第3章 液压动力元件2

1、2022-5-4武汉理工大学机电学院1单作用式叶片泵流量可调节，故称单作用式叶片泵流量可调节，故称变量泵。变量泵。双作用叶片泵流量不可调节，故称双作用叶片泵流量不可调节，故称定量泵。定量泵。 双作用叶片泵因转子旋转一周，双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，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。完成两次吸油和压油而得名。单作用叶片泵转子每转一周，吸、单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。压油各一次，故称为单作用。叶片泵分单作用式和双作用式。叶片泵分单作用式和双作用式。2022-5-4武汉理工大学机电学院2定子曲线定子曲线大半径圆弧、小大半径圆

2、弧、小半径圆弧、过渡曲线。半径圆弧、过渡曲线。 壳体、定子、转子、壳体、定子、转子、叶片、配油盘等组成叶片、配油盘等组成密封容积的形成密封容积的形成在图示位置，叶片在图示位置，叶片2 2、4 4、6 6、8 8（红线位置）将密封容积分成两（红线位置）将密封容积分成两个吸油腔和两个排油腔。个吸油腔和两个排油腔。 dV2dV8 dV4dV2 2022-5-4武汉理工大学机电学院3结论结论 吸、排油同时进行；吸、排油同时进行； 泵一转，每个叶片参加两次吸、排油过程。泵一转，每个叶片参加两次吸、排油过程。故称故称“双作用双作用”。 径向力自成平衡径向力自成平衡配油窗口对称布置；配油窗口对称布置； 配油

3、方式配油方式配油盘配油。配油盘配油。 吸、排油吸、排油原理原理叶片叶片2 2让出体积让出体积dVdV2 2，叶片，叶片4 4压进体积压进体积dVdV4 4， dVdV2 2dVdV4 4，吸油腔体积增大吸油腔体积增大吸油；吸油； 叶片叶片2 2压进体积压进体积dVdV2 2，叶片，叶片8 8让出体积让出体积dVdV8 8， dVdV2 2dVdV8 8，压油腔体积减小压油腔体积减小排油。排油。 叶片叶片4、2、8转到转到3、1、7叶片原位置，结束工作，叶片原位置，结束工作，继之继之1、3、5开始工开始工作，作， 设转子在设转子在dt dt 时间内时间内转过转过dd角度角度 吸油腔吸油腔排油腔排

4、油腔2022-5-4武汉理工大学机电学院4设定子内表面曲线大半径为设定子内表面曲线大半径为R R，小，小半径为半径为r r，半径为，半径为r r0 0，叶片宽度，叶片宽度B B pndtd2BdrRdV)(212022BdrrdV)(212028扇形面积扇形面积 BdrRdVdVdVout)(212282排油腔体积的变化排油腔体积的变化dtdBrRdtdVqoutp)(2122设叶片数为设叶片数为Z Z、厚度为、厚度为b b，则泵一转叶片所占体积为，则泵一转叶片所占体积为 BZrRbVcos)(2pnbZrRrRBqcos222注意到：双作用注意到：双作用 2022-5-4武汉理工大学机电学院

5、52022-5-4武汉理工大学机电学院6 配油盘与转子、叶片之间的间隙配油盘与转子、叶片之间的间隙 叶片叶片b=b=转子厚度转子厚度-（0.0050.0050.010.01） 转子厚度转子厚度= =定子厚度定子厚度- -（0.030.030.040.04） 叶片顶部与定子内表面曲线之间叶片顶部与定子内表面曲线之间接触问题接触问题 在排油腔：叶片顶部受液压作用力，推叶片离开定子内表面；在排油腔：叶片顶部受液压作用力，推叶片离开定子内表面； 在吸油腔：叶片伸出靠离心力甩出，与定子内表面接触；在吸油腔：叶片伸出靠离心力甩出，与定子内表面接触；离心力不足时，容易产生脱空现象，不能构成密封，特别是启动时

6、。离心力不足时，容易产生脱空现象，不能构成密封，特别是启动时。解决措施：叶片底部通压力油！解决措施：叶片底部通压力油！方法：在配油盘上对应于叶片槽底部的地方，开有一个环形槽！方法：在配油盘上对应于叶片槽底部的地方，开有一个环形槽！ 叶片与叶片槽配合间隙叶片与叶片槽配合间隙:0.01:0.010.030.03； 封油区应保证吸、排油腔不能相通。封油区应保证吸、排油腔不能相通。配油盘上吸油窗口之间的密封区的夹角，稍大于叶片之间的夹角配油盘上吸油窗口之间的密封区的夹角，稍大于叶片之间的夹角2022-5-4武汉理工大学机电学院7定子内表面过渡曲线定子内表面过渡曲线等加速等减速曲线，改刚性冲击为柔性冲击

7、等加速等减速曲线，改刚性冲击为柔性冲击概念：刚性冲击概念：刚性冲击加速度为无穷大的冲击；加速度为无穷大的冲击； 柔性冲击柔性冲击加速度为有限值的冲击。加速度为有限值的冲击。 叶片倾角叶片倾角前倾前倾13（有争议的问题，也有争议的问题，也有倾角为有倾角为013）目的目的减小摩擦角，改善叶片受力条件。减小摩擦角，改善叶片受力条件。2022-5-4武汉理工大学机电学院8从封油区进入排油区从封油区进入排油区 减小瞬时液压冲击，减小流量、压力脉动，降低噪声。减小瞬时液压冲击，减小流量、压力脉动，降低噪声。 位置位置作用作用2022-5-4武汉理工大学机电学院9高压叶片泵高压叶片泵 定子的吸油腔部被叶片刮

