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1、第三節(jié) 葉片泵 葉片泵按葉片在泵軸每轉(zhuǎn)過(guò)程中在葉片小室的吸排油 次數(shù)可分為單作用葉片泵、雙作用葉片泵和多作用葉片泵； 按排量是否可變，分為定量泵和變量泵；按葉片設(shè)置的部 位不同，分為普遍葉片泵（葉片在轉(zhuǎn)子上）和凸輪轉(zhuǎn)子葉 片泵（葉片在定子上）；按壓力等級(jí)不同，分為中低壓葉 片泵（ 7MPa以下）、中高壓葉片泵（ 16MPa以下）和高壓 葉片泵（ 20-30MPa以下）。 一、單作用葉片泵 1.單作用葉片泵的工作原理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 葉片泵的工作原理如 圖 1所示。泵的結(jié)構(gòu)包括： 轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油 盤(pán)
2、和端蓋等。定子的內(nèi)表 面是圓柱形孔。轉(zhuǎn)子和定 子之間存在偏心。 1.單作用葉片泵的工作原理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可 以靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)的離心力以及通入葉片 根部壓力油的作用下，葉 片頂部貼緊在定子內(nèi)表面 上，相鄰葉片、配油盤(pán)、 定子和轉(zhuǎn)子間形成一個(gè)個(gè) 密閉的工作腔。 1.單作用葉片泵的工作原理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 當(dāng)轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)時(shí)，圖示中泵右側(cè)的 葉片會(huì)向外伸出，密封工 作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生 真空，于是通過(guò)吸
3、油口 5和 配油盤(pán)上的窗口將油吸入。 1.單作用葉片泵的工作原理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 在圖示泵的左側(cè)，葉 片往內(nèi)收縮，密封腔的容 積逐漸縮小，密封腔中的 油液經(jīng)配油盤(pán)的另一窗口 和壓油口 1被壓出而送入系 統(tǒng)中。 1.單作用葉片泵的工作原理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 單作用泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1）轉(zhuǎn)子和定子間存在偏心 （ 2）泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 吸壓油各一次 （ 3）轉(zhuǎn)子受到徑向液壓不平衡 作用力，故又稱非平衡式泵 1.單作用葉片泵的工作原
4、理 圖 1 雙作用葉片泵工作原理 1壓油口 2轉(zhuǎn)子 3定子 4-葉片 5 吸油口 單作用泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 4）改變轉(zhuǎn)子和定子間的偏心 距，可以改變泵的排量。故單 作用葉片泵都是變量泵。 2.排量與流量計(jì)算 單作用葉片泵的 排量 Vp近似等于兩相鄰葉片間密封容 積的最大值與最小值之差乘以葉片數(shù)，如計(jì)算簡(jiǎn)圖示，則 有 e B D e B R Z Z eReRB ZVVV p 2 4 )()( )( 22 21 式中， B-葉片寬度 D-定子內(nèi)徑 e-偏心距 單作用葉片泵排量計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.排量與流量計(jì)算 由上式可以得到單作用葉片泵的實(shí)際
5、輸出流量為 Ve D B nq 2 式中， n-泵的轉(zhuǎn)速 V-泵的容積效率 2.排量與流量計(jì)算 單作用葉片泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的，泵內(nèi)葉片數(shù)越 多，流量脈動(dòng)率越小。此外，奇數(shù)葉片泵的脈動(dòng)率比偶 數(shù)葉片泵的脈動(dòng)率小，所以單作用葉片泵的葉片數(shù)一般 為 13片或 15片。 3.外反饋限壓式變量泵及其工作原理 如圖所示為一種單作用葉片泵典型結(jié)構(gòu) -外反饋式 限壓式變量葉片泵。 3.外反饋限壓式變量泵及其工作原理 圖 3.3.2 外反饋限壓式變量葉片泵工作原理 1-變量活塞 2-調(diào)節(jié)彈簧 3-壓力調(diào)節(jié)螺釘 4-流量調(diào)節(jié)螺釘 在定子的右側(cè)作用有 一調(diào)節(jié)彈簧（彈性系數(shù)為
6、k， 預(yù)壓縮量為 X0）；在定子 的左側(cè)有一控制活塞（有 效作用面積為 A），控制活 塞油室通泵的出口壓力為 P。 作用在控制活塞上的液壓 力 F=pA，彈簧彈力為 Ft=kX0. 3.外反饋限壓式變量泵及其工作原理 圖 3.3.2 外反饋限壓式變量葉片泵工作原理 1-變量活塞 2-調(diào)節(jié)彈簧 3-壓力調(diào)節(jié)螺釘 4-流量調(diào)節(jié)螺釘 當(dāng) F
