
泵芯排量变化－定子变化
泵芯排量变化－定子变化
旋向改变方法 - VHO
旋向改变方法 - VHO
V20
V2020
带流量和先导控制
1
2
V20F
V20P
V 和 VQ 系列叶片泵排量范围
单泵、双联泵、串泵
V Series VQ Series
- 2540 psi (175 bar) - 3000 psi (210 bar)
0.43 7.0
cu in/r cm3/r
11.77 193.0
V 和 VQ 系列叶片泵排量范围
叶片泵
图332pv2r型高压叶片泵3转子4叶片5定子67船舶辅机第82章vanepump2滑块3定子4转子5叶片6最大流量调节螺钉7控制活塞8传动轴9弹簧座10弹簧11压力调节螺钉1110图333外反馈式限压式变量泵的结构图外反馈式限压式变量泵原理1滚针2滑块3定子4转子5叶片6最大流量调节螺钉7控制活塞8传动轴9弹簧座10弹簧11压力调节螺钉图所示为外反馈式限压式变量叶片泵结构
4、双作用叶片泵的结构特点
YB型叶片泵是国产性能较好的一种双作用叶片泵，容积效 率可达90%以上。结构如图以此为实例，再对双作用叶 片泵的结构特点作一下了解、归纳。
16
船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
4、双作用叶片泵的结构特点
定子、转子和叶片
定子型线由4段圆弧和4段过渡曲线构成。过渡曲线前半 段是等加速曲线，后半段是等减速曲线，以降低叶片在 槽中的加速度，防止冲击。
10
船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
3、排量和流量的计算
双作用叶片泵的排量计算简图如图8-24-1所示 因为叶片每伸缩一次，每两叶片间油液的排出量为 ： V密maxV密min ；所以（V密max—V密min）Z即泵一转压出油液的体积， 即等于一环形体积。
图8-24-1双作用叶片泵排量计算简图
R：内滑力（使叶片向内滑 移）
T=NSin β
β
图8-26-1
R=NCos β
在一定的位置上N是不变 的，β增大：侧推力Ｔ减小 (减小弯曲）、内滑力Ｒ增 大（不被卡阻）。
26
船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
（3）、叶片的倾角和倒角
图8-26
叶片与径向的夹 角为前倾角()。
有前倾角后，压 力角
4、双作用叶片泵的结构特点
YB型叶片泵是国产性能较好的一种双作用叶片泵，容积效 率可达90%以上。结构如图以此为实例，再对双作用叶 片泵的结构特点作一下了解、归纳。
16
船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
4、双作用叶片泵的结构特点
定子、转子和叶片
定子型线由4段圆弧和4段过渡曲线构成。过渡曲线前半 段是等加速曲线，后半段是等减速曲线，以降低叶片在 槽中的加速度，防止冲击。
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船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
3、排量和流量的计算
双作用叶片泵的排量计算简图如图8-24-1所示 因为叶片每伸缩一次，每两叶片间油液的排出量为 ： V密maxV密min ；所以（V密max—V密min）Z即泵一转压出油液的体积， 即等于一环形体积。
图8-24-1双作用叶片泵排量计算简图
R：内滑力（使叶片向内滑 移）
T=NSin β
β
图8-26-1
R=NCos β
在一定的位置上N是不变 的，β增大：侧推力Ｔ减小 (减小弯曲）、内滑力Ｒ增 大（不被卡阻）。
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船舶辅机第8-2章叶片泵 [Vane Pump]
（3）、叶片的倾角和倒角
图8-26
叶片与径向的夹 角为前倾角()。
有前倾角后，压 力角
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
