叶片泵

单作用叶片泵
用次数 一次吸、排油过程。 叶片安装 叶片后倾 面曲线 几何中心 完整的圆。
双作用叶片泵
次吸、排油过程。 叶片前倾 和四段过渡曲线组成
每转作 转子每转一圈，完成 转子每转一圈，完成二
定子内表 定子内表面曲线是一 定子内表面由四段圆弧
定、转子 定子与转子偏心安装
同心安装
续上表
单作用叶片泵
双联叶片泵
• 组成：两套双作用叶片泵的定子、转子、配油盘在一个泵 体内组成，通过一根转动轴带动两个泵同时工作，它有一 个共同的进油口和两个独立的出油口。分开使用，如两个 独立的叶片泵，但结构紧凑 ； 合并使用，可增大流量 • 优点：可以节省功率损耗，减小油液发热，提高系统的总 效率，所以得到了广泛的应用。 • 常用于：运动部件既需要轻载高速，又需要重载慢速的场 所。轻载快速时，双泵同时供油；重载慢速时，小泵供油， 大泵卸荷
所以作用在转子上的油液压力相互平衡，因此双作用
叶片泵又称为卸荷式叶片泵。
3、双作用叶片泵流量
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的整数 倍、且大于8时的流量脉动较小，故 通常 取叶片数为12或16。
4、结构特点
1、定子工作表面曲线 2、配油盘
(1)叶片间的夹角 (2) 卸荷三角槽 (3)环形槽
转子径
双作Fra Baidu bibliotek叶片泵
径向力相互抵消。
向受力
存在不平衡的径向力 调节定子和转子的 偏心距 e即可变量。如
变
量 果改变 e 的方向出现－ e ，就可改变泵的进、
不能变量
出油口(双向泵)
3.叶片倾角 FN 分解
FT=FNsinβ
——垂直于叶片，增大了 摩擦，且易使叶片折断 Fp =FNcosβ ——和叶片底部液压力平 衡 压力角： 定子对叶片的法向反力FN与 叶片运动方向的夹 角。 倾角：叶片与径向半径的夹角。
叶片泵的叶片倾角一般取为10°～14°。
Go
一般叶片倾角 为13 °
减少叶片对定子作用力对高压双作用叶片泵来说， 这个问题尤为突出，因此高压双作用叶片泵必须在结构 上采取相应的措施，常用的措施有： (a）减少作用在叶片底部的油压力。将泵压油腔的 油通过阻尼孔或内装式小减压阀接通到处于吸油腔的叶 片底部，这样使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表 面的作用力不致于过大。
四、单作用叶片泵
吸油窗口 压油窗口
压油口
吸油口
转子
定子
单作用叶片泵工作原理
⑴ 构成
由定子、转子、叶片、配油盘和端盖组成；定子内表面为
圆柱面，转子偏心； ⑵ 封闭工作腔 由两相邻叶片、定子内表面、转子外表面、配油盘形成； ⑶ 转子每转一转，吸油、压油各一次 —单作用泵； ⑷ 改变定子和转子的偏心距，可改变泵的排量 —变量泵。
V 2 DBe=4 RBe
q Vnv 4 RBenv
单作用叶片泵的流量
理论流量： q Vn 4 RBen 实际流量： q Vnv 4 RBenv
∵ 单作用叶片泵定、转偏心安装 ∴ 其容积变化不均匀 故 有流量脉动，叶片应取奇数一13∽15
结构特点
单作用叶片泵配油盘上叶片底部的通油槽，通 常做成高压腔和低压腔，即高压腔通压力油，低压腔 通吸油。当叶片处于吸油腔时，叶片底部和配油盘低 压腔相通也参加吸油；当叶片处于压油腔区时，叶片 底部和配油盘高压腔相通向外压油。叶片底部的吸油 和压油作用，正好补偿了工作容积中叶片所占的体积， 所以叶片体积对泵的瞬时流量无影响。