7、量最小。 3.外反饋限壓式變量泵及其工作原理 圖 3.3.3為壓力流量特性 曲線。途中 B點(diǎn)為拐點(diǎn)，對(duì) 應(yīng)壓力 pB=kx0/A；在 AB段， 作用在控制活塞上的液壓力 小于彈簧的預(yù)壓緊力，定子 的偏心量最大，泵的輸出流 量最大。 隨著輸出壓力增大，泵 的泄漏量增加，泵的實(shí)際輸 出量較小，因此 AB段下傾。 3.外反饋限壓式變量泵及其工作原理 BC段是泵的變量段，泵 的實(shí)際輸出流量隨工作壓力 額增加而迅速減小。 調(diào)節(jié)限壓式變量葉片泵的 流量調(diào)節(jié)螺釘，可改變其最 大偏心距，從而改變泵的最 大輸出流量；調(diào)節(jié)泵的壓力 調(diào)節(jié)螺釘，可以改變 pB的大 小，使曲線 BC段左右移動(dòng)； 改
8、變彈簧的剛度，可以改變 BC段的斜率： 剛度越大，曲 線越平緩；越小，曲線越陡。 二、雙作用葉片泵 (一 )雙作用葉片泵的工作原理 圖 3.3.4 雙作用葉片泵工作原理 1定子 2壓油口 3轉(zhuǎn)子 4-葉片 5-吸油口 作用原理跟單作用葉 片泵相似，不同之處在于 定子表面由兩段長(zhǎng)半徑圓 弧、兩段短半徑圓弧和四 段過(guò)渡曲線等八個(gè)部分組 成，且定子和轉(zhuǎn)子式同心 的。 (一 )雙作用葉片泵的工作原理 圖 3.3.4 雙作用葉片泵工作原理 1定子 2壓油口 3轉(zhuǎn)子 4-葉片 5-吸油口 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片 在離心力和底部壓力油作 用下，在葉片槽內(nèi)作徑向 運(yùn)動(dòng)并壓向定子內(nèi)
9、表面。 由葉片、定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn) 子外表面和兩側(cè)配油盤(pán)組 成若干密封空間。 (一 )雙作用葉片泵的工作原理 圖 3.3.4 雙作用葉片泵工作原理 1定子 2壓油口 3轉(zhuǎn)子 4-葉片 5-吸油口 當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，密封工作腔的容積 在左上角和右下角處逐漸 增大，為吸油區(qū)，在左下 角和右上角逐漸減小，為 壓油區(qū)；吸油區(qū)與壓油區(qū) 間由一段封油區(qū)把它們隔 開(kāi)。 (二 )雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖 3.3.4 雙作用葉片泵工作原理 1定子 2壓油口 3轉(zhuǎn)子 4-葉片 5-吸油口 （ 1）定子和轉(zhuǎn)子是同心的 （ 2）轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè) 密封工作腔完成吸油和壓 油動(dòng)作各兩
10、次，所以稱為 雙作用葉片泵 （ 3）泵的兩個(gè)吸油區(qū)和兩 個(gè)壓油區(qū)徑向?qū)ΨQ，作用 在轉(zhuǎn)子上的液壓力徑向平 衡，所以又稱作平衡式葉 片泵 （三） .排量與流量計(jì)算 雙作用葉片泵的排量為 c o s))((2 SZrRrRBV p 式中， R， r-分別為定子圓弧部分的長(zhǎng)短半徑 -葉片的傾角 S-葉片的厚度 （三） .排量與流量計(jì)算 雙作用葉片泵的實(shí)際流量為 Vn SZrRrRBq c o s)) ((2 （四）葉片與流量脈動(dòng)關(guān)系 葉片泵流量脈動(dòng)率與葉片數(shù)、葉片厚度及葉片在槽 內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加、減速度成正比。從轉(zhuǎn)子強(qiáng)度與降低流量脈 動(dòng)兩方面考慮，葉片數(shù)
11、應(yīng)該越少越好。但葉片數(shù)必須同 過(guò)渡曲線形狀匹配，且滿足密封容腔的分隔要求，一般 取 8-18，以 12、 16為最佳。 葉片厚度越薄，對(duì)降低流量脈動(dòng)率越好。但應(yīng)滿足 強(qiáng)度和剛度要求，一般取 1.8-2.5mm。 三、提高葉片泵工作壓力的方法 為了保證葉片與定子內(nèi)表面可靠接觸，形成密封容 積，使泵正常工作，葉片根部一般通以壓力油。 當(dāng)葉片處于排油區(qū)時(shí)，其頂部受高壓作用，葉片靠 離心力被甩出貼向定子內(nèi)表面；當(dāng)處于吸油區(qū)時(shí)，頂部 為吸油壓力，根部為排油壓力，這一壓差使葉片以很大 的壓力壓向定子內(nèi)表面。隨著運(yùn)行，這一壓差增大，加 速了定子內(nèi)表面吸油區(qū)的磨損。 因此，為減小
12、定子內(nèi)表面的磨損及提高工作壓力， 采用以下措施： 1 雙級(jí)葉片泵 在一個(gè)泵體內(nèi)，一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸上連接兩組定子和轉(zhuǎn)子，形 成兩個(gè)葉片泵。兩個(gè)葉片泵為串聯(lián)形式，即一級(jí)泵的排 油口也是二級(jí)泵的吸油口，從而提高整個(gè)泵出油口的壓 力。兩泵之間裝有面積比為 2:1的定比壓力閥，使兩泵進(jìn) 出口壓差相等。 因此，為減小定子內(nèi)表面的磨損及提高工作壓力， 采用以下措施： 2 改善葉片受力狀況 （ 1） 字母葉片方式 （ 2） 雙葉片方式 （ 3） 柱銷葉片方式 練習(xí) 3-3 某單作用葉片泵轉(zhuǎn)子外徑 d=80mm,定子內(nèi)徑 D=85mm，葉片寬度 B=28mm，調(diào)節(jié)變量時(shí)定子 和轉(zhuǎn)子之間的最小間隙為 0.5mm。求 （ 1）該泵排量為 V1=15mL/r時(shí)的偏心量 e1 （ 2）該泵的最大可能排量 Vmax
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