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1、3.1概述概述3.2齒輪泵齒輪泵3.3葉片泵葉片泵3.4柱塞泵柱塞泵 液壓泵液壓泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件。 液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為油液 的壓力能,再以壓力、流量的形式輸入到系統(tǒng)中去,它是 液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。3.1一、液壓泵的工作原理和分類一、液壓泵的工作原理和分類3.1.1 工作原理工作原理依靠密封工作容積大小的交替改變來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓泵的工作。依靠密封工作容積大小的交替改變來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓泵的工作。 下面以單柱塞式下面以單柱塞式 液壓泵為例來(lái)說(shuō)明其工作原理。液壓泵為例來(lái)說(shuō)明其工作原理。液壓泵工作的必需條件:液壓泵工作的必需條件: (1)必須有一個(gè)
2、或多個(gè)周期性變化的封閉容 積; (2)必須有配油機(jī)構(gòu),即 封閉容積加大時(shí)吸油腔相通 封閉容積減小時(shí)排出壓油腔相通 (3)吸、壓油腔要互相隔開并具有良好密封性。 液 壓 泵 按 其 在 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 所 能 輸 出 油 液 體 積 能否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類;按結(jié)構(gòu)形 式 可 以 分 為 齒 輪 式 、 葉 片 式 和 柱 塞 式 三 大 類 。 液壓泵分類:液壓泵分類:靠密封容積的變化來(lái)工作的泵統(tǒng)稱為容積式泵??棵芊馊莘e的變化來(lái)工作的泵統(tǒng)稱為容積式泵。 液壓泵的圖形符號(hào)液壓泵的圖形符號(hào) DBS系列電動(dòng)泵站系列電動(dòng)泵站手動(dòng)泵手動(dòng)泵液壓泵的性能參數(shù)主要有:液壓泵的性能參數(shù)主要有:液壓泵
3、液壓泵的性能參數(shù) 壓壓 力力 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 排量和流量排量和流量 功率和效率功率和效率 3.1.2 3.1.2 液壓泵的性能參數(shù)液壓泵的性能參數(shù)一、一、 排量、流量和壓力排量、流量和壓力1. 壓壓 力力 1 1) 工作壓力(工作壓力(p p) 液壓泵工作時(shí)輸出液體的實(shí)際液壓泵工作時(shí)輸出液體的實(shí)際壓力。其值取決于負(fù)載(包括管路阻力)。壓力。其值取決于負(fù)載(包括管路阻力)。液壓泵液壓泵的性能參數(shù) 2)額定壓力額定壓力:液壓泵在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力,超過(guò)此值就是過(guò)載。 3)最高允許壓力最高允許壓力:液壓泵在短時(shí)間內(nèi)允許超載使
4、用的極在短時(shí)間內(nèi)允許超載使用的極限壓力。限壓力。 4)吸入壓力吸入壓力:液壓泵的吸入口處壓力。的吸入口處壓力。 液壓泵液壓泵的性能參數(shù)2. 排量和流量排量和流量 排量(排量(V) 在不考慮泄漏的情況下,液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所在不考慮泄漏的情況下,液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體體積。排出的液體體積。( m3 / r、 mL / r )它只與液壓泵的它只與液壓泵的密封腔的數(shù)目和結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)密封腔的數(shù)目和結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。 (2)(2) 理論流量理論流量(q qt t) 在不考慮泄漏的情況下,液壓泵在不考慮泄漏的情況下,液壓泵在單在單位時(shí)間內(nèi)輸出液體的位時(shí)間內(nèi)輸出液體的體積。體積。3 (/ ) ( /min)tq
5、V nmsL,液壓泵液壓泵的性能參數(shù)(3) 實(shí)際流量(實(shí)際流量(q) 指液壓泵工作時(shí)實(shí)際輸出的流量指液壓泵工作時(shí)實(shí)際輸出的流量。tqqq(q 指因泄漏、壓縮等損失的流量。指因泄漏、壓縮等損失的流量。) 由于泄漏量由于泄漏量q隨著壓力隨著壓力p的增大而增大,的增大而增大, 所以實(shí)際流量所以實(shí)際流量q隨著壓力隨著壓力p的的而而。 (4) 額定流量額定流量(q n) 液壓泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下工作的液壓泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下工作的實(shí)實(shí) 際輸出流量際輸出流量。它它可可用來(lái)評(píng)價(jià)液壓泵的供油能力,是液壓泵技術(shù)規(guī)格指標(biāo)之一。用來(lái)評(píng)價(jià)液壓泵的供油能力,是液壓泵技術(shù)規(guī)格指標(biāo)之一。二、二、 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(1) 額
