叶片泵
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。
叶片泵一学习
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三、双作用叶片泵
1.结构组成
由定子，转子，叶片和配油 盘及端盖组成。其中转子与 定子同心安装。定子内表面 近似为椭圆形，该椭圆形由 8段曲线组成，包括两段长 半径圆弧，两段短半径圆弧 和四段过渡曲线。
这8段圆弧将转子与定子之 间的密封空间分割成了8个 部分，分别为2段长圆弧封 油区，2段短圆弧封油区，2 段过渡圆弧压油区及2段过 渡圆弧吸油区。
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2Байду номын сангаас工作原理
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吸油过程：当转子按顺时针方向旋转时处在小圆弧上的密封空 间经过渡曲线运动到大圆弧的过程中，叶片外伸，密封空间的 容积增大。吸入油液。 压油过程：当从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中，叶 片被定子内壁逐渐压进转子槽内，密封空间容积减小，将油液 从压油口压出。 由于双作用式叶片泵有两个吸油和压油腔，所以旋转一周，能 完成吸压油各两次；同时两个吸油腔和两个压油腔各自的位置 时对称的，作用在转子上的液压力相互平衡，因此双作用式叶 片泵又称为卸荷式叶片泵。
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特点： 定子和转子偏心 定子内曲线是圆 配油盘有二个月牙形 窗口。 叶片靠离心力伸出
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2.单作用式叶片泵的工作原理
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吸油过程：转子以逆时针方向旋转。在泵的右侧，叶片在离心 力的作用下向外伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口 吸油。
压油过程：在泵的左部，叶片被定子的内壁被压入转子槽内， 工作空间逐渐减小，油压升高，油液从压油口压出。
第八章 叶片泵
第八章 叶片泵叶片泵具有流量均匀，运转平稳，噪音低，体积小，重量轻等优点。
在机床、工程机械、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛的应用。
中低压叶片泵的工作压力一般为8MPa ，中高压叶片泵的工作压力可达25MPa 至32MPa 。
泵的转速范围为600~2500r/min 。
叶片泵对油液的清洁度要求较高。
此外，与齿轮泵相比，叶片泵的制造工艺要求也较高。
叶片泵主要分为单作用（转子每转完成吸、排油各一次）和双作用（转子每转完成吸、排油各二次）两种形式。
双作用叶片泵与单作用式相比，其流量均匀性好，转子体所受的径向液压力基本平衡。
双作用叶片泵都做成定量泵形式，单作用叶片泵一般设计成可以无级调节排量的变量泵。
§8-1 双作用叶片泵的工作原理和流量一、双作用叶片泵工作原理图8-1是双作用叶片泵的工作原理图。
定子的腰圆形表面由二段半径为R 的大圆弧，二段半径为r 的小圆弧以及四段连接大小圆弧的平滑曲线组成。
叶片在转子的叶片槽内可以滑动。
转子、叶片、定子都夹在前后两个配流盘中间。
当转子旋转时，叶片受离心力而紧贴定子内表面，起密封作用，将吸油腔与排油腔隔开。
当转子与叶片从定子内表面的小圆弧区向其大圆弧区移动时，两个油封叶片之间的容积增大，通过配流盘上的配油窗口（吸油槽）吸油；由大圆弧区移向小圆弧区时，通过配流盘上的配油窗口（排油槽）排油。
转子转一周，叶片在槽内往复两次，完成两个吸、排油过程，故称双作用式。
泵转子体中的叶片槽底部通排油腔。
因此在建立排油压力后，处在吸油区的叶片贴紧定子内表面的压紧力为其离心力和叶片底部液压力之和。
在压力还未建立起来的启动时刻，此压紧力仅由离心力产生。
如果离心力不够大，叶片就不能与定子内表面贴紧以形成高，低压腔之间的可靠密封，泵由于吸、排油腔沟通而不能进行正常工作。
这就是叶片泵最低转速不能太低的原因。
双作用叶片泵的两个排油腔及两个吸油腔均为对称布置，故作用在转子上的液压力互相平衡，轴和轴承的寿命较长。
叶片泵的原理和类型有哪些
叶片泵的原理和类型有哪些叶片泵是一种常用的离心泵，其原理是利用转动的叶轮产生离心力，使液体在泵体内流动。
叶片泵具有结构简单、工作稳定、流量大等特点，广泛应用于工业、建筑、农业等领域。
下面将详细介绍叶片泵的原理和类型。
一、叶片泵的原理叶片泵的工作原理是利用叶轮的旋转，产生离心力。
当叶轮旋转时，液体从吸入口进入泵的腔室，叶轮的离心力将液体往外部抛出，从而实现液体的输送。
