3.3 叶片泵
单作用叶片泵
3.3.2 单作用叶片泵教学目标：单作用叶片泵的定义、结构及工作原理，变量特性，结构问题和应用特点14G电维5班程丁元一.单作用叶片泵1.定义：它与双作用泵的主要差别在于它的定子是一个与转子偏心放置的内圆柱面，转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油各一次，故称单做用叶片泵。
（泵只有一个吸油区，和一个压油区，因而作用在转子上的径向液压力不平衡，所以又称为非平衡式叶片泵）由于转子于定子偏心距e和偏心方向可调，所以单作用叶片泵也可作为双向变量泵使用。
2.结构1-配油盘，2-转动轴，3-转子，4-定子，5-叶片3.结构特点及工作原理由转、定子，叶片，转动轴，配油盘组成。
转子有径向斜槽，内装叶片，配油盘装在转子两边，旋转时惯性和油压力的作用使叶片紧靠定子，使其形成多个密封空间。
配油盘有吸油口和压油口，工作时叶片伸出，密封容积增大行成真空从吸油口吸油，叶片逐渐压入，油从压油口出。
二.变量特性（了解内容）1.限压式变量叶片泵结构：1-转子，2-定子，3-限压弹簧4-调节螺钉5-反馈缸柱塞4.工作过程2.工作原理及特性曲线①工作原理：限压式变量叶片泵是单作用叶片泵根据前面介绍的单作用叶片泵的工作原理改变定子和转子间的偏心距e,就能改变泵的输出流量限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量②特性曲线：曲线AB段稍有下降是泵的泄露引起的，当泵的工作压力升高而大于限定压力Pb是，PA≥Fs（左侧限压弹簧的预紧力），定子左移，偏心量减小，泵的流量也减小。
当泵的压力达到极限压力Pc时，偏心量接近零，泵不再有流量输出。
3.流量计算①定义：所谓流量，是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。
②计算：（排量，平均实际流量）如果不考虑叶片厚度，设定子内径为D，定子与转子的偏心量为e，叶片宽度为b，转子转速为n，则泵的排量近似为2π=V beD单作用叶片泵的平均实际流量为π=qηbeDnv24.结构问题1）叶片底部单作用叶片泵底部的油液是自动切换的，即当叶片在压油区时，其底部通压力油；在吸油区时则与吸油腔接通。
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。
叶片泵工作原理及应用
（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
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
图3.3.4 双作用叶片泵工作原理
片泵
1－定子 2－压油口 3－转子 4-叶片 5-吸油口
（三）.排量与流量计算
双作用叶片泵的排量为
Vp
2B(R
r)[(R
r)
SZ
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
q
2
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。
液压传动课件 第三章.
第3章液压泵与液压马达液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。
本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理、结构特点、性能参数以及应用。
液压泵液压马达将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件，其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。
因此，液压泵的输入参量为机械参量(转矩T和转速n)，输出参量为液压参量(压力p和流量q)。
将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。
因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力p和流量q)，输出参量为机械参量(转矩T和转速n)。
目录▪ 3.1 液压泵与液压马达概述▪ 3.2 齿轮泵▪ 3.3 叶片泵▪ 3.4 柱塞泵▪ 3.5 液压泵的选用▪ 3.6 液压马达3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的工作原理1—偏心轮2—柱塞3—缸体4—弹簧5—压油单向阀6—吸油单向阀a—密封油腔单柱塞容积式泵的工作原理图液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、功率和效率。
