液壓元件與系統(tǒng) 第3版 教學課件 李壯云 4-第四章葉　片　泵

1、ZW 主編第四章葉片泵第一節(jié)雙作用葉片泵的工作原理和工作特點第二節(jié)雙作用葉片泵的排量、流量計算第三節(jié)雙作用葉片泵的定子曲線第四節(jié)高壓雙作用葉片泵的結構特點第五節(jié)雙作用葉片泵主要結構參數(shù)的確定第六節(jié)變量葉片泵第一節(jié)雙作用葉片泵的工作原理和工作特點一、雙作用葉片泵的工作原理二、雙作用葉片泵的工作特點一、雙作用葉片泵的工作原理圖4-1YB1型雙作用葉片泵簡圖1、9軸承2、7配流盤3傳動軸4轉子5定子6、8泵體10蓋板11密封圈12葉片一、雙作用葉片泵的工作原理圖4-2雙作用葉片泵的工作原理圖二、雙作用葉片泵的工作特點1)由于定子內表面采用了兩對不等徑的圓弧工作曲線，很好地保證了雙作用葉片泵輸出流量的

2、均勻性，因而振動和噪聲小，工作平穩(wěn)。2)高、低壓腔各自成對地對稱分布，轉子受到的徑向力是平衡的，軸承的工作壽命長。3)葉片頂部在定子表面滑動，產(chǎn)生磨損后可以自動補償，可以長時間保持較高的容積效率。mm，如果油液不經(jīng)過很好的過濾，不僅會使葉片受到磨損，甚至可能導致葉片卡死，造成事故。第二節(jié)雙作用葉片泵的排量、流量計算一、瞬時流量二、理論流量和理論排量一、瞬時流量(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)二、理論流量和理論排量(4-10)(4-11)(4-12)(4-13)第三節(jié)雙作用葉片泵的定子曲線一、幾種過渡曲線的分析對比二、滿足低噪聲要求的高次方過渡曲線第三節(jié)雙作用葉片泵的定子曲線圖4-3雙作

3、用葉片泵的定子曲線一、幾種過渡曲線的分析對比1.阿基米德螺旋線(圖4-5a)2.等加速等減速曲線(圖4-5b)1.阿基米德螺旋線(圖4-5a)圖4-5幾種典型的過渡曲線a)阿基米德螺旋線b)等加速等減速曲線c)正弦加速度曲線2.等加速等減速曲線(圖4-5b)圖4-6工作圓弧與過渡曲線的銜接a)硬沖擊的定子曲線b)軟沖擊的定子曲線(4-14)(4-19)(4-26)二、滿足低噪聲要求的高次方過渡曲線多年來一直在探求在高壓葉片泵中使用具有以下特點的過渡曲線：1)有較好的速度特性，其v能保證均勻的流量。2)有較好的加速度特性，其amax小，允許采用較大的R/r值。3)有較好的控制葉片振動的特性，既不

4、允許J值出現(xiàn)，以避免硬沖擊和軟沖擊，也不允許出現(xiàn)J值過大，否則也會激發(fā)葉片的振動。1.典型高次方曲線2.非對稱6次曲線3.完全無沖擊低噪聲8次曲線二、滿足低噪聲要求的高次方過渡曲線圖4-7高次方過渡曲線特性a)典型高次方曲線b)非對稱6次曲線c)完全無沖擊低噪聲8次曲線(4-36)(4-37)(4-38)(4-39)(4-40)第四節(jié)高壓雙作用葉片泵的結構特點一、葉片泵高壓化面臨的三個主要問題二、幾種采用特殊葉片結構的高壓葉片泵三、帶減壓閥的雙作用高壓葉片泵一、葉片泵高壓化面臨的三個主要問題2.減少泄漏，提高葉片泵的容積效率1)采用子母葉片、柱銷葉片、雙葉片、階梯葉片、彈簧葉片等特殊的葉子頂出

5、壓緊結構，目的是減小葉片根部承受油壓力的有效面積，以減小將葉片頂出的液壓推力。2)在葉片泵內設置減壓閥，降低作用在吸油區(qū)葉片根部的壓力。3)改進葉片頂部的輪廓形狀，合理選擇配對材料，提高葉片-定子這對摩擦副的耐磨性能。圖4-8浮動配流盤結構1浮動配流盤2彈簧3定子4轉子2.減少泄漏，提高葉片泵的容積效率葉片泵內泄漏主要有三個途徑：一是配流盤與轉子、葉片之間的軸向間隙，二是葉片與葉片槽的側面間隙，三是葉片與定子內表面的接觸線。其中軸向間隙的泄漏最為主要。噪聲是伴隨著葉片泵高壓高速化出現(xiàn)的又一嚴重問題。正如前一節(jié)所分析的那樣，減輕葉片與定子之間的振動撞擊、降低機械噪聲的主要措施是改進定子曲線，有效