具体来说，叶片泵的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 吸入过程：当叶轮旋转时，压力减小，吸入口处的液体受大气压力作用，进入泵体内部。
2. 加速过程：液体进入泵体后，随着叶片泵叶轮的旋转，液体开始加速运动。
3. 高速旋转：在加速过程中，液体受到叶轮的离心力作用，被抛出叶轮，形成高速旋转的涡轮。
4. 出口过程：高速旋转的涡轮推动液体沿泵体的流道离开泵。
总的来说，叶片泵的工作原理就是利用叶轮的旋转产生离心力，将液体从吸入口吸入泵体，然后通过旋转造成的高速运动，将液体推出泵体的出口。
二、叶片泵的类型根据叶轮的结构和工作方式，叶片泵主要可以分为以下几种类型：1. 开式叶片泵：开式叶片泵又称为离心泵，叶轮的吸入端和排出端都是开放的。
这种泵适用于输送清洁的、低粘度的液体，如清水、石油、酒精等。
开式叶片泵通常具有较高的效率和较大的流量。
2. 闭式叶片泵：闭式叶片泵又称为循环泵，叶轮的吸入端和排出端都是封闭的。
这种泵适用于输送含有颗粒、纤维、高粘度等物质的液体，如污水、糊状物、果浆等。
闭式叶片泵通常具有较小的流量和较高的扬程。
3. 混流泵：混流泵是一种介于离心泵和轴流泵之间的泵，其叶轮具有既有离心又有轴流的作用。
它可以同时产生向心力和离心力，提供较高的扬程和较大的流量。
混流泵适用于输送清洁的、低粘度的液体。
4. 离心泵和轴流泵的结合体：离心泵和轴流泵的结合体，可以在一定程度上综合了两者的优点。
这种泵通常在轴流泵的基础上加装离心泵的作用，可以提供更大的扬程和更大的流量。
第三节 叶片泵
调节流量调节螺钉， 可以改变定子的最大 偏心距emax，即改变泵 的最大流量，使曲线 AB上下平移；
改变弹簧刚度K，可以改变BC的斜率： K , C点向外移动
K , C点向内移动
因泵的最高压力限定为pC，故命名为限压式变量泵。
3、限压式变量叶片泵的典型结构 1）吸、压油区叶片根部的压力油是自动切换的； 2）叶片向后倾斜； 3）采用滑块+滚针，提高了定子移动的灵敏度； 4）采用浮动配流盘，减小了泄漏。 4、限压式变量叶片泵的应用 1）广泛应用于金属切削机床或压力机等快速轻载、 慢速重载变化频繁的系统中； 2）与高压大流量泵相比，减小了功耗和发热；与双 联叶片泵相比，简化了油路，节省了元件。
2）双作用叶片泵的流量为：
zS ( R r ) q 2 B[ ( R r ) ] n v cos
2 2
考虑流量的脉动（叶片厚度及叶片底部槽通 油影响），双作用叶片泵的叶片数为4的整数倍 时流量脉动率最小 ，一般为12或16片。
3.双作用叶片泵的结构特点 1）转子旋转一周, 吸压油各两次 吸压油腔两两对称，径向力平衡 双作用 卸荷式
4）配流盘 ①吸压油窗口：定子曲线圆 弧段圆心角β≥叶片间夹角 α（= 2π/z,封油角 ）。 ②减振槽：在吸压油腔转换 时，减少两叶片间的密闭容 积因压力突变而引起的压力 冲击，在配流盘的配流窗口 前端开有三角形减振槽。 ③环槽。
二、单作用叶片泵
（一）工作原理 1、单作用叶片泵的组成及工作原理
F pA
当F<Ft时，定子处于右极限位置，e=emax，泵输出 最大流量； 若泵的工作压力p随负载增大，导致F>Ft，定子将 向偏心减小的方向移动，泵的输出流量q减小。即：
p e q
叶片泵介绍
wangke
第三节 叶片泵 vane pump
二、 叶片泵的结构
T N
R
β
压力角β：定子对叶片作用力方 向与叶片伸缩方向之Байду номын сангаас的夹角。
N：定子对叶片的作用力； T：侧向力（垂直于叶片，使叶片产 生弯曲； R：内滑力（使叶片向内滑移）
T=NSin β 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）。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
第三节 叶片泵 vane pump
一、叶片泵的工作原理
2. 双作用叶片泵工作原理
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；单作用叶片泵一般为 变量泵。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
第三节 叶片泵 vane pump
θ
叶片和定子间的密封性，减小叶片的伸缩
力，所以使之后倾，加大压力角，使伸缩
力（内滑力）R减小。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
第三节 叶片泵 vane pump
三、 叶片泵的流量
理论排量： 单作用泵
Q 4π Re Bn106 t
L / min
双作用泵
Q t
2BnR
r
π
R
r
σZ cosθ
106
排出口
吸入口
泵的两个吸油区和两个压油区是径向 对称的，作用在转子上的液压力径向 平衡，所以又称为平衡式叶片泵。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