液压泵的主要性能参数3.1 液压泵与液压马达概述压力np 额定压力 max p 最高允许压力 p 工作压力 吸入压力在正常工作条件下，按试验标准 规定连续运转所允许的最高压力泵短时间内所允许 超载使用的极限压力 实际工作时的输出压力， 即液压泵出口的压力 液压泵进口处的压力3.1 液压泵与液压马达概述转速n额定转速 maxn 最高转速 minn 最低转速 液压泵的主要性能参数在额定压力下，根据试验结果推荐能长 时间连续运行并保持较高运行效率的转速 在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过 低所允许的最低转速3.1 液压泵与液压马达概述排量及流量液压泵的主要性能参数 tq 理论流量 q实际流量 排量V在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一周， 所排出的液体的体积在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内 所排出的液体的体积t q nV指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量流量不均匀系数q δ瞬时理论流量 tshq 额定流量 nq 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数 排量及流量在额定压力、额定转速下，按试验标准规定 必须保证的输出流量由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉 动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量 在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀程度tsh max tsh min q t()()q q q δ-=3.1 液压泵与液压马达概述输入功率P i输出功率P o理论功率P t液压泵的主要性能参数 功率原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需 的机械功率 i2πP T nTω==输出功率(kW)用其实际流量q 和出口压力p的乘积表示O p pq =t t t2πP pq nT ==如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等，即为理论功率3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数效率机械效率容积效率总效率tmTTη=l l Vt t11q qqq q nV η==-=-oV miPpηηη==3.1 液压泵与液压马达概述性能曲线液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量、实际流量和实际输入功率与工作压力的关系曲线如图所示。
叶片泵工作原理及应用
降低噪音和振动
优化流体动力学设计
通过改进泵的流体动力学设计，降低 泵运行时的噪音和振动。例如，优化 进出口管道设计、减少流体阻力等措 施，以减小泵的振动和噪音。
减震和隔振措施
在泵的底座或支撑结构中采取减震和 隔振措施，以减小泵运行时的振动和 噪音对周围环境的影响。例如，安装 减震器和隔振器等装置。
优点
效率高
叶片泵由于其独特的工作原理， 能够在输送介质时减少摩擦和能 量损失，因此具有较高的效率。
流量稳定
叶片泵的流量输出相对稳定，不 受压力和温度等因素的影响，适 用于需要稳定流量的场合。
寿命长
由于叶片泵内部结构简单，磨 损较小，因此具有较长的使用 寿命。
适用范围广
叶片泵可以适用于各种不同的介质 和工况条件，如油、水、气体等， 因此在许多领域都有广泛的应用。
降低噪音和振动
优化流体动力学设计
通过改进泵的流体动力学设计，降低 泵运行时的噪音和振动。例如，优化 进出口管道设计、减少流体阻力等措 施，以减小泵的振动和噪音。
减震和隔振措施
在泵的底座或支撑结构中采取减震和 隔振措施，以减小泵运行时的振动和 噪音对周围环境的影响。例如，安装 减震器和隔振器等装置。
离心式叶片泵的优点是流量大、扬程低、结构简单、使用维 护方便，适用于输送不含固体颗粒和纤维的液体，尤其适用 于输送粘度较大的液体。
轴流式叶片泵工作原理
轴流式叶片泵是利用叶轮的高速旋转来输送液体的叶片泵 ，其工作原理是：当泵轴旋转时，叶片在离心力的作用下 向外甩出，将液体沿叶片泵的压出室甩出，进入压出室， 然后进入排出管路或下一级叶轮。
混流式叶片泵的优点是流量大、扬程低、结构简单、使用维护方便，适用于输送 不含固体颗粒和纤维的液体，尤其适用于输送粘度较大的液体。
叶片泵的原理特点和应用
叶片泵的原理特点和应用1. 原理叶片泵是一种常用的离心泵，它的工作原理如下：•叶片泵由转子和定子两部分组成，其中转子上装有几个叶片。
•当泵启动时，转子开始旋转，叶片被离心力推向定子。
•叶片和定子之间形成一系列密封的工作腔。
•当叶片离开定子时，工作腔被扩大，造成负压。
•负压使液体被吸入泵内，然后被推到出口。
2. 特点叶片泵具有以下特点：•高效率：叶片泵的设计使其在处理高粘度液体时保持高效率。
•自吸能力强：叶片泵具有较强的自吸能力，可以排空管道和吸入液体。
•适应性强：叶片泵适用于运输各种液体，包括易腐蚀液体和高温液体。
•结构简单：叶片泵的结构相对简单，易于制造和维修。
3. 应用叶片泵广泛应用于以下领域：3.1 工业领域•石油和天然气工业：叶片泵用于输送原油、石油产品和气体。