6、定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速(n s) 指在額定輸出功率(或額定壓力)指在額定輸出功率(或額定壓力)下,液壓泵能長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。下,液壓泵能長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。(2) 最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速(n max) 指在額定壓力下,允許液壓泵指在額定壓力下,允許液壓泵超過(guò)額定轉(zhuǎn)速短暫運(yùn)行的極限轉(zhuǎn)速,超過(guò)它就會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。超過(guò)額定轉(zhuǎn)速短暫運(yùn)行的極限轉(zhuǎn)速,超過(guò)它就會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。(3) 最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速(n min) 指正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速,低指正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速,低于它就不能實(shí)現(xiàn)有效的自吸。于它就不能實(shí)現(xiàn)有效的自吸。液壓泵液壓泵的性能參數(shù)三、三、 功功 率率 和和 效效 率率液壓泵的性能參數(shù)ttttnTT
7、pqP2(3.6) 液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),輸入量是轉(zhuǎn)矩 和角速度 ,輸出量是液體的壓力 和流量 ;如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失,則輸出功率等于輸入功率,也就是它們的理論功率是: Tqp1. 功率功率 1)理論功率理論功率 :tP式中: tqp, 液壓泵的壓力和理論 流量。 液壓泵的理論轉(zhuǎn) 矩(N.m)和轉(zhuǎn)速(r/min)。 tTn液壓泵液壓泵的性能參數(shù) 實(shí)際上,液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中是有損失的, 因此輸出功率小于輸入功率。即P0Pi。就有效率問(wèn)題。功率損失可以分為容積損失和機(jī)械損失兩部分: 容積損失是因泄漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的 流量損失。 機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的
8、損失。 2)輸入功率輸入功率 :iPpqAqpApAFP0iiinTTP23)輸出功率輸出功率 :oP液壓泵液壓泵的性能參數(shù)2)機(jī)械效率機(jī)械效率 :泵所需要的理論轉(zhuǎn)矩Tt與實(shí)際轉(zhuǎn)矩T的比值稱為機(jī)械效率。pm2、效率、效率3)總效率總效率 :是泵輸出功率與輸入功率之比。ppmpvittttiopPPqqnTpqqqnTpqPP22(3-11)itttpmPPnTnTTT22(3-10)Vnqqqqqqqqttttpv11(3-7)pv1)容積效率)容積效率 :泵的實(shí)際流量與理論流量之比。泵泄漏系數(shù)llkpkq (3-8) 3 . 液 壓 泵 的 特 性 曲 線液 壓 泵 的 特 性 曲 線通常,
9、齒輪泵的總效率為通常,齒輪泵的總效率為0.60.8;葉片泵的總效率為;葉片泵的總效率為0.70.85;柱塞泵總效率為柱塞泵總效率為0.80.9。具體可查閱相關(guān)資料。具體可查閱相關(guān)資料。液壓泵液壓泵的性能參數(shù)例3.1 某液壓系統(tǒng),泵的排量V10m L/r,電機(jī)轉(zhuǎn)速n1200rpm,泵的輸出壓力p=5Mpa,泵容積效率pv0.92,總效率p0.84,求 1)泵的理論流量;2)泵的實(shí)際流量;3)泵的輸出功率;4)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。解:1)泵的理論流量 )(9 . 06004.115kwpqPo)(07. 184. 09 . 0kwPPpOi12120010103VnqtL/min 2) 泵的實(shí)際流量 3
10、)泵的輸出功率 4)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 04.1192.012pvtqqL/min3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 特特 點(diǎn):點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):體積小,重量輕,結(jié)構(gòu):體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,價(jià)格低,工作可簡(jiǎn)單,制造方便,價(jià)格低,工作可靠,轉(zhuǎn)速范圍大,自吸性能較好,靠,轉(zhuǎn)速范圍大,自吸性能較好,對(duì)油液污染不敏感,維護(hù)方便等。對(duì)油液污染不敏感,維護(hù)方便等。 缺點(diǎn):流量和壓力脈動(dòng)較大,噪聲大,排量不可變,齒輪磨損缺點(diǎn):流量和壓力脈動(dòng)較大,噪聲大,排量不可變,齒輪磨損后不易修復(fù),互換性差等。后不易修復(fù),互換性差等。液壓泵齒輪泵 分分 類:類:a. 按結(jié)構(gòu)形式分:按結(jié)構(gòu)形式分:外嚙合式和內(nèi)嚙合式外嚙合式和
11、內(nèi)嚙合式b. 按齒形曲線分:按齒形曲線分:漸開線形、圓弧齒形和擺線形漸開線形、圓弧齒形和擺線形c. 按工作壓力分:按工作壓力分:低壓低壓(1(一般在(一般在1.051.3之間),使得兩齒同時(shí)嚙合。之間),使得兩齒同時(shí)嚙合。液壓泵齒輪泵漸開線形外嚙合齒輪 定定 義義 在液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生既不與吸油區(qū)相通,也不與排油在液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生既不與吸油區(qū)相通,也不與排油區(qū)相通的閉死容積,且閉死容積的大小不斷變化的現(xiàn)象。區(qū)相通的閉死容積,且閉死容積的大小不斷變化的現(xiàn)象。 原原 因因液壓泵齒輪泵漸開線形外嚙合齒輪 危危 害害液壓泵齒輪泵漸開線形外嚙合齒輪 措措 施施在齒輪泵的側(cè)板上或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽。