第三节 叶片泵 vane pump
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1-传动轴 2-叶片 3-配流盘 4-转子 5-定子
◆双作用叶片泵过渡曲线
•阿基米德螺线：没有脉动，但在圆弧和过渡曲线接 点处会产生冲击、噪声，造成磨损 •等加速—等减速曲线：速度变化均匀，不会产生冲 击；但在某些点仍有冲击 •三次以上的高次曲线：克服了以上切点
◆双作用叶片泵流量计算 ：
动画：3.3-1叶片泵的拆装；动画：3.3-2单作用叶片泵的工作原 理
3
◆单作用叶片泵特点:
泵每转一转，每个密封工作腔吸、压油 一次，叫单作用叶片泵。 转子上受液压不平衡力，叫非平衡式泵。 改变偏心大小，可改变排量大小，叫变量泵
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•单作用流量计算
q=2πbeDn v
叶片数越多，流量脉动越小。 奇数叶片泵脉动率比偶数叶片泵小，所以 取13、15片 排量
改变xo可使BC段左右平移 改变emax可使AB段上下平移 改变弹簧刚度ks可改变BC的斜率
B C pb
p
ks越小BC段越陡Ks越大BC段越平坦 用于执行机构需要快慢速的系统
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限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵工作原理： 由负载的大小自动调节泵的 排量。
当pAx <Fs，偏心达到预调 值偏心为emax 泵的流量保持 Fs PAX 最大。当pAx > Fs，偏心减 ← → 小x，泵的流量减小，压力 愈高偏心愈小，泵输出流量 愈小当压力大到使泵的输出 流量为零，不管负载怎样加 大，泵的输出压力不再升高 动画：3.3-4限压式叶片泵的拆装 动画：3.3-5外反馈式限压式变量叶片泵的工作原 （限压式） 理
第三章 主讲老师:向北平
1
第三节 叶片泵
◆优缺点：
结构紧凑、噪声小、脉动小、运转平稳
结构复杂、吸油能力差对油的污染较敏感
◆分类： 单作用式叶片泵：可变量、非平衡 式 双作用式叶片泵：定量泵、平衡式
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单作用叶片泵 ◆单作用叶片泵工作原理：
密封工作腔是由相邻两叶片、定子 内表面、转子外表面及两配油盘构 成若干个密封腔组成。 转子和定子有偏心，叶片在转子的 槽内可灵活滑动，在离心力及槽底 压力油的作用下，叶片顶部紧贴在 定子内表面上。 当转子按图示方向旋转时，右侧叶 片向外伸出，容积增大，吸油。左 侧叶片往里缩进容积减小，压油。
流量计算见公式3-20流量脉动在叶片数为4的 倍数时最小。一般取12或16片。
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提高双作用式叶片泵压力的措施： 因叶片底部作用压油腔的压力，使叶片以很大 的力压向定子内表面，加速了内表面的磨损，泵的 寿命降低。
高压泵必须采取下列措施：
1.减小作用在叶片底部的压力：泵压油腔的油通过阻 尼孔或内装式小减压阀接到处于吸油腔的叶片底部， 减小叶片压向定子内表面的作用力。 2.减小叶片底部承受压力油作用的宽度。一般厚度 为1.8-2.5mm
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•限压式变量流量压力的关系：
设最大偏心为emax此时弹簧的压缩量为xo，弹簧刚度ks， 使定 子开始移动时的压力为pb则有 pb Ax= ks xo 当p < pb时，则有 pAx < ks xo定子不动，偏心为emax 泵的流量保持最大
泵的最大输出流量为 q =kq emax –kL p
当p > pb 时，定子移动x，则偏心量e = emax –x
定子受力方程为 pAx = ks（xo + x）
泵的输出流量为 q =kqe –kL p q=kq（ xo+ emax ） – kq/ ks (Ax + ks kL / kq) p
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流量压力特性曲线分析:
图中AB段：不变量象定量泵
q
A
图中BC段：变量段，B点叫拐点， 对应的压力pb 由弹簧预紧力确定
最大容 积A2
V=(A1–A2 ) z
最小容 积A1
e
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双作用叶片泵
◆双作用叶片泵工作理：
与单作用式叶片泵相似，区 别在于定子和转子是同心的， 定子内表面是由两段长半径 圆弧、两段短半径圆弧、四 段过渡曲线组成 每转一转，密封工作腔完成 吸油和压油各两次。称双作 用式叶片泵。转子上液压力 径向平衡，又称平衡式叶片 泵。 动画：3.3-3双作用叶片泵的工作原理