叶片泵工作原理及应用
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单作用叶片泵排量计算简图
2.排量与流量计算 由上式可以得到单作用叶片泵的实际输出流量为
q 2eDBnV
式中，n-泵的转速 η V-泵的容积效率
2.排量与流量计算
单作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，泵内叶片数越 多，流量脉动率越小。此外，奇数叶片泵的脉动率比偶 数叶片泵的脉动率小，所以单作用叶片泵的叶片数一般 为13片或15片。
第三节
叶片泵
叶片泵按叶片在泵轴每转过程中在叶片小室的吸排油 次数可分为单作用叶片泵、双作用叶片泵和多作用叶片泵； 按排量是否可变，分为定量泵和变量泵；按叶片设置的部 位不同，分为普遍叶片泵（叶片在转子上）和凸轮转子叶 片泵（叶片在定子上）；按压力等级不同，分为中低压叶 片泵（7MPa以下）、中高压叶片泵（16MPa以下）和高压 叶片泵（20-30MPa以下）。
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
图3.3.3为压力流量特性 曲线。途中B点为拐点，对 应压力pB=kx0/A；在AB段， 作用在控制活塞上的液压力 小于弹簧的预压紧力，定子 的偏心量最大，泵的输出流 量最大。 随着输出压力增大，泵 的泄漏量增加，泵的实际输 出量较小，因此AB段下倾。
当转子转动时，叶片 在离心力和底部压力油作 用下，在叶片槽内作径向 运动并压向定子内表面。 由叶片、定子内表面、转 子外表面和两侧配油盘组 成若干密封空间。
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
(一)双作用叶片泵的工作原理
当转子按图示方向转 动时，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 角和右上角逐渐减小，为 压油区；吸油区与压油区 间由一段封油区把它们隔 开。
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
练习3-3 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 （1）该泵排量为V1=15mL/r时的偏心量e1
（2）该泵的最大可能排量Vmax
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理
BC段是泵的变量段，泵 的实际输出流量随工作压力 额增加而迅速减小。 调节限压式变量叶片泵的 流量调节螺钉，可改变其最 大偏心距，从而改变泵的最 大输出流量；调节泵的压力 调节螺钉，可以改变pB的大 小，使曲线BC段左右移动； 改变弹簧的刚度，可以改变 BC段的斜率：刚度越大，曲 线越平缓；越小，曲线越陡。
（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
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理 如图所示为一种单作用叶片泵典型结构-外反馈式 限压式变量叶片泵。
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理
在定子的右侧作用有 一调节弹簧（弹性系数为k， 预压缩量为X0）；在定子 的左侧有一控制活塞（有 效作用面积为A），控制活 塞油室通泵的出口压力为P。 作用在控制活塞上的液压 力F=pA，弹簧弹力为 Ft=kX0.
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。
（三）.排量与流量计算 双作用叶片泵的排量为
SZ V p 2 B( R r )[( R r ) ] 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
SZ q 2 B( R r )[( R r ) ]nV cos
二、双作用叶片泵
(一)双作用叶片泵的工作原理 作用原理跟单作用叶 片泵相似，不同之处在于 定子表面由两段长半径圆 弧、两段短半径圆弧和四 段过渡曲线等八个部分组 成，且定子和转子式同心 的。
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
(一)双作用叶片泵的工作原理
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
(二)双作用叶片泵的结构特点 （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 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 片泵
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
当转子按逆时针方向 旋转时，图示中泵右侧的 叶片会向外伸出，密封工 作腔容积逐渐增大，产生 真空，于是通过吸油口5和 配油盘上的窗口将油吸入。
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
2.排量与流量计算 单作用叶片泵的排量Vp近似等于两相邻叶片间密封容 积的最大值与最小值之差乘以叶片数，如计算简图示，则 有
V p (V1 V2 ) Z B [(R e) 2 ( R e) 2 ] Z Z 4eBR 2eBD
式中，B-叶片宽度 D-定子内径 e-偏心距
（四）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。 叶片厚度越薄，对降低流量脉动率越好。但应满足 强度和刚度要求，一般取1.8-2.5mm。
一、单作用叶片泵
1.单作用叶片泵的工作原理
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－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
叶片在转子的槽内可 以灵活滑动，在转子转动 时的离心力以及通入叶片 根部压力油的作用下，叶 片顶部贴紧在定子内表面 上，相邻叶片、配油盘、 定子和转子间形成一个个 密闭的工作腔。
1.单作用叶片泵的工作原理
在图示泵的左侧，叶 片往内收缩，密封腔的容 积逐渐缩小，密封腔中的 油液经配油盘的另一窗口 和压油口1被压出而送入系 统中。
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： （1）转子和定子间存在偏心 （2）泵在转子转一转的Байду номын сангаас程中， 吸压油各一次
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：
1 双级叶片泵
在一个泵体内，一根转动轴上连接两组定子和转子，形 成两个叶片泵。两个叶片泵为串联形式，即一级泵的排 油口也是二级泵的吸油口，从而提高整个泵出油口的压 力。两泵之间装有面积比为2:1的定比压力阀，使两泵进 出口压差相等。
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：