12、在齒輪泵的側(cè)板上或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽。3)泄漏及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償泄漏及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 齒輪泵壓油腔的壓力油可通過(guò)三條途經(jīng)泄漏到吸油腔去: 在這三類間 隙中,端面間隙 的泄漏量最大, 壓力越高,由間 隙泄漏的液壓油 就愈多。 3)齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙端面間隙端面間隙。 2)泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙齒頂間隙齒頂間隙; 1)齒輪嚙合線處的間隙齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙; 通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有:浮動(dòng)軸套式和 彈性側(cè)板式兩種 。 原理: 引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上,壓 力愈高,間隙愈小,可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。 浮動(dòng)軸套式 二、二、 漸開線形內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線形內(nèi)嚙
13、合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵兩種。泵兩種。 (一)漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵(一)漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵 1 . 主要組成主要組成小齒輪、內(nèi)齒環(huán)、月牙形隔板等。小齒輪、內(nèi)齒環(huán)、月牙形隔板等。 注意:兩者的齒數(shù)不同。注意:兩者的齒數(shù)不同。液壓泵齒輪泵漸開線形內(nèi)嚙合齒輪 2. 工作原理工作原理液壓泵齒輪泵漸開線形內(nèi)嚙合齒輪 3. 流量流量 4. 特點(diǎn)特點(diǎn)流量和壓力的脈動(dòng)較??;無(wú)困油區(qū),噪聲較低;流量和壓力的脈動(dòng)較小;無(wú)困油區(qū),噪聲較低;加工難價(jià)格高;輪齒接觸應(yīng)力小,泵的壽命較長(zhǎng)。加工難價(jià)格高;輪齒接觸應(yīng)力小,泵的壽命較長(zhǎng)。22Vqk z mb n 液壓泵齒
14、輪泵漸開線形內(nèi)嚙合齒輪 擺線齒輪泵又稱為轉(zhuǎn)子泵,由兩齒輪及擺線齒輪泵又稱為轉(zhuǎn)子泵,由兩齒輪及前后端蓋等組成。且前后端蓋等組成。且兩齒輪相差一個(gè)齒兩齒輪相差一個(gè)齒。 (二)擺線形內(nèi)嚙合齒輪泵(二)擺線形內(nèi)嚙合齒輪泵 1 . 主要組成主要組成 2. 工作原理工作原理吸油吸油 左半部分,輪齒脫開嚙合,容積左半部分,輪齒脫開嚙合,容積壓油壓油 右半部分,輪齒進(jìn)入嚙合,容積右半部分,輪齒進(jìn)入嚙合,容積 3. 流量流量22122 ()VQrrb n 4. 特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸小,重量輕;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小,結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸小,重量輕;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小,流量脈動(dòng)小。但齒形復(fù)雜,加工困難,價(jià)格昂貴。流量脈動(dòng)小。
15、但齒形復(fù)雜,加工困難,價(jià)格昂貴。液壓泵齒輪泵擺線形內(nèi)嚙合齒輪液壓泵齒輪泵擺線形內(nèi)嚙合齒輪組成:一根主動(dòng)螺桿雙頭、右旋、凸螺桿 組成 兩根從動(dòng)螺桿雙頭、左旋、凹螺桿,裝在泵體內(nèi),和其他零件組成螺桿泵。工作原理: V密形成:必須滿足四個(gè)密封條件,才能形成密封積:主從動(dòng)螺桿共扼、螺桿根數(shù) 和螺紋頭數(shù)必須滿足一定關(guān)系、泵體最小長(zhǎng)度應(yīng)大于螺桿的導(dǎo)程、保證 最小徑向間隙,才能形成空間八字形密封容積。 左面吸油 V密變化:當(dāng)主動(dòng)螺桿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí) 右面壓油 吸壓油口隔開:上述四個(gè)密封條件 特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小,壽命長(zhǎng),流量均勻,自吸能力強(qiáng), 容積效率高,無(wú)困油現(xiàn)象;但螺桿齒形
16、復(fù)雜,不易加工,精度難以保證。 3.3 3.3 葉片泵葉片泵 特特 點(diǎn):點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,工作壓力較高,流量脈動(dòng)小,結(jié)構(gòu)緊湊,工作壓力較高,流量脈動(dòng)小,工作平穩(wěn),噪聲工作平穩(wěn),噪聲小,壽命較長(zhǎng)。小,壽命較長(zhǎng)。 缺點(diǎn):吸油特性不太好,對(duì)油液的污染也比較敏感,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造缺點(diǎn):吸油特性不太好,對(duì)油液的污染也比較敏感,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造工藝要求比較高。工藝要求比較高。廣泛用于完成廣泛用于完成“各種中等負(fù)荷工作各種中等負(fù)荷工作”的設(shè)備中。的設(shè)備中。液壓泵葉片泵 分分 類:類:按工作原理分:按工作原理分:?jiǎn)巫饔檬絾巫饔檬?通常做成變量泵;通常做成變量泵;雙作用式雙作用式 通常做成定量泵;通常做成定量