(2) 卸荷三角槽:当两相邻叶片之间 的油液从定子封油区（即定子圆 弧部分）突然转入压油窗口时， 使其油压力迅速达到泵的输出压 力，油液瞬间被压缩，使压油腔 中的油液倒流进来，泵的瞬时流 量减少，引起流量脉动和噪声。 为了避免产生这种现象，在配油 盘上叶片从封油区进入压油窗口 一边开卸荷三角槽，如图3.21所 示，这样使相邻叶片间的密封容 积逐渐地进入压油窗口，压力逐 渐上升，从而消除困油现象和由 于压力突变而引起的瞬时流量脉 动和噪声。卸荷三角槽的尺寸通 常由实验来确定。
外反馈式变量叶片泵－通过限定泵的工作压力来调节 从而调节q
限压式变量叶片泵
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， 如：组合机床进给系统实现快进、工进、快退等
快进或快退：用AB段 工进： 用BC段
或定位夹紧系统
夹紧结束保压：用C点 定位夹紧：用AB段
单、双作用叶片泵比较表
知识点3 叶片泵
• 一、叶片泵的特点与分类
• 1、特点
• 叶片泵在机床液压泵中应用最广泛。
• 优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小， 工作平稳，噪声小，寿命较长。 • 缺点： 吸油特性不太好，对油液的污染也比较 敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高。 • 一般叶片泵工作压力为7.0MPa，高压叶片泵可达 14.0MPa、20MPa。
• 二、叶片泵的分类
• 1、按其排量是否可变分为定量泵和变量泵。
• 2、按作用次数的不同分为单作用泵和双作用泵。 • 单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各一次。 • 双作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各二次。 • 双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流量均匀性 好，转子体所受径向液压力基本平衡。 • 双作用叶片泵一般为定量泵;
结构特点
为使叶片能顺利的向外运动并始终紧贴定子， 必须使叶片所受的惯性力、叶片与定子间的摩擦力及 叶片的离心力等的合力尽量与转子中叶片槽的方向一 致，以免侧向分力使叶片和定子间产生摩擦力影响叶 片的伸出，为此转子中叶片槽应向后倾斜一定角度 i。 图为单作用叶片泵的配流盘和转子结构简图。
五、限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵－ 利用泵的工作压力的反馈作用来实 现变量的
1、单作用叶片泵的排量和流量 设定子直径为D，转子直径为d，宽度为B，两叶片间夹 角为，叶片数为Z，定子与转子的偏心量为e。当单 作用叶片泵的转子每转一转时，每两相邻叶片间的密 封容积变化量为V1-V2。 V=(V1-V2 )Z
D d 2 2 V1 [( e) ( ) ] B 2 2 2 D d 2 2 V2 [( e) ( ) ] B 2 2 2
(b ）减少叶片底部受压力油作用的面积。可以用 减少叶片厚度的办法来减少压力油对叶片底部的作用力， 但受目前材料工艺条件的限制，叶片不能做得太薄，一 般厚度为1.8～2.5 mm 。
(3) 采取双叶片结构，如图 3.23所示。在转子2的槽中装有两个 叶片1，它们之间可以相对自由滑动， 在叶片顶端和两侧面倒角之间构成 V 形通道，使叶片底部的压力油经过 通道进入叶片顶部，因此使叶片底 部和顶部的压力相等，但承压面积 不相等，适当选择叶片顶部棱边的 宽度，这样即可保证叶片顶部有一 定的作用力压向定子 3，同时又不致 于产生过大的作用力而引起定子的 过度磨损。
• 单作用叶片泵一般为变量泵。
三、双作用叶片泵
⒈ 结构 ⑴ 由定子、转子、叶片、配油盘组成；
⑵ 定子内表面由两大半径圆弧、两小半径圆弧 和四段过渡曲线组成；