•化工工业：叶片泵用于输送化工产品，例如溶剂、酸和碱。
•食品和饮料工业：叶片泵用于输送各种食品和饮料，例如果汁、啤酒和牛奶。
•制药工业：叶片泵用于输送药品和药水。
•印刷和纸浆工业：叶片泵用于输送油墨和纸浆。
3.2 建筑领域•污水管理：叶片泵用于排水和处理污水。
•消防系统：叶片泵用于供水和增压消防系统。
3.3 农业领域•灌溉系统：叶片泵用于供水农田和园艺用途。
3.4 其他领域•汽车工业：叶片泵用于发动机冷却和润滑系统。
•船舶工业：叶片泵用于泵舱排水和船用提取水源。
结论叶片泵是一种应用广泛的离心泵，其原理简单而高效。
它具有自吸能力强、适应性强和结构简单等特点，被广泛应用于工业、建筑、农业和其他领域。
在未来，叶片泵还将继续发展，以满足不同行业的需求。
液压传动 第三章
m
Tt T
Tt
Tt T
（3-6）
式中， ΔT ——液压泵的机械摩擦损耗。
3、总效率 η
液压泵的输出功率与输入功率的比值称为总效率，即
Po Pi
pq T
vm
（3-7）
由上式表明，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。
五．液压泵的转速
一
二
三
四
额定转速 ns
在额定压力 下，能连续长 时间正常运转 的最高转速。
其中，端面泄漏量最大，约占总泄漏量的 75%～80% 。泵的压力越高， 端面泄漏量越大。
对于低压齿轮泵，为了减小端面泄漏，在设计和制造时都对端面间隙 加以严格控制，但这一办法用于高压齿轮泵则不能取得好的效果，因为泵 在使用一段时间后磨损会使间隙越来越大。
对于高压齿轮泵通常采取端面间隙自动补偿措施，在齿轮与前后盖板 间增加一个零件，如浮动轴套或弹性侧板。
（3-1）
式中，pi ——液压泵的输入转矩； n ——泵轴的转速。
2、输出功率 po 液压泵的输出功率为其实际流量 q 和工作压力 p 的乘积，即
Po pq
（3-2）
液压泵工作时，由于存在泄漏和机械摩擦，就会出现能量损失，故其功 率有理论功率和实际功率之分，并且输出功率 po 小于输入功率 pi 。如果忽 略能量损失，则液压泵的输入功率（理论功率）等于输出功率（理论功率）， 其表达式为 2πnTt pqt pnV ，则有
螺杆直径越大、螺旋糟越深，泵的排量就 越大；螺杆的密封层次越多，泵的额定压力就 越高。
螺杆泵结构紧凑，自吸能力强，运转平稳， 输油量稳定，噪声小，对油液污染不敏感，并 允许采用高转速，特别适用于对压力和流量变 化稳定要求较高的精密机械。 其主要缺点是， 加工工艺复杂，加工精度要求高。
液压与气压传动双语版
不能变量
e ，就可改变泵的进、
出油口(双向泵)
3. 叶片式变量泵 （Pressure-limiting variable vane pumps）
结构（Fig. 3-13） 与单作用叶片泵相似，但带有压力控制弹
簧和排量调节螺钉。 工作原理（Fig. 3-14）
液压泵压力油作用于定子上所产生径向力 的水平分力与弹簧力进行比较，以决定定子与 转子间的偏心距大小。
特点 每转各叶片吸压油各一次（单作用） 转子径向受力不平衡 为消除困油，配流盘上开有三角槽（卸荷槽） 叶片沿旋转方向后倾，利于叶片甩出
（改变偏心距 e 可改变输出流量 q，制成变量泵）
2. 双作用叶片泵（Double-acting vane pumps）
结构 类似于单作用式，区别在于： 定子内表面由圆弧面(四段)和过渡曲面组成 配流盘有四个油口轴对称分布 转子与定子同心安装
Separating inlet port from outlet port 高、低压工作腔分开 Conclusion 结论
Working based on the oil tight chamber variation 密闭工作腔容积的变化进行工作
－－Displacement pumps 容积式液压泵
Fig. 3-1 Operating principle of a single piston pump
Conditions 工作条件 Forming oil tight chamber 密封工作容积的形成 Changing the oil tight chamber 密封容积变化
（increasing: suction oil; decreasing: delivery oil） （容积变大:吸油；容积变小:压油）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
限压式变量叶片泵的作用 限压式变量叶片泵的作用 当压力升高到预调的限定 压力后，流量自动减小。 压力后，流量自动减小。
限压式变量叶片泵的分类 限压式变量叶片泵的
限压式变量泵利用压力反馈作用实现变量 ∵ 限压式变量泵利用压力反馈作用实现变量 *外反馈 外反馈 ∴ 可分为 < 内反馈 > 限压式变量叶片泵
工作原理 特 点
单作用叶片泵的组成 组成：定子、转子、叶片、 组成：定子、转子、叶片、 配油盘、壳体等。 配油盘、壳体等。
单作用叶片泵的工作原理 单作用叶片泵的
单作用叶片泵特点
1 ∵转子转一转，吸压油各一次。 转子转一转，吸压油各一次。 ∴称单作用式 2 吸压油口各半，径向力不平衡。 吸压油口各半，径向力不平衡。