17、泵;按工作壓力分:按工作壓力分:中低壓中低壓 7MPa;中高壓中高壓 16MPa;高高 壓壓 2030 MPa;液壓泵葉片泵3.3.1 雙作用葉片泵雙作用葉片泵泵的定子每旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)密封工作容積吸泵的定子每旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)密封工作容積吸/排油各兩次,排油各兩次,稱為雙作用葉片泵,又稱為卸荷式稱為雙作用葉片泵,又稱為卸荷式/平衡式葉片泵。平衡式葉片泵。 1. 定定 義義 2. 工作原理工作原理1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):雙作用葉片泵的結(jié)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)與單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)與單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)基本相同,也是由定構(gòu)基本相同,也是由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、殼體及傳動(dòng)軸等組盤、殼體及傳動(dòng)軸等
18、組成。成。液壓泵葉片泵雙作用葉片泵液壓泵葉片泵單作用葉片泵p 轉(zhuǎn)子和定子同心;轉(zhuǎn)子和定子同心;p 定子內(nèi)表面的曲線由兩段定子內(nèi)表面的曲線由兩段大半徑圓?。ù蟀霃綀A?。≧),兩段小半),兩段小半徑圓?。◤綀A弧(r)及兩段過(guò)渡曲線)及兩段過(guò)渡曲線所組成;所組成;其不同之處在于:其不同之處在于:液壓泵葉片泵雙作用葉片泵液壓泵葉片泵雙作用葉片泵2) 工作原理 雙作用葉片泵的原理和單作用葉片泵相似,不同之處只在于定子內(nèi)表面是由兩段長(zhǎng)半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過(guò)渡曲線組成,且定子和轉(zhuǎn)子是同心的。 泵的排量為:BrRV)(222式中: R 定子長(zhǎng)半徑; r 定子短半徑;B 轉(zhuǎn)子厚度。 平均流量為: vB
19、nrRq)(2223.雙作用葉片泵的排量和流量雙作用葉片泵的排量和流量 考慮葉片厚度影響后,雙作用葉片泵精確流量計(jì)算公式為:vBnbzrRrRqcos)( 2)(2 22(2.23) 由于存在制造工業(yè)誤差,定子大小圓弧不同心,造成了少量流量脈動(dòng)。但脈動(dòng)率比較小,為減小脈動(dòng),葉片數(shù)應(yīng)為4的整數(shù)倍,且大于8時(shí)最小,故通常取葉片數(shù)為12或16片。4.雙作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1 )定子工作表面曲線)定子工作表面曲線 定子工作曲線如圖3-17所示。由兩段大半徑圓弧、兩段小半徑圓弧及四段過(guò)渡曲線組成。 定子過(guò)渡曲線采用阿基米德螺線或等加速-等減速曲線。我國(guó)YB型葉片泵采用等加速
20、等減速曲線作為過(guò)渡曲線 (2)配流盤 配流盤的作用是給泵進(jìn)行配油。為了保證配流盤的吸、壓油口在工作中能隔開,就必須使配流盤上封油區(qū)夾角(即吸油窗口和壓油窗口之間的夾角)大于或等于兩個(gè)相鄰葉片間的夾角,如圖320所示,即: a) 封油區(qū)所對(duì)應(yīng)的夾角必須等于或稍大于兩個(gè)葉片之間的夾角。 b) 葉片根部與高壓油腔相通,保證葉片緊壓在定子內(nèi)表面上。 c) 在配油盤上開三角槽。 Z2(3)葉片傾角 壓力角: 定子對(duì)葉片的法向反力FN與葉片運(yùn)動(dòng)方向的夾角。 傾角:葉片與徑向半徑的夾角。 將葉片順著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向前傾一個(gè)角度,這樣就可以減小側(cè)向力FT,使葉片在槽中移動(dòng)靈活,并可減少磨損。液壓泵的葉片傾角一般取
21、為1014。 高壓雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高壓雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)隨著技術(shù)的發(fā)展,雙作用葉片的最高工作壓力已達(dá)成2030MPa,這是因?yàn)殡p作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向力基本上是平衡的,不像齒輪泵和單作用葉片泵那樣,工作壓力的提高會(huì)受到徑向承載能力的限制; 葉片泵工作壓力提高的主要限制條件是葉片和定子內(nèi)葉片和定子內(nèi)表面的磨損。表面的磨損。 (1) 端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 壓緊定子 右配流盤的右側(cè)與壓力油相通 彈性變形(2) 減小葉片對(duì)定子的作用力 徑向力平衡,配油盤浮動(dòng) 壓力升高不受以上因素影響,但因葉片與定子內(nèi)表面接觸,才能形成密封容積,葉片底部通 在壓油區(qū),頂?shù)讐毫ζ胶?壓力油 在吸油區(qū),頂部低壓,底
22、部高壓,致使葉片作用于定子表面的力很大,使磨損加劇,壽命降低,成為限制雙作用葉片泵壓力提高的主要因素,所以應(yīng)采取措施減小吸油區(qū)葉片對(duì)定子內(nèi)表面的作用力。 圖2.12 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) 減小作用在葉片底部的油液壓力 通過(guò)阻尼孔或減壓閥減小吸油口油液的壓力 2) 減小葉片底部受壓力油作用的面積減小葉片厚度,一般1.82.5mm。 為了解決定子和葉片的磨損,要采取措施減小在吸油區(qū)葉片對(duì)定子內(nèi)表面的壓緊力,目前采取的措施有以下幾種: 3)雙葉片結(jié)構(gòu) 各轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個(gè)經(jīng)過(guò)倒角的葉片。兩葉片的倒角部分構(gòu)成從葉片底部通向頭部的V型油道,因而作用