⑶ 定子、转子同心； ⑷ 在配油盘上开有四个配油窗口，两个与吸油 口相通，两个与压油口相通。
2.工作原理
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。
3、叶片倾角 4、提高双作用叶片泵压力的措施
1 、定子工作表面曲线
定子曲线
组成: 四段圆弧和四段过渡曲线 过渡曲线确定的原则： (1) 保证叶片贴紧在定子内表 面上； (2)使叶片在转子槽内径向运动时 速度和加速度的变化均匀； (3)使叶片对定子的内表面的冲 击尽可能小。 通常选用的 过渡曲线：
“等加速一等减速”曲线 阿基米德螺旋线 高次曲线
(4) 采用复合叶片结构，如图 3.24 所示。叶片 由母叶片 1 和子叶片 4 组成，母叶片和子叶片能相对 滑动，母叶片根部 L 腔经转子 2 上虚线所示油孔始终 与所在油腔相通，子叶片和母叶片之间的小腔C通过 配油盘的环槽使K槽总是接通压力油。当叶片在吸油 区工作时，母叶片 1 根部 L 腔不受高压油作用，推动 母叶片压向定子的作用力仅为C腔的高压油作用而压 向定子，这就相当于减少叶片底部承受压力油作用 面积，使该作用力较小，保证叶片与定子接触良好。 这种方法用于额定压力达21 MPa的高压叶片泵上。
(3) 环形槽 : 压油窗口一部 分油通过 a 与配流盘端 面环形槽相连，而环形 槽又与叶片泵转子上叶 片槽底部相通，使压力 油通至叶片槽底部，以 便增大叶片对定子表面 的压紧力来防止漏油， 这样提高了泵的容积效 率。
3、叶片倾角
叶片在转子中放置时应当有利于叶片在转子的槽中滑 动，并且叶片对定子及转子槽的磨损要小。叶片在工作过程 中，受到离心力和叶片底部压力油的作用，使叶片紧密地与 定子接触。设当叶片转至压油区时，定子内表面给叶片顶部 反作用力为FN，其方向沿定子内表面曲线的法向方向，该力 可分解为两个力，即与叶片垂直的力FT和沿叶片槽方向的力 F，如图3.22所示。
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
5
⒉ 工作原理
⑴ 封闭工作腔：
由两相邻叶片、定子内表面、转子外表
面、配油盘形成；
⑵ 吸油：叶片从小半径圆弧→大半径圆弧 压油：叶片从大半径圆弧→小半径圆弧 ⑶ 泵每转一转，各吸油、压油两次—双作用泵 ⑷ 定量泵
双作用叶片泵由于有两个对称的吸油腔和压油腔，
2、配油盘
(1)叶片间的夹角 配油盘的作用是给泵进行配油。 为了保证配油盘的吸、压油窗口在工作 中能隔开，就必须使配油盘上封油区夹 角 （即吸油窗口和压油窗口之间的夹 角）大于或等于两个相邻叶片间的夹角， 如图3.20所示，即：
2 Z
式中：Z —— 叶片数。 2 若夹角小于 Z ，就会使吸油和压 油窗口相通，使泵的容积效率降低。此 外定子圆弧部分的夹角 应当等于或大 于配油盘上封油区夹角 ，以免产生困 油和气穴现象。
4、 提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施 （a）端面间隙自动补偿 这种方法是将配油盘的一 侧与压油腔连通，使配油盘在液压油推力作用下压 向定子端面。泵的工作压力越高，配油盘就会自动 压紧定子，同时配油盘产生适量的弹性变形，使转 子与配油盘间隙进行自动补偿，从而提高双作用叶 片泵输出压力。该方法与提高齿轮泵压力方法中的 齿轮端面间隙自动补偿相类似。 （b）减少叶片对定子作用力 前已阐述，为保证叶 片顶部与定子内表面紧密接触，所有叶片根部都与 压油腔相通。当叶片在吸油腔时，叶片底部作用着 压油腔的压力，而顶部却作用着吸油腔的压力，这 一压力差使叶片以很大的力压向定子内表面，在叶 片和定子之间产生强烈的摩擦和磨损，使泵的寿命 降低。