第四节 单作用叶片泵
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。
单作用叶片泵课程设计
单作用叶片泵课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单作用叶片泵的基本结构、工作原理及其在工程中的应用。
2. 学生能掌握单作用叶片泵的主要性能参数，如扬程、流量、效率等，并了解它们之间的关系。
3. 学生能掌握单作用叶片泵的设计计算方法和步骤。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决单作用叶片泵在实际应用中出现的问题。
2. 学生能够独立完成单作用叶片泵的设计计算，具备一定的工程计算能力。
3. 学生通过课程学习，能够提高绘图、查阅资料、团队协作等综合实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单作用叶片泵课程，培养对泵类设备及其在工程中应用的兴趣，激发学习热情。
2. 学生能够认识到单作用叶片泵在国民经济发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
3. 学生在课程学习过程中，养成严谨、务实的学习态度，培养良好的工程素养。
课程性质：本课程为专业基础课，旨在使学生掌握单作用叶片泵的基本理论、设计方法及其在实际工程中的应用。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识和流体力学基础，但对泵类设备的设计和应用了解有限。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和综合素养。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 单作用叶片泵的基本结构：泵体、转子、叶片、吸入阀、排出阀等组成部分，以及各部分的作用和相互关系。
2. 单作用叶片泵的工作原理：讲解泵内流体的运动规律，阐述泵的工作过程及其性能参数之间的关系。
3. 单作用叶片泵的性能参数：扬程、流量、效率、功率、转速等参数的定义、计算及相互影响。
4. 单作用叶片泵的设计计算：介绍泵的设计计算方法、步骤，包括泵的选型、几何参数计算、性能预测等。
5. 单作用叶片泵的应用案例分析：分析实际工程中泵的应用案例，使学生了解泵在实际工程中的应用和注意事项。
教学内容安排和进度：1. 基本结构和原理（1课时）：泵的组成部分、工作原理及性能参数关系。
单作用叶片泵的变量原理
单作用叶片泵的变量原理
单作用叶片泵是一种常见的液压泵，其变量原理主要涉及以下几个方面：
1.叶片数量和形状：单作用叶片泵的叶片数量和形状会影响在泵的某
个位置叶片与泵壳的接触面积和叶片倾斜角度，从而影响泵的流量和压力。
2.转子直径：叶片泵的转子直径会影响泵的排量和压力，直径越大流
量越大，但压力越小。
3.叶片的活动方式：单作用叶片泵的叶片可以采用弹性或活塞式的活
动方式，不同的叶片活动方式会影响泵的输送能力和稳定性。
4.转速和负载：泵的运转转速和负载大小会影响叶片泵的输出流量和
压力。
总之，单作用叶片泵的变量原理涉及到泵本身的内部结构和运动方式，以及外部工作条件和负载要求等因素。
在实际应用中，需要综合考虑这些
因素来选择合适的泵型和工作参数，以实现稳定可靠的液压传动。
第3章 第四节
)
sZ
]nv
不考虑叶片厚度s，则：
q 2bπ(R2 r 2 )nv
▪流量脉动
当不考虑叶片厚度等因素时，瞬时流量是均匀的。 叶片数为4的倍数时流量脉动最小。
双作用叶片泵的结构特点：
定子曲线：由八段弧线组成，两段短半径圆弧，两段长半 径圆弧，四段过渡曲线：等加（减）速曲线
叶片倾角：叶片在吸油区和压油区的压力角变化较大，所 以叶片前倾θ性力 作用下运动自如，并减小 磨损，减少叶片受弯的力 ，叶片槽通常向后倾斜 20°～30°。
3、单作用叶片泵的特点小结
定子曲线：单作用叶片泵定子内表面为圆面。 叶片倾角：一般后倾20°～30°。故不得反转。 径向力：转轴所受径向力不平衡，有径向不平衡
力，不宜用于高压。 离心力：叶片伸出主要靠离心力作用 根部通油：叶片槽根部分别接通吸、压油腔，以
一、单作用叶片泵
第三节 叶片泵
叶片泵又分为单作用叶片
泵和双作用叶片泵。单作用叶 片泵转子每转一周，吸、压油
单作用叶片泵
各一次，故称为单作用叶片泵；
双作用叶片泵因转子旋转一周， 变量叶片泵
叶片在转子叶片槽内滑动两次，
完成两次吸油和压油而得名。
双作用叶片泵只能作定量泵， 双作用叶片泵
单作用叶片泵可作变量泵。
（2）单作用叶片泵的叶片数为 数，以减小瞬时流量的脉动。
（3）单作用叶片泵可以通过改变定子的
来调节泵的排量和流量。
（4）双作用叶片泵叶片一般
倾13°。
（5）双作用叶片泵的叶片数为 数，以减小瞬时流量的脉动。
3、简答题
（1）、画出外反馈限压式变量叶片泵泵的特性曲线，并分析其工作原理和应用。
（2）、分析并比较单作用和双作用叶片泵的结构特点。
叶片泵
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结束
3.3 叶片泵 3.限压式变量叶片泵的特性曲线
辽 宁 科 技 大 学 机 械 工 程 与 自 动 化 学 院 机 电 系 陈 晓 红
p pB时，pA k s x0
定量泵
p pB时，pA k s x0 +x 变量泵
双作用叶片泵曲线
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3.3 叶片泵 双作用叶片泵工作条件 ①形成V密—定子内表面、转子外表面、相邻两叶片、配油 盘围成。
左上右下,叶片伸出 V密 吸油 ② V密变化,转子顺转 左下右上,叶片缩回 V密 压油 ③吸压油腔隔开—配油盘上封油区、叶片。
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结束
3.3 叶片泵 4.应用： 组合机床中用 AB段，流量大，压力小，用于快进或快退场合。 BC段，流量小，压力大，用于工进场合，慢点， 提高加工精度 。 定位夹紧系统中用 AB段，流量大，压力小，用于夹紧 C点，流量小压力大，用于保压
