流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)第3講

1、2-3 葉 片 泵問(wèn)題引出：盡管齒輪泵有許多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、體積小、 自吸好、轉(zhuǎn)速范圍大、抗污染、對(duì)黏度要求不嚴(yán)、造價(jià)低； 但是缺點(diǎn)也突出：徑向力大、軸承載荷大、提壓難、 流量/壓力脈動(dòng)大、噪音大、排量不易改變。葉片泵的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、流量均勻、噪音小、壽命長(zhǎng)； 但對(duì)油液的污染較敏感、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 葉片泵分類（按作用次數(shù)/窗口數(shù)分）： 單作用葉片泵- 吸排油一次/轉(zhuǎn) 雙作用葉片泵- 吸排油兩次/轉(zhuǎn)2022/7/311 2-3 葉 片 泵一、單作用式葉片泵（一）原理、組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤(pán)、殼體；工作原理：轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)離心力（+槽底壓力+附加彈簧

2、力） 葉片貼緊定子內(nèi)表面旋轉(zhuǎn) 形成封閉容積（由于 e的存在）容積變化（通 過(guò)配油盤(pán)）吸/排油；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）定子內(nèi)表面/轉(zhuǎn)子外表面 均為圓柱面（加工工藝 性好）； 2）有偏心距 e（產(chǎn)生排量）； 3）葉片后傾。提問(wèn)1）為什么葉片后傾？（離心 力與摩擦力的合力于葉片 方向接近，利于葉片甩出）2）如何改變排量？演示2022/7/312 2-3 葉 片 泵一、單作用式葉片泵（二）排量和流量解決思路：排量 = 兩葉片間容積變化 葉片數(shù)Z 兩葉片間容積變化 = 最大 - 最小引理：曲線繞曲線外一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲線所掃過(guò)的面積 = 曲線在徑向投 影所得直線轉(zhuǎn)過(guò)同一角度所掃過(guò)的面積；假設(shè)：1）先不計(jì)葉片厚度；

3、2）葉片夾角間的圓環(huán)部分由同心圓構(gòu)成； 兩葉片間容積變化為 葉片夾角2022/7/313 2-3 葉 片 泵一、單作用式葉片泵所以排量為（不考慮葉片厚度）考慮葉片厚度， ，則有流量為（不考慮葉片厚度）理論流量為2022/7/314 2-3 葉 片 泵二、雙作用式葉片泵引出單作用葉片泵的徑向力不平衡（一）雙作用葉片泵工作原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）無(wú)偏心； 2）定子內(nèi)表面非圓柱面； 3）葉片前傾； 4）兩對(duì)配油窗口； 5）兩個(gè)吸排油區(qū)中心對(duì)稱， 偶數(shù)葉片徑向力平衡演示2022/7/315 2-3 葉 片 泵二、雙作用式葉片泵（二）排量和流量 假設(shè)：1）不計(jì)葉片厚度； 2）大弧與轉(zhuǎn)子同心；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每

4、個(gè)葉片間角排油兩次， 考慮葉片厚度 ，實(shí)際流量為瞬時(shí)流量為 書(shū)中有誤2022/7/316 2-3 葉 片 泵二、雙作用式葉片泵（三）定子曲線 曲線的形狀和各段包角流量的均勻性、摩擦力、沖擊、噪音、壽命等 工作曲線 4段，R、r； 條件：不閉死、不連通 所以 R由流量公式確定（先選定r）2. 過(guò)渡曲線（4段） 條件：流量均勻、葉片不脫空、過(guò)渡曲線與工作曲線的聯(lián)結(jié)圓滑（無(wú)硬沖、小軟沖）2022/7/317 2-3 葉 片 泵二、雙作用式葉片泵1）阿基米德螺線見(jiàn)圖2-28， 特點(diǎn)：葉片徑向速度為常數(shù)理論流量均勻； 在AB點(diǎn)加速度為正負(fù)無(wú)窮脫空/沖擊過(guò)渡段包角故葉片相對(duì)轉(zhuǎn)子的徑向速度為 2）等加速曲線

5、前半段加速+后半段減速 考慮初始條件和邊界條件運(yùn)動(dòng)曲線如圖2-29特點(diǎn)：無(wú)硬沖擊，但有軟沖擊雙作用葉片泵平穩(wěn)性好、噪音小、徑向力平衡、但不易變量銜接點(diǎn)2022/7/318（四）葉片安放角受力分析：定子對(duì)葉片的正反力N同葉片的夾角稱為壓力角 ，壓力角 越大，則切向分力T越大，使葉片磨損增大，運(yùn)動(dòng)不靈活，甚至在葉片槽內(nèi)發(fā)生卡死現(xiàn)象。當(dāng)葉片有安放角時(shí)，葉片泵就不允許反轉(zhuǎn)。葉片在轉(zhuǎn)子中，不是沿徑向安裝，而是朝旋轉(zhuǎn)方向前傾 角。設(shè)置葉片安放角目的是減小對(duì)葉片的彎矩及減小對(duì)葉片槽的卡阻和磨損。有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)。2-3 葉 片 泵二、雙作用式葉片泵9 2-3 葉 片 泵三、變量葉片泵（一）限壓式變量泵 1. 原理如圖2-30 定子“不定” 提問(wèn)