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 的偏心量e=emax-x,泵输出流 量最小。
2.排量与流量计算 由上式可以得到单作用叶片泵的实际输出流量为
q 2eDBnV
式中，n-泵的转速 η V-泵的容积效率
2.排量与流量计算
单作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，泵内叶片数越 多，流量脉动率越小。此外，奇数叶片泵的脉动率比偶 数叶片泵的脉动率小，所以单作用叶片泵的叶片数一般 为13片或15片。
第三节
叶片泵
叶片泵按叶片在泵轴每转过程中在叶片小室的吸排油 次数可分为单作用叶片泵、双作用叶片泵和多作用叶片泵； 按排量是否可变，分为定量泵和变量泵；按叶片设置的部 位不同，分为普遍叶片泵（叶片在转子上）和凸轮转子叶 片泵（叶片在定子上）；按压力等级不同，分为中低压叶 片泵（7MPa以下）、中高压叶片泵（16MPa以下）和高压 叶片泵（20-30MPa以下）。
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
图3.3.3为压力流量特性 曲线。途中B点为拐点，对 应压力pB=kx0/A；在AB段， 作用在控制活塞上的液压力 小于弹簧的预压紧力，定子 的偏心量最大，泵的输出流 量最大。 随着输出压力增大，泵 的泄漏量增加，泵的实际输 出量较小，因此AB段下倾。
当转子转动时，叶片 在离心力和底部压力油作 用下，在叶片槽内作径向 运动并压向定子内表面。 由叶片、定子内表面、转 子外表面和两侧配油盘组 成若干密封空间。
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
(一)双作用叶片泵的工作原理
当转子按图示方向转 动时，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 角和右上角逐渐减小，为 压油区；吸油区与压油区 间由一段封油区把它们隔 开。
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
练习3-3 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 （1）该泵排量为V1=15mL/r时的偏心量e1
（2）该泵的最大可能排量Vmax
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理
BC段是泵的变量段，泵 的实际输出流量随工作压力 额增加而迅速减小。 调节限压式变量叶片泵的 流量调节螺钉，可改变其最 大偏心距，从而改变泵的最 大输出流量；调节泵的压力 调节螺钉，可以改变pB的大 小，使曲线BC段左右移动； 改变弹簧的刚度，可以改变 BC段的斜率：刚度越大，曲 线越平缓；越小，曲线越陡。
（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
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理 如图所示为一种单作用叶片泵典型结构-外反馈式 限压式变量叶片泵。
3.外反馈限压式变量泵及其工作原理
在定子的右侧作用有 一调节弹簧（弹性系数为k， 预压缩量为X0）；在定子 的左侧有一控制活塞（有 效作用面积为A），控制活 塞油室通泵的出口压力为P。 作用在控制活塞上的液压 力F=pA，弹簧弹力为 Ft=kX0.
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。
（三）.排量与流量计算 双作用叶片泵的排量为
SZ V p 2 B( R r )[( R r ) ] 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
SZ q 2 B( R r )[( R r ) ]nV cos
二、双作用叶片泵
(一)双作用叶片泵的工作原理 作用原理跟单作用叶 片泵相似，不同之处在于 定子表面由两段长半径圆 弧、两段短半径圆弧和四 段过渡曲线等八个部分组 成，且定子和转子式同心 的。
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
(一)双作用叶片泵的工作原理
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
(二)双作用叶片泵的结构特点 （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 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 片泵
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
当转子按逆时针方向 旋转时，图示中泵右侧的 叶片会向外伸出，密封工 作腔容积逐渐增大，产生 真空，于是通过吸油口5和 配油盘上的窗口将油吸入。
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
2.排量与流量计算 单作用叶片泵的排量Vp近似等于两相邻叶片间密封容 积的最大值与最小值之差乘以叶片数，如计算简图示，则 有
V p (V1 V2 ) Z B [(R e) 2 ( R e) 2 ] Z Z 4eBR 2eBD
式中，B-叶片宽度 D-定子内径 e-偏心距
（四）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。 叶片厚度越薄，对降低流量脉动率越好。但应满足 强度和刚度要求，一般取1.8-2.5mm。
一、单作用叶片泵
1.单作用叶片泵的工作原理
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－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
叶片在转子的槽内可 以灵活滑动，在转子转动 时的离心力以及通入叶片 根部压力油的作用下，叶 片顶部贴紧在定子内表面 上，相邻叶片、配油盘、 定子和转子间形成一个个 密闭的工作腔。
1.单作用叶片泵的工作原理
在图示泵的左侧，叶 片往内收缩，密封腔的容 积逐渐缩小，密封腔中的 油液经配油盘的另一窗口 和压油口1被压出而送入系 统中。
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： （1）转子和定子间存在偏心 （2）泵在转子转一转的Байду номын сангаас程中， 吸压油各一次
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：
1 双级叶片泵
在一个泵体内，一根转动轴上连接两组定子和转子，形 成两个叶片泵。两个叶片泵为串联形式，即一级泵的排 油口也是二级泵的吸油口，从而提高整个泵出油口的压 力。两泵之间装有面积比为2:1的定比压力阀，使两泵进 出口压差相等。
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：
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 的偏心量e=emax-x,泵输出流 量最小。