叶片泵论文笔记

1、一、叶片泵的磨损论文一：2000叶片泵磨损机理及修复方法叶片泵工作时，定子承受叶片巨大地冲击力和摩擦力，定子呈振纹状态磨损，转子和配流盘均受配合间隙和油液清洁度影响，容易发生端面摩擦而造成金属拉伤磨损。泵工作时，由于离心力作用（单作用。）叶片始终紧贴定子椭圆形内侧面运动，此时，定子、转子、叶片及两配流盘形成多个密封工作容积，组成密封容积的零件均承受复杂的作用力和摩擦力，使他们发生不同的拉伤磨损。定子呈波浪振文磨损振纹磨损：由于定子工作面是不规则曲面，叶片沿着定子曲面运动至形状突变处，产生很大的加速度，叶片对定子发生硬冲作用，同时发生金属接触摩擦；液压系统中存在空气，叶片对定子存在波动冲击；叶片

2、接触定子的端面像一把锋利的小刀，端面接触应力很大。高频而大的冲击和摩擦使定子曲面发生波浪形振纹磨损，在压油口周围振纹最大。转子和配油盘大多是端面磨损拉伤。由于转子叶片几乎是等高的，他们与定子的高度差（配合间隙）只有0.010.04mm左右，因此，发生拉伤的原因有：1）油液中带有磨削微粒进入间隙内，2）油温升高，工作间隙减小，3）零件刚性差，工作压力大变形，4）轴承磨损，转动精度下降。实际上，叶片泵的失效形式并非都是定子、转子、叶片和配流盘同时损坏，只要其中一种零件磨损或拉伤，油泵的压力将会下降。二双作用叶片泵工作原理 图1-1 双作用叶片泵工作原理 Double-acting vane pum

3、p principle of work 1定子；2吸油口；3转子；4叶片；5压油口 如图1-1所示。它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，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。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。 定子内表面近似

4、为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和建压后>根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再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槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心

5、夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数即叶片数应当是双数，双作用叶片数一般取为4的倍数，常取12或16.二、关于困油现象的讨论和一些个人看法已知结论：单作用叶片泵存在困油现象，双作用叶片泵不存在困油现象。那么什么是困油现象呢？困油现象：齿轮泵要平稳地工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，即总是有两对齿轮同时啮合。这就有一部分油液被围困。在两对齿轮所形成的封闭腔内，如右图所示。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小（由右图的a到b），以后又逐渐增大（由右图的b到c）。封闭容积形成前与压油腔相通，封闭容积减小会使被困油液受挤

6、而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，齿轮轴承等机件也受到周期性的压力冲击。封闭容积增大又会造成局部真空，使油产生气穴，引起噪声、震动和气蚀。这就是齿轮泵的困油现象。由此联想可知叶片泵的困油现象，下面分别对叶片径向布置时两种叶片泵的困油现象进行分析：1为什么双作用叶片泵不存在困油现象：上图配流盘左右两侧为吸油窗口，上下两侧为压油窗口。eb为了保证叶片泵工作时吸、压油腔不发生沟通，侧板配流盘上的吸油窗口和排油窗口之间的间隔所对应的圆心角必须大于或等于相邻两叶片之间的圆心角 。Z为叶片个数。这样，当叶片尚未进入排油窗时，叶片2已脱离吸油窗，才能处吸、压油腔不互相连通。避免造成严重漏泄。定子圆弧

7、段圆心角(e)应大于等于配油盘上密封区圆心角() ，否则产生困油现象。两相邻叶片、定子、转子及两侧配流盘构成密闭容积，此密闭容积在封油区内由吸油腔转动到压油腔的过程，正好处于定子的大小半径圆弧段内（转动中心为两个圆弧的圆心），故此过程中密闭容积大小不变，所以双作用叶片泵不存在困油现象 小贴士：（加工误差安装误差产生的轻微困油）双作用式叶片泵中，每个密封工作容积，在通过定子长半径圆弧和短半径圆弧处的封油区时，照理是不会发生困油现象的；但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不可能做得很准确，因此仍可能出现轻微的困油现象。这种困油现象虽然不像齿轮泵那样严重，但也会造成液压冲击，振动和流量不均匀等危害。为

8、克服由困油现象产生的危害，其解决办法是：将配油盘的排油窗口，在叶片从封油区进入排油区的一边，开一个三角形截面的三角槽，用以减小油腔中压力突变、降低输出压力的脉动和噪声。原来包围在叶片、转子、定子和配油盘之间的封闭油液，在它从吸油腔进入封油区(即长半径圆弧处)时，其压力基本上与吸油压力相同；可是，当转子继续转过一个微小角度，使这部分油液突然与排油腔相通时，油液压力发生突变，猛升到输出压力，引起体积变化(体积收缩)，排油腔中的油倒流进来，使泵的瞬时流量突然变小，加大了泵的压力脉动、流量脉动和噪声。当配油盘上开了三角槽以后封闭的油液在还没有接通排油腔之前就通过三角槽与压力油相连，使其压力逐渐上升，这