23、在葉片底、頭部的油壓力相等,合理設(shè)計(jì)葉片頭部的形狀,使葉片頭部承壓面積略小于葉片底部承壓面積。這個(gè)承壓面積的差值就形成葉片對(duì)定子內(nèi)表面的接觸力。 4)母子葉片結(jié)構(gòu) 3.3.2 單作用葉片泵單作用葉片泵泵的定子每旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)密封工作容積吸泵的定子每旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)密封工作容積吸/排油各一次,排油各一次,稱為單作用葉片泵,也稱非卸荷式泵。稱為單作用葉片泵,也稱非卸荷式泵。 1. 定定 義義 2. 工作原理工作原理a. 組成組成: 由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、殼體及傳動(dòng)軸組成。由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、殼體及傳動(dòng)軸組成。液壓泵葉片泵單作用葉片泵定定子子內(nèi)內(nèi)表表面面為為圓圓柱柱形形;定定子子與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)
24、子子安安裝裝的的偏偏配配油油盤盤沿沿軸軸線線方方向向?qū)?duì)心心距距為為e;稱稱布布置置;b. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):液壓泵葉片泵單作用葉片泵C. 工作原理工作原理由葉片、定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面與兩側(cè)配流盤由葉片、定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面與兩側(cè)配流盤圍成;由于安裝時(shí)存在偏心距,使密閉容積可變;圍成;由于安裝時(shí)存在偏心距,使密閉容積可變;密閉容積:密閉容積:配流作用:配流作用:由配油盤和葉片共同作用實(shí)現(xiàn)。葉片將吸、壓油由配油盤和葉片共同作用實(shí)現(xiàn)。葉片將吸、壓油腔隔開;配油盤分別與吸、壓油腔連通;腔隔開;配油盤分別與吸、壓油腔連通;液壓泵葉片泵單作用葉片泵單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 存在
25、困油現(xiàn)象 配流盤的吸、排油窗口間的密封角略大于兩相鄰葉片間的夾角,而單作用葉片泵的定子不存在與轉(zhuǎn)子同心的圓弧段,因此,當(dāng)上述被封閉的容腔發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生與齒輪泵相類似的困油現(xiàn)象。通常,通過(guò)配流盤排油窗口邊緣開三角卸荷槽的方法來(lái)消除困油現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)子承受徑向液壓力 單作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力不平衡,軸承負(fù)荷較大。這使泵的工作壓力和排量的提高均受到限制。 葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜 葉片底部分別通吸壓油 葉片頂、底受力平衡 故葉片向外運(yùn)動(dòng)主要靠旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力與離心力等的合力,其應(yīng)盡量與轉(zhuǎn)子中葉片槽方向一致,為此葉片槽應(yīng)向后傾20 30。單作用葉片泵的平單作用葉片泵的平均流量均流量BeRZ2)(為容
26、積BeRZ2)(為容積 eDB B e R e R V 2 ) ( ) ( 2 2 單作用葉片泵排量為 B e R e R V Z V 2 2 ) ( ) ( Z 個(gè)葉片時(shí) 當(dāng)泵有 B e R Z B e R Z V 2 2 ) )( ( ) )( ( 的油液 一個(gè)葉片密封容積排出 pv pv eDBn V n q 2 流量為 改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距,即可改變排量,故可做變量泵,但其容積變化不均勻,故有流量脈動(dòng),葉片應(yīng)取奇數(shù),一般為13到15。 單作用葉片泵定、轉(zhuǎn)子偏心安裝。3.3.3 變量葉片泵變量葉片泵偏心距偏心距e可變的可變的 單作用單作用 葉片泵稱為變量葉片泵。葉片泵稱為變量葉片泵。p
27、 單向變量泵單向變量泵 指指e只能在一個(gè)方向改變(或者說(shuō),只能改只能在一個(gè)方向改變(或者說(shuō),只能改變流量,不能改變輸油方向變流量,不能改變輸油方向) );其中:其中:e自動(dòng)調(diào)節(jié)的單向變量泵有限壓式、恒流式等;自動(dòng)調(diào)節(jié)的單向變量泵有限壓式、恒流式等;p 雙向變量泵雙向變量泵 指能在正、反兩個(gè)方向改變指能在正、反兩個(gè)方向改變e 值;值;液壓泵葉片泵變量葉片泵單作用變量泵的分類 手動(dòng) 改變偏心方式 限壓式 自動(dòng) 恒壓式 恒流量式 (一)限壓式變量葉片泵(一)限壓式變量葉片泵利用其利用其輸出油壓的反饋?zhàn)饔幂敵鲇蛪旱姆答佔(zhàn)饔脕?lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)偏心距,以調(diào)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)偏心距,以調(diào)節(jié)泵的輸出流量的變量泵,稱為限壓式變