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转子2外表面和定子3的内表面都呈圆柱形，二者中心之间保持一个偏心距e，叶片装在转子上开 有的均匀分布的径向槽内并可在槽内灵活滑动。转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用 下(有的还有弹簧力)，叶片顶部贴紧在定子内表面上，两表邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了 一个个密封的L作腔。当转子按顺时针方向旋转时，叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生 真空，通过吸油口和配油。转子转一周，完成一次吸油和一次排油，容积变化循环一次，称为单作用 叶片泵。 利用流量调节螺钉10的拧入或松开，便可改变转子和定子之间偏心距e的大小。当e＝emax时，两 叶片间的封闭容积在转子旋转过程中，变化量最大，对应泵的输出流量也最大；当流量调节螺钉调节 偏心距e≒0(定子和转子基本共圆心)，两两叶片间的封闭容腔的容积在转子旋转过程中几乎不变，因 而对应的输出流量也几乎为零。利用改变转子和定子之间的偏心距e的大小改变泵的输出流量的大小， 这便是变量叶片泵的变量原理。 压力调节螺钉4用以调节限压压力，当泵出油口压力超过此调节限压压力时，调压弹簧5被压缩， 定子2右移，偏心距e减小，输出流量也就减少，这便是变量叶片泵的限压原理。
叶片泵
叶片泵实体图
2
特点
结构紧凑、工作稳定性好、噪声小、寿 命长 对油液的污染比较敏感、转速不能太高
应用范围
适应于流量和压力稳定性要求较高、工 作环境条件较好的场合。如：机床、注 塑机、飞机等，另外在起重运输机械、 工程机械中也有应用
一、双作用叶片泵
结构组成Βιβλιοθήκη 定子 转子 叶片
配油盘
1.泵轴；2.转子；3.定子；4.叶片； 5.泵体；6.配油盘.
1.转子；2. 定子；3. 叶片；4. 压力调节螺钉； 5.调压弹簧；6.柱塞；7. 压力块；8.滚珠；9. 上滑块 10.流量调节螺钉；11.泵壳.
谢谢观看
祝十月一快乐
传动轴
泵体
双作用叶片泵的特点 ①定子和转子同心安装 ②定子内表面的过渡曲线。定子内表面形 似椭圆形，由两段半径为R的大圆弧、两段 半径为r的小圆弧及连接四段圆弧的过渡曲 线组成，四段过渡曲线为等加速等减速曲 线。 ③叶片应前倾安装。 ④采用组合装配和压力补偿配油盘。
双联叶片泵
6
双联叶片泵
双联叶片泵是由两个双作用叶片泵组合而成的组合泵，其简化结构如下图所示。 两个泵同轴驱动，采用一个吸油口，两个出油口。两出油口流量可以合并使用，也可 以单独使用。用于有快、慢速要求的机床进给系统（低压高速及高压低速），能降低 功率消耗，减少发热。
双联泵叶片泵的图形符号如下图所示。
限压式变量叶片泵的工作原理：
叶片泵
叶片泵实体图
2
特点
结构紧凑、工作稳定性好、噪声小、寿 命长 对油液的污染比较敏感、转速不能太高
应用范围
适应于流量和压力稳定性要求较高、工 作环境条件较好的场合。如：机床、注 塑机、飞机等，另外在起重运输机械、 工程机械中也有应用
一、双作用叶片泵
结构组成Βιβλιοθήκη 定子 转子 叶片
配油盘
1.泵轴；2.转子；3.定子；4.叶片； 5.泵体；6.配油盘.
1.转子；2. 定子；3. 叶片；4. 压力调节螺钉； 5.调压弹簧；6.柱塞；7. 压力块；8.滚珠；9. 上滑块 10.流量调节螺钉；11.泵壳.
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传动轴
泵体
双作用叶片泵的特点 ①定子和转子同心安装 ②定子内表面的过渡曲线。定子内表面形 似椭圆形，由两段半径为R的大圆弧、两段 半径为r的小圆弧及连接四段圆弧的过渡曲 线组成，四段过渡曲线为等加速等减速曲 线。 ③叶片应前倾安装。 ④采用组合装配和压力补偿配油盘。
双联叶片泵
6
双联叶片泵
双联叶片泵是由两个双作用叶片泵组合而成的组合泵，其简化结构如下图所示。 两个泵同轴驱动，采用一个吸油口，两个出油口。两出油口流量可以合并使用，也可 以单独使用。用于有快、慢速要求的机床进给系统（低压高速及高压低速），能降低 功率消耗，减少发热。
双联泵叶片泵的图形符号如下图所示。
限压式变量叶片泵的工作原理：