9、样就使泵的压力脉动、流量脉动和噪声都降下来了。P1 P22、单作用叶片泵的困油现象：（以下为个人想法，有待商榷）三个叶片0、1、2.由相邻两叶片1、2的所处的三个特殊位置分析其中的一个叶片1两侧的液压力变化情况。、 处于如图1-2位置时，叶片1恰好处于吸油腔边界，此时叶片1左右两侧压强相等，即P=P吸 、 处于1-2位置时，中心线恰好为10 2的角平分线，此时密闭容积最大Vmax，其中的油液压强最小Pmin。即，从1-2到1-2位置的过程中，叶片外伸，密闭容积不断增大，油液压强不断减小。、 处于1-2位置时，叶片2刚好处于压油腔边界。 从1-2到1-2的过程中，叶片收缩，密闭容积不断减小，密闭

10、容积内的油液压强不断增大。 注意： （1）、 以上三个过程中，叶片0始终处于吸油腔，故叶片1右侧的压强始终为P吸 。（某篇论文中提到一般角与角的比值称为遮盖比，通常取遮盖比为1.1，这也充分说明叶片0在吸油腔，）（2）、 密闭容积先增大后减小。密闭容积形成前与吸油腔相通，封闭容积增大会造成局部真空，使油产生气穴，引起噪声、震动和气蚀。封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，叶片和转子轴承等机件也受到周期性的压力冲击。这就是单作用叶片泵的困油现象。（3）、同双作用叶片泵一样，在封油区，定子曲线也为圆弧（实际上整个定子曲线就是一个整圆），但是由于存在偏心距，回转中心不

11、是定子圆心，故而密闭容积在封油区转动时，其大小是变化的。而对双作用叶片泵，密闭容积在封油区的转动中心就是定子上大小两个圆弧的圆心，所以密闭容积的大小是不变的。（4）、 由于定子曲线为圆，且在我们讨论的封油区中沿中心线对称分布，故叶片在中心线两侧对称位置的伸缩量是相等的，也即密闭容积在封油区中心线两侧的对称位置处转过相同角度时，密闭容积的变化量是相等的（吸油区增大多少，压油区就减小多少）。所以在这儿我们可以大胆推断密闭容积V和密闭容积中油液压力P的变化曲线如下：讨论单作用叶片泵困油现象的现实意义：由叶片的受力分析可知，定子内圆对叶片顶部的接触反作用力N1和相应的摩擦力F1、以及叶片伸出部分两侧面

12、所受的液压力FP是造成叶片槽对叶片的接触反作用力N2、N3和摩擦力F2、F3的主要原因。其中F1 =f*N1 ; F2=f*N2 ; F3=f*N3N1、F1、的横向分力和FP的合力使叶片靠向转子槽一侧并形成转子槽对叶片的接触反力N2、N3和摩擦阻力F2、F3见图3-2>，对叶片的自由滑动十分不利，严重时将会造成转子槽的局部磨损，导致泄漏增加，甚至因摩擦力太大而使叶片被咬住不能伸缩滑动。此外，还使叶片悬伸部分承受弯矩作用，假如力过大，或者叶片悬伸过长，叶片还有可能折断。因此，的存在对叶片泵的寿命和效率都很不利，所以有必要通过某些途径来减小 目前，已经有很多论文集中在讨论怎样减小N1 、F

13、1的横向分力上，得得出的结论是当叶片泵的叶片径向布置时，即叶片倾角为零时，N1 、F1的横向分力最小。（实际上传统观点认为双作用泵叶片沿旋转方向前倾100到140.而单作用叶片泵叶片倾角后倾200-30 0.）因为液压力变化的因素比较复杂，涉及到通过改变FP而减小的讨论还比较少。因此由单作用叶片泵的困油现象，假设取遮盖比为1.1，我们可以知道密闭容积V和压强P的变化规律。如果能够求密闭容积的大小（V是转角wt的函数），进而由公式FP=(P1-P2)*L*B 可求出FP（也是wt的函数）。做出V和FP关于wt的曲线。其中P1-P2为叶片两侧的压力差，L为叶片伸出叶片槽的长度，B为叶片的宽度。分别

14、取不同的遮盖比，得到一系列曲线。比较那个变化更平缓，而且最大FP、平均FP更小。就可得出最佳的遮盖比。（通过改变遮盖比这个参数只是其中一个方法，也不是最好的途径，因为到目前我不知道这个参数是出自何处，遮盖比是经验数值还是已成一套理论尚不得而知）。正如之前尹老师所言，始终要把握一条主线：弄清主要的失效形式，围绕导致失效形式的力，想办法怎样么通过一些途径（比方说改变参数或者改变材料或者改变结构）来减小这个力。遇到的一些问题1、 不管是受力分析，还是对于叶片泵的理解也好，经常会纠结于一些具体摩擦副零件的结构（功能实现）和尺寸问题，比如说偏心距，定转子半径等等设计参数是多少？汽车转向液压系统常用的叶片泵是那种，什么型号？配流盘的具体结构，以及怎么实现给叶片槽底部供油？（单作用式叶片槽底部分别通油，双作用式叶片槽底部全通压油腔）找不到关于叶片泵设计方面的资料，不知道一些具体的参数是怎么来的，就比如刚才的遮盖比。2、 阅读论文的过程中有时候会遇到一些关于数学计算方面的问题，理解起来