8、研，造成磨损；定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损； 减少了泵的理论排量；减少了泵的理论排量； 可能引起瞬时理论流量脉动。可能引起瞬时理论流量脉动。 采用浮动配流盘实现端面间隙补偿；采用浮动配流盘实现端面间隙补偿； 减小通往吸油区叶片根部的油液压力（减小通往吸油区叶片根部的油液压力（p p）；）； 减小吸油区叶片根部的有效作用面积。减小吸油区叶片根部的有效作用面积。叶片槽根部全部通压力油带来的副作用叶片槽根部全部通压力油带来的副作用提高双作用叶片泵额定压力的措施：提高双作用叶片泵额定压力的措施：影响了泵的寿命和影响了泵的寿命和额定压力的提高额定压力的提高2022-5-4武汉理工大学机电学院10减

9、小吸油区叶片根部减小吸油区叶片根部有效作用面积有效作用面积阶梯式叶片（阶梯式叶片（s s ）子母叶片（子母叶片（b b ）柱销式叶片柱销式叶片 （b b ）2022-5-4武汉理工大学机电学院11叶片马达叶片马达 进出油口相等，有单独进出油口相等，有单独的泄油口；的泄油口； 叶片径向放置，叶片底叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；部设置有燕式弹簧； 在高低压油腔通入叶片在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。底部的通路上装有梭阀。转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严

10、低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。格的场合。 应用应用 结构特点结构特点2022-5-4武汉理工大学机电学院12n定子定子 内环为圆内环为圆n转子转子 与定子存在偏心与定子存在偏心e e，铣，铣有有z z 个叶片槽个叶片槽n叶片叶片 在转子叶片槽内自由在转子叶片槽内自由滑动，宽度为滑动，宽度为B Bn左、右配流盘左、右配流盘 铣有吸、压铣有吸、压油窗口油窗口n传动轴传动轴基本结构基本结构2022-5-4武汉理工大学机电学院13密封容积的形成密封容积的形成由定子、转子、配油盘等组成。叶片由定子、转子、配油盘等组成。叶片4 4、8 8将密封容积分成两个工作腔。将密封容

11、积分成两个工作腔。 设转子在设转子在dt 时间内转过时间内转过d角度角度 叶片叶片4 4让出体积让出体积dVdV4 4，叶片叶片8 8压进体积压进体积dVdV8 8， dVdV4 4dVdV8 8，吸油腔体积增大吸油腔体积增大吸油；吸油； 叶片叶片4 4压进体积压进体积dVdV4 4，叶片叶片8 8让出体积让出体积dVdV8 8， dVdV4 4dVdV8 8，压油腔体积减小压油腔体积减小排油。排油。 吸油腔吸油腔 排油腔排油腔 叶片叶片4 4、8 8转到转到3 3、7 7叶片原位置，结束叶片原位置，结束工作，继之工作，继之5 5、1 1开始工作，开始工作， 2022-5-4武汉理工大学机电学

12、院14定子半径为定子半径为R R，转子半径为，转子半径为r r，4 4、8 8分别为叶片分别为叶片4 4、8 8的回转半径。的回转半径。 BdrdV)(212244BdrdV)(212288BddVdVdVout)(212min82max484eR maxeR minRBeddV2max扇形面积扇形面积 排油腔体积的变化排油腔体积的变化 注意到注意到 eKneRBdtdeRBdtdVqVp42maxKV单位偏心量理论流量单位偏心量理论流量 结论：结论：改变偏心量的大小即可改变泵的流量改变偏心量的大小即可改变泵的流量变量泵。变量泵。 pndtd22022-5-4武汉理工大学机电学院15外反馈式外

13、反馈式 2022-5-4武汉理工大学机电学院162022-5-4武汉理工大学机电学院17pAKSX0 （pb为限定压力）为限定压力） pkeKqqp10泵的实际流量为泵的实际流量为 pA=KS（X0+X）：）：e，q 0 xKpAxSSKpAxexee000pkKpAKxeKqSqq100)(pkAKKKAKxeKqqSSqq)1 ()(100流量流量压力特性压力特性 泵的工作压力泵的工作压力ppb泵的工作压力泵的工作压力ppb2022-5-4武汉理工大学机电学院18组合机床液压组合机床液压滑台滑台快进快退快进快退低压大流量低压大流量工作进给工作进给高压小流量高压小流量2022-5-4武汉理工

14、大学机电学院19流量流量压力特性曲线压力特性曲线的调节方法的调节方法 偏心调节螺钉（流量调节螺偏心调节螺钉（流量调节螺钉）钉）AB段上下平移；段上下平移； 弹簧预紧力螺钉（压力调节螺弹簧预紧力螺钉（压力调节螺钉）钉）BC段左右平移；段左右平移； 更换弹簧，改变更换弹簧，改变BC段斜率。段斜率。KS，BC段变陡。段变陡。 pc不变，而不变，而pb改变改变 pc和和pb都改变都改变 2022-5-4武汉理工大学机电学院20 2022-5-4武汉理工大学机电学院21 叶片底部通油情况叶片底部通油情况 吸油腔的叶片底部吸油腔的叶片底部通吸油腔压力；通吸油腔压力； 排油腔的叶片底部排油腔的叶片底部通排油腔压力；通排油腔压力