28、量葉片泵,又稱節(jié)泵的輸出流量的變量泵,稱為限壓式變量葉片泵,又稱壓力反饋?zhàn)兞勘?。壓力反饋?zhàn)兞勘谩?根據(jù)壓力反饋的方式不同分為:內(nèi)反饋式和外反饋式。根據(jù)壓力反饋的方式不同分為:內(nèi)反饋式和外反饋式。液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵的應(yīng)用限壓式變量葉片泵的應(yīng)用 常用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要有快、慢速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合, 如:組合機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退等快進(jìn)或快退:用AB段工進(jìn): 用BC段或定位夾緊系統(tǒng)定位夾緊:用AB段夾緊結(jié)束保壓:用C點(diǎn)限壓式變量葉片泵的特點(diǎn): 功率損耗小,減小發(fā)熱,簡(jiǎn)化系統(tǒng),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。1. 內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量原理內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量原理利用的是泵
29、本身輸出油壓對(duì)定子產(chǎn)生徑向力不平衡液壓力的反饋?zhàn)骼玫氖潜帽旧磔敵鲇蛪簩?duì)定子產(chǎn)生徑向力不平衡液壓力的反饋?zhàn)饔脕?lái)調(diào)節(jié)用來(lái)調(diào)節(jié) e ,從而改變流量,稱為內(nèi)反饋限壓變量葉片泵。,從而改變流量,稱為內(nèi)反饋限壓變量葉片泵。液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵 配流盤上的窗口為配流盤上的窗口為非對(duì)稱布置非對(duì)稱布置(相對(duì)坐標(biāo)軸而言)(相對(duì)坐標(biāo)軸而言)油壓對(duì)油壓對(duì)定子內(nèi)表面的作用力的合力定子內(nèi)表面的作用力的合力 F也隨之偏轉(zhuǎn)也隨之偏轉(zhuǎn)角。角。液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵當(dāng)當(dāng)p,F(xiàn) x彈簧力(彈簧力(ksx0),定子右移,),定子右移,e, ,極限值為:,極限值為: e= 0,輸出的油液完全用于補(bǔ)償
30、泄漏;,輸出的油液完全用于補(bǔ)償泄漏;當(dāng)當(dāng)p ,F(xiàn) x彈簧力(彈簧力(ksx0),定子左移,),定子左移,e, ,極限值為:,極限值為: e = e max,輸出油液流量最大;,輸出油液流量最大;液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵2. 內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量特性內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量特性p 初始態(tài)初始態(tài)調(diào)定限定壓力為調(diào)定限定壓力為p x ,此時(shí),彈簧預(yù)壓縮量為,此時(shí),彈簧預(yù)壓縮量為x00 xxsp Ak x0/xxsxp Ak(壓力油作用于定子內(nèi)表面在(壓力油作用于定子內(nèi)表面在x x方向的投影面積)方向的投影面積)液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵p 狀態(tài)改變后狀態(tài)改變后 p
31、至至p p x,e。彈簧壓縮量增加值為。彈簧壓縮量增加值為 x=e max e,則:,則:0()xspAk xx max()xxsAppeek液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵顯然,當(dāng)顯然,當(dāng) p p x 時(shí),時(shí),e= e max ,泵的偏轉(zhuǎn)角,泵的偏轉(zhuǎn)角為最大,為最大,流量最大;流量最大;當(dāng)當(dāng) e=0 時(shí),時(shí),p = p max ,此時(shí),無(wú)論外界負(fù)載多大,此時(shí),無(wú)論外界負(fù)載多大,p都不再都不再,因此稱為限壓式泵。,因此稱為限壓式泵。max()xxsAppeek液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵p 流量流量壓力特性曲線壓力特性曲線 AB段段 p p x ;B 點(diǎn)點(diǎn) p = px,為拐點(diǎn)
32、。,為拐點(diǎn)。 BC段段 p p x;液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘,可以改變調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘,可以改變e max和和q max,從而使,從而使AB線上下平移;線上下平移;調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘,改變調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘,改變限壓彈簧的預(yù)壓縮量,可限壓彈簧的預(yù)壓縮量,可改變拐點(diǎn)改變拐點(diǎn)B處的壓力處的壓力 p x,從而使從而使 BC 線左右平移。線左右平移。更換不同剛度的彈簧(即改變更換不同剛度的彈簧(即改變ks),可得到不同斜率的),可得到不同斜率的BC線,且線,且ks越小,越小,BC線越陡,線越陡,pmax值越??;反之,越大。值越??;反之,越大。?如何實(shí)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn)變量泵的調(diào)節(jié)變量
33、泵的調(diào)節(jié)液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵3. 外反饋限壓式變量葉片泵的變量原理外反饋限壓式變量葉片泵的變量原理液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵外反饋限壓式變量泵的結(jié)構(gòu)原理與內(nèi)反饋式基本相同。外反饋限壓式變量泵的結(jié)構(gòu)原理與內(nèi)反饋式基本相同。因此,因此,其其qp特性曲線相同特性曲線相同。液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵其不同之處在于:其不同之處在于:配流盤上的配流窗配流盤上的配流窗口對(duì)稱于水平軸線口對(duì)稱于水平軸線定子偏心量的改變是定子偏心量的改變是由左邊的外反饋柱塞由左邊的外反饋柱塞來(lái)完成的。反饋柱塞來(lái)完成的。反饋柱塞的油腔與壓油腔相通。的油