3、3 、
目的任务 重点难点 提问作业
叶片泵
目的任务
了解叶片泵的分类、 了解叶片泵的分类、结构 掌握叶片泵的工作原理、 掌握叶片泵的工作原理、计算和特性曲线
重点难点
1 双作用叶片泵的工作原理 2 限压式变量叶片泵的工作原理、 限压式变量叶片泵的工作原理、 特性曲线和应用
提问作业
1 容积式泵工作的必要条件是什么？ 容积式泵工作的必要条件是什么？ 2 困油现象的实质是什么？ 困油现象的实质是什么？ 产生的？ 齿轮泵困油现象是怎样 产生的？ 3 外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？ 外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？
双作用叶片泵流量
双作用叶片泵的理论流量为： 双作用叶片泵的理论流量为： qt= 2B[π(R2-r2)-（R-r）SZ/COSθ]n （ ） 泵输出的实际流量为： 泵输出的实际流量为： q = 2B[π(R2-r2)-（R-r）Z/COSθ]nηv （ ）
双作用叶片泵提高压力的措施
1）减小作用于叶片 根部的压力 2）减小叶片根部的 受力面积 3）采用双叶片结构
限压式变量叶片泵的流量压力特性
限压式变量叶片泵的特性曲线
当p < pb时，pA < ksx0 定量泵
当p > pb时，pA = ks（x0+x）变量泵 ）
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， 执行机构需要有快、慢速运动的场合， 组合机床进给系统实现快进、工进、 如：组合机床进给系统实现快进、工进、 快退等 快进或快退： 快进或快退： 用AB段 段 < 工进： 工进： 用BC段 段 定位夹紧： 定位夹紧：用AB段 段 或定位夹紧系统 < 夹紧结束保压： 夹紧结束保压：用C点 点
3、3 、
叶片泵
3、3、1 双作用叶片泵 、 、 3、3、2 单作用叶片泵 、 、
3、3 、
叶片泵
双作用式 —定量泵 定 分类< 分类< 单作用式 —变量泵 变
3、3、1 双作用叶片泵 、 、
工作原理 流量计算
双作用叶片泵组成 双作用叶片泵
组成：定子、转子、叶片、 组成：定子、转子、叶片、配 油盘、 油盘、壳体等
双作用叶片泵流量计算
排 量
流 量
双作用叶片泵排量
叶片每伸缩一次， ∵ 叶片每伸缩一次，每两叶片间油 液的排出量为 ： V密max-V密min ∴ （V密max-V密min）Z即一转压出油 即一转压出油 液的体积，即等于一环形体积。 液的体积，即等于一环形体积。
双作用叶片泵排量
又∵ 双作用式 ∴ 应为两倍的环形体积 即 Vt = 2π(R2-r2)B 还∵ 叶片有一定厚度 ∴ 叶片所占体积为 V’=2BbZ（R-r）/COSθ （ ） 故 双作用叶片泵的实际排量为 V = Vt – V = 2B[π(R2-r2)-（R-r）bZ/COSθ] （ ）
内反馈限压式变量叶片泵工作原理
外反馈限压式变量叶片泵
组 成
工作原理
外反馈限压式变量叶片泵组成
组成：变量泵主体、限压弹簧、 组成：变量泵主体、限压弹簧、 调节机构（螺钉）、 调节机构（螺钉）、 反馈液压缸。 反馈液压缸。
外反馈限压式变量叶片泵工作原理
定子不动， 当pA < ksx0时，定子不动，e=e0，q= qmax ， 定子即将移动， 当pA = ksx0时，定子即将移动， p = pB，即为限定压力。 即为限定压力。 定子右移， ↓ 当pA > ksx0时，定子右移， e↓ ，q↓ ↓
单作用叶片泵变量原理
手动 变量原理 < 自动 < 限压式* 限压式 恒压式 恒流量式
单作用叶片泵的流量脉动
单作用叶片泵定、 ∵ 单作用叶片泵定、转偏心安装 ∴ 其容积变化不均匀 有流量脉动， 故 有流量脉动，叶片应取奇数 一般13∽ 一般 ∽15
限压式变量叶片泵的工作原理和特性
外反馈限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵的流量压力特性 限压式变量叶片泵的应用
限压式变量叶片泵的特点 限压式变量叶片泵的
减小了△ ，减少了油液发热， 减小了△P，减少了油液发热， 简化 了系统，但结构复杂。 了系统，但结构复杂。
思考题：限压式变量叶片泵能否作双向变量泵？ 思考题：限压式变量叶片泵能否作双向变量泵？
双级叶片泵
双联叶片泵
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Байду номын сангаас倍、且大于8时的流 量脉动较小，故 通常取叶片数为 12或16。
提 问
双作用叶片泵能否直接当马达使用？
3、3、2 单作用叶片泵 、 、
单作用叶片泵的工作原理 流量计算 限压式变量叶片泵的工作原理和特性
单作用叶片泵的工作原理 组 成
双作用叶片泵特点 双作用叶片泵
1）∵ 转子转一转，吸、压油各两次。 ） 转子转一转， 压油各两次。 ∴称双作用式 2）吸、压油口对称，径向力平衡。 ） 压油口对称，径向力平衡。
定子内表面曲线是由四段圆弧和四段过渡曲线组成的。 常用过渡曲线有： 阿基米德曲线， 余弦曲线，等 加速-等减速 曲线，高次曲 线等。