6、控制葉片的運動。二、幾種采用特殊葉片結構的高壓葉片泵圖4-9子母葉片結構原理圖1轉子2定子3母葉片4壓力油通道5中間壓力油腔6壓力平衡孔7子葉片圖4-10柱銷葉片結構原理圖1定子2葉片3徑向孔4阻尼孔5葉片底部容腔6柱銷7環(huán)形油腔8轉子(1)階梯葉片泵階梯葉片的應用早于子母葉片，其原理如圖4-11所示。(2)彈簧葉片泵彈簧壓緊式葉片也是一種早期開發(fā)的葉片頂出壓緊結構，其原理如圖4-12所示。(3)雙葉片泵雙葉片的結構原理如圖4-13所示。(1)階梯葉片泵階梯葉片的應用早于子母葉片，其原理如圖4-11所示。圖4-11階梯葉片工作原理圖(2)彈簧葉片泵彈簧壓緊式葉片也是一種早期開發(fā)的葉片頂出壓緊結

7、構，其原理如圖4-12所示。圖4-12彈簧葉片原理圖(3)雙葉片泵雙葉片的結構原理如圖4-13所示。圖4-13雙葉片結構原理圖1定子2轉子3、4葉片三、帶減壓閥的雙作用高壓葉片泵圖4-14帶減壓閥的雙作用葉片泵工作原理圖第五節(jié)雙作用葉片泵主要結構參數(shù)的確定(1)定子小圓弧半徑r及大圓弧半徑R(2)大、小圓弧的幅角1和2(3)過渡曲線的幅角(1)定子小圓弧半徑r及大圓弧半徑R(2)大、小圓弧的幅角1和2圖4-15定子過渡曲線的延長(3)過渡曲線的幅角(4-46)(4-47)(4-48)(1)葉片數(shù)z(2)葉片的長度l(沿轉子槽輻射方向) (3)葉片厚度s(1)葉片數(shù)z通常取z=812。z過小，定

8、子過渡曲線對應的幅角小，吸油腔、壓油腔空間小，過流面積小，容易造成吸空并使壓油阻力增大。 (2)葉片的長度l(沿轉子槽輻射方向)為使葉片在轉子槽內運動靈活，葉片伸縮時留在轉子槽內的最小長度應不小于葉片總長的2/3。所以應取(3)葉片厚度s葉片厚度應保證在最大壓力下工作時具有足夠的抗彎強度和剛度。在強度和轉子槽制造工藝條件允許的前提下，應盡量減小葉片厚度，以減小葉片根部承受壓力作用的面積，減輕對定子的壓緊力。 圖4-16葉片前傾時的壓力角a)壓油區(qū)b)吸油區(qū)1)忽視了雙作用葉片泵的葉片在吸油區(qū)和壓油區(qū)的受力情況大不相同，特別是吸油區(qū)葉片受力比壓油區(qū)大得多，錯誤地把改善葉片受力的著眼點放在壓油區(qū)而

9、不是吸油區(qū)。2)在分析定子對葉片頂部的作用力時，未考慮摩擦力的影響，計算有害的橫向分力Ft時，不是以反作用合力F為依據(jù)，而是以法向接觸反力Fn為依據(jù)，因而得出壓力角越小越好的錯誤結論。(1)轉子半徑r0(2)轉子軸向寬度B(1)轉子半徑r0轉子半徑r0應考慮花鍵軸孔尺寸和葉片長度l，然后校核轉子槽根部的強度。初選時可?。?-50）(2)轉子軸向寬度B轉子軸向寬度B與流量成正比。進行系列設計時，確定了徑向尺寸R、r、r0之后，取不同的寬度B，可獲得一組排量規(guī)格不同的葉片泵。 (1)配流盤封油區(qū)夾角0(2)配流窗口及流速限制(1)配流盤封油區(qū)夾角0圖4-17配流盤的封油區(qū)夾角(2)配流窗口及流速限

10、制圖4-18V形槽尺寸參數(shù)第六節(jié)變量葉片泵一、單作用葉片泵的工作原理及排量、流量計算二、單作用變量葉片泵的變量方式及原理一、單作用葉片泵的工作原理及排量、流量計算圖4-19單作用葉片泵的工作原理圖1轉子2定子3葉片圖4-20單作用葉片泵排量分析圖（4-52）（4-53）（4-54）（4-55）（4-59）（4-60）（4-61）（4-62）二、單作用變量葉片泵的變量方式及原理1.利用定子內側不平衡液壓力實現(xiàn)變量(內反饋式)2.利用葉片泵出口壓力和控制活塞實現(xiàn)變量(外反饋式)1.利用定子內側不平衡液壓力實現(xiàn)變量(內反饋式)圖4-21內反饋式變量葉片泵原理圖1壓力調節(jié)螺栓2調壓彈簧3流量調節(jié)螺栓4支承滑塊5定子6轉子1.利用定子內側不平衡液壓力實現(xiàn)變量(內反饋式)圖4-22內反