34、腔與壓油腔相通。液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵液壓泵葉片泵變量葉片泵限壓式變量葉片泵122spAFFpAFpAAA/spFA (二)(二) 穩(wěn)流量式變量葉片泵的變量原理穩(wěn)流量式變量葉片泵的變量原理液壓泵葉片泵變量葉片泵活塞活塞6穩(wěn)流量式變量葉片泵 穩(wěn)流量式變量泵是利用節(jié)流穩(wěn)流量式變量泵是利用節(jié)流閥的壓差閥的壓差p來(lái)控制兩個(gè)平衡液壓缸,來(lái)控制兩個(gè)平衡液壓缸,以調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的偏心距以調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的偏心距e,從,從而自動(dòng)調(diào)節(jié)流量。而自動(dòng)調(diào)節(jié)流量。 穩(wěn)流量式變量泵在使用時(shí),其穩(wěn)流量式變量泵在使用時(shí),其出口端必須加節(jié)流閥(出口端必須加節(jié)流閥(2)。)。液壓泵葉片泵變量葉片泵首頁(yè)穩(wěn)流量式變量葉
35、片泵3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 特特 點(diǎn):點(diǎn):柱塞式液壓泵是靠柱塞的往復(fù)運(yùn)柱塞式液壓泵是靠柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),改變柱塞腔內(nèi)的容積來(lái)實(shí)現(xiàn)吸壓動(dòng),改變柱塞腔內(nèi)的容積來(lái)實(shí)現(xiàn)吸壓油的。油的。液壓泵柱塞泵(1)工作壓力高 由于密封容積是由缸體中的柱塞孔和柱塞構(gòu)成,其配合表面質(zhì)量和尺寸精度容易達(dá)到要求,密封性好,結(jié)構(gòu)緊湊,容積效率高。此外,柱塞泵的主要零件在工作中處于受壓狀態(tài),故使零件材料的機(jī)械性能得到充分地利用,所以零件強(qiáng)度高?;谏鲜鰞牲c(diǎn),這類泵工作壓力一般為20一40MPa,最高可達(dá)1000MPa。 (2)易于變量 只要改變柱塞行程便可改變液壓泵的流量,并且易于實(shí)現(xiàn)單向或雙向變量。 (3)流量范圍大
36、只要改變柱塞直徑或數(shù)量,便可得到不同的流量。 但柱塞系還存在著對(duì)油污染敏感,濾油精度要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工精度高價(jià)格較昂貴等缺點(diǎn)。 從以上的特點(diǎn)可以看出,柱塞泵具有額定壓力高,結(jié)構(gòu)緊湊,效率高及流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。所以柱塞泵常用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合,如液壓機(jī)、工程機(jī)械、龍門刨床、拉床、船舶等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。 分分 類:類:按工作機(jī)構(gòu)(柱塞)與泵體(缸)按工作機(jī)構(gòu)(柱塞)與泵體(缸)的中心線的相對(duì)位置不同,分為:的中心線的相對(duì)位置不同,分為:按泵的配流方式(泵的傳動(dòng)是否驅(qū)動(dòng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng))不同,分為:按泵的配流方式(泵的傳動(dòng)是否驅(qū)動(dòng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng))不同,分為:閥閥 配配 流流 缸體不動(dòng),不易實(shí)
37、現(xiàn)無(wú)級(jí)變速;缸體不動(dòng),不易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速;軸軸 配配 流流 缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向泵缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向泵端面配流端面配流 缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向泵缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向泵易于實(shí)現(xiàn)易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速無(wú)級(jí)變速?gòu)较虮脧较虮幂S向泵軸向泵液壓泵柱塞泵3.4.1 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 各柱塞排列在傳動(dòng)軸半徑方向,即柱塞中心線垂直于傳各柱塞排列在傳動(dòng)軸半徑方向,即柱塞中心線垂直于傳動(dòng)軸中心線。動(dòng)軸中心線。 2. 工作原理工作原理a. 組組 成成:由定子、轉(zhuǎn)子、配油軸、殼體等組成。由定子、轉(zhuǎn)子、配油軸、殼體等組成。 1. 定定 義義偏心安裝偏心安裝固定固定液壓泵柱塞泵徑向柱塞泵 變量泵主體部分結(jié)構(gòu) 液壓泵柱塞泵徑向柱塞泵液壓泵柱塞泵徑向柱塞