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结束
3.3 叶片泵 3.排量和流量计算 排量为：
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V V密max V密min z一转压出油液的体积 R e 2 R e 2 b 4 beR 2 beD V
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叶片泵
3．结构紧凑，尺寸较小而流量较大。 4．对工作条件要求较严。叶片抗冲击 较差，较容易卡住，对油液的清洁程 度和粘度都比较敏感。端面间隙或叶 槽间隙不合适都会影响正常工作。转 速一般在500～2000r／min范围内，太 低则叶片可能因离心力不够而不能压 紧在定子表面，而太高则吸人时会产 生“气穴现象”；
6.单作用叶片泵的叶片安装倾角： 叶片与转子本体的径向交角为倾斜角。倾 斜角的方向与转子转动的方向是相反的，其目 的是为了使叶片易于甩出，以保证叶片顶端始 终贴着定子内壁。后倾角一般为20～30°图示 7.单作用叶片泵的叶片数：一般为奇数。 8.单作用叶片泵的困油现象：由于叶片的夹角 小于吸排密封区，从而形成了封闭区（困油 区）。解决方法——在配流盘吸排窗口端部开 三角槽来消除。
2.双作用叶片泵的配油盘：
*配油盘吸入口的流动阻力问题；
*配油盘上开盲孔问题； *配油盘上排出窗口开三角形节流槽 问题；
*配油盘上密封区圆心角与困油现象。
叶片的倾角和倒角
单作用叶片泵：后倾后倒角
倾斜角的方向与转子转动的方向是相反 的，后倾角一般为20～30°；
双作用叶片泵：前倾后倒角
倾斜角的方向与转子转动的方向是相同 的，后倾角一般为10～14°。
5．结构较复杂，零件制造精度 要求较高。
使用场合 在船上，叶片泵多
作为液压系统的工作油泵，也 可用作清洁油类的输送泵等。
叶片泵的管理要点
1.不允许反转使用（倾角、底部 通压力油、卸荷槽和吸排口）。 2.检修时，注意各零件装配的正 确位置（做记号），叶片在转子 上的位置不宜随便互换，零件的 清洗，油液的过滤，配合间隙 （尤其是端面间隙）。
叶片泵的流量计算
双作用泵：（L/min）
Qt=2Bn(R-r)[π(R+r)-δz /cosθ]
第四节 单作用叶片泵
第二篇 液压传动系统
液压传动动力元件
第四节 单作用叶片泵
作业布置
P40
项目习题
2-6 为什么单作用叶片泵的叶片数为奇数？
2、流量的计算
1）理论流量 qt=Vn=4πReBn
2）实际流量 q= qtηv=4πReBnηv
转速为n,泵的容积效率为ηv3、流量的来自动性设β为两相邻 叶片夹角
q
2
sin
2
(
4
)
2
sin
2
(
2
)
奇数叶片 偶数叶片
单作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，泵 内叶片数量越多，流量脉动越小，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或15。
教学内容：叶片泵 教学目的与要求：
掌握单作用叶片泵的结构及工作原理 教学重点、难点：
掌握单作用叶片泵的结构及工作原理 教学手段：多媒体、讲解 教学过程：（含板书设计） 新课导入：
课前复习
液压泵按其结构形式不同可分为叶片泵、 齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵等。
单作用叶片泵
双作用叶片泵
一、单作用叶片泵的结构
单作用叶片泵由转子、定子、叶片、配油 盘和壳体五部分组成。
1 2
5
3 6
4
1 定子 3 叶片 5 压油口
2 转子 7
4 配油盘 7 端
6 吸油口 盖
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2、流量的计算
1）理论流量 qt=Vn=4πReBn
2）实际流量 q= qtηv=4πReBnηv
转速为n,泵的容积效率为ηv
3、流量的脉动性
设β为两相邻 叶in
2
(
4
)
2
sin
2
(
2
)
奇数叶片 偶数叶片
单作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，泵 内叶片数量越多，流量脉动越小，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或15。
单作用叶片泵
双作用叶片泵
一、单作用叶片泵的结构
单作用叶片泵由转子、定子、叶片、配油 盘和壳体五部分组成。
1 2
5
3 6
4
1 定子 3 叶片 5 压油口
2 转子 7
4 配油盘 7 端
6 吸油口 盖
二、单作用叶片泵的工作原理
• 吸油过程：叶片伸出→V ↑ → p ↓ →吸油；
• 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组 成）
第二篇 液压传动系统
液压传动动力元件
第四节 单作用叶片泵
教学内容：叶片泵 教学目的与要求：
掌握单作用叶片泵的结构及工作原理 教学重点、难点：
掌握单作用叶片泵的结构及工作原理 教学手段：多媒体、讲解 教学过程：（含板书设计） 新课导入：
课前复习
液压泵按其结构形式不同可分为叶片泵、 齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵等。
• 排油过程：叶片缩回→V ↓ → p ↑ →排油。
• 旋转一周，完成一次吸油，一次排油——单 作用泵
• 径向力不平衡——非卸荷式叶片泵
•
（一个吸油区，一个排油区）
1、排量的计算
V
V1
V2
1 2
B[(R
e) 2
(R
e)2 ]
4
z
Re
B
V zV 4 Re B
R为定子的内半径；e为转 子与定子之间的偏心矩； B为定子的宽度；β为相 邻两叶片间的夹角，β ＝2π／z，z为叶片的片数
作业布置
P40
项目习题
2-6 为什么单作用叶片泵的叶片数为奇数？