38、泵 轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心之間有一個(gè)偏心量e。在固 定不動(dòng)的配流軸上,相對(duì)于柱塞孔的部位有相互隔開的上 下兩個(gè)配流窗口,該配流窗口又分別通過(guò)所在部位的二個(gè) 軸向孔與泵的吸、排油口連通。 當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示 箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí), 上半周的柱塞皆往 外滑動(dòng),通過(guò)軸向 孔吸油;下半周的 柱塞皆往里滑動(dòng), 通過(guò)配流盤向外排 油。 b. 工作原理(工作原理(軸配流軸配流): 液壓泵柱塞泵徑向柱塞泵 3. 流量計(jì)算流量計(jì)算22604VndqeZd柱塞直徑;柱塞直徑; Z柱塞數(shù);柱塞數(shù); e偏心距偏心距 ; n轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速(r/min) 4. 應(yīng)用應(yīng)用 拉床、壓力機(jī)或船舶等高壓大流量系統(tǒng)。拉床、壓力機(jī)或船舶等高壓大流量
39、系統(tǒng)。 液壓泵柱塞泵徑向柱塞泵eZdV242 斜盤式又分:通軸式和非通軸式。 特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊、泄漏小、工作壓力高、易變量等。 3.4.2 軸向柱塞泵軸向柱塞泵 直軸式(傾斜盤式)直軸式(傾斜盤式) 缸體軸線與傳動(dòng)軸軸線相重合;缸體軸線與傳動(dòng)軸軸線相重合; 斜軸式(傾斜缸式)斜軸式(傾斜缸式) 缸體軸線與傳動(dòng)軸軸線相交成一缸體軸線與傳動(dòng)軸軸線相交成一 定角度;定角度; 1. 工作原理工作原理(一)(一) 直軸式柱塞泵直軸式柱塞泵a. 點(diǎn)接觸型軸向柱塞泵點(diǎn)接觸型軸向柱塞泵工作原理工作原理如圖所示如圖所示。液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵u如何形成可變密封容積?如何形成可變密封容積?改變
40、斜盤傾角,就可改變柱塞往改變斜盤傾角,就可改變柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成的密閉容積的大小,復(fù)運(yùn)動(dòng)形成的密閉容積的大小,從而改變泵的排量。從而改變泵的排量。u如何改變可變密封容積?如何改變可變密封容積?液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵 1. 工作原理工作原理(二)(二) 斜軸式柱塞泵斜軸式柱塞泵改變缸體的軸線與傳改變缸體的軸線與傳動(dòng)軸之間的夾角,也就改動(dòng)軸之間的夾角,也就改變了往復(fù)行程,從而改變變了往復(fù)行程,從而改變泵的排量。泵的排量。液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵(三)(三) 軸向柱塞泵的流量計(jì)算軸向柱塞泵的流量計(jì)算液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵 如圖,若柱塞數(shù)目為Z,柱塞直徑為d,柱塞孔分布圓 直徑為D,斜盤傾角為,則泵的排量
41、為 :zDtgdV24(3.37) 泵的輸出流量為 :tgzDndqv24(3.38) 斜盤1柱塞2缸體3配油盤4 實(shí)際上,柱塞泵的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù),其輸出流量 是脈動(dòng)的。就柱塞數(shù)而言,柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)的脈動(dòng)率比 偶數(shù)柱塞小,且柱塞數(shù)越多,脈動(dòng)越小,故柱塞泵的柱 塞數(shù)一般都為奇數(shù)。 從結(jié)構(gòu)工藝性和脈動(dòng)率綜合考慮,常取Z=7或Z=9。 SCY14-1B型軸向柱塞泵是高壓斜盤軸向泵中應(yīng)用較廣的柱塞泵,型軸向柱塞泵是高壓斜盤軸向泵中應(yīng)用較廣的柱塞泵,其工作壓力為其工作壓力為32MPa,排量為,排量為10250mL/r。2.SCY14-1B型軸向柱塞泵型軸向柱塞泵它由它由主體部分和變量機(jī)構(gòu)主體部分和變量
42、機(jī)構(gòu)兩部分組成。兩部分組成。 液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵 四、 軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)v 主體結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu) 主體結(jié)構(gòu)主要由斜盤、柱塞、缸體、配油盤和傳動(dòng)軸等組成。主體結(jié)構(gòu)主要由斜盤、柱塞、缸體、配油盤和傳動(dòng)軸等組成。 柱塞泵在高速、高壓下工作,所以由柱塞泵在高速、高壓下工作,所以由滑靴和斜盤、柱塞和缸體孔、滑靴和斜盤、柱塞和缸體孔、缸體和配流盤缸體和配流盤所形成的摩擦副,是影響柱塞泵工作性能和壽命的主要因所形成的摩擦副,是影響柱塞泵工作性能和壽命的主要因素。它們既要保證密封性,又要盡量減少磨損。素。它們既要保證密封性,又要盡量減少磨損。 a)柱塞和滑靴)柱塞和滑靴柱塞數(shù)量通常為奇數(shù),取柱塞數(shù)量通常為奇數(shù),取7,9,11。 b) 配流盤配流盤具有阻尼孔,卸壓槽。具有阻尼孔,卸壓槽。 c) 回程裝置回程裝置中心彈簧,回程盤,鋼球。中心彈簧,回程盤,鋼球。 液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵 為了克服點(diǎn)接觸軸向柱塞泵的不足(擠壓應(yīng)力大,自吸能力不為了克服點(diǎn)接觸軸向柱塞泵的不足(擠壓應(yīng)力大,自吸能力不好等),出現(xiàn)了帶好等),出現(xiàn)了帶“滑靴型滑靴型”的軸向柱塞泵。的軸向柱塞泵。 滑靴型軸向柱塞泵滑靴型軸向柱塞泵液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵柱塞滑履組柱塞滑履組液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵配流盤配流盤液壓泵柱塞泵軸向柱塞泵v 手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)手動(dòng)變量機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng),帶
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