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1、双作用叶片泵结构双作用叶片泵结构第1页/共32页双作用叶片泵结构双作用叶片泵结构第2页/共32页2-3 叶片泵叶片泵一、叶片泵的应用特点：优点 流量均匀，运转平稳，噪声小，体积小，总量轻。中低压一般为8MPa,中高压可达25MPa至32MPa。缺点 对油液的污染较齿轮泵敏感；又因叶片甩出力、吸油速度和磨损等因素的影响，泵的转速不能太大，也不宜太小，一般可在6002500r/min范围内使用；泵的结构也比齿轮泵复杂；吸入特性比齿轮泵差。第3页/共32页双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵工作原理第4页/共32页单作用叶片泵结构单作用叶片泵结构第5页/共32页二、双作用叶片泵的结构特点二、双作用叶片泵
2、的结构特点1、对定子曲线的要求a、（起动时）排油压力为零的条件下叶片不发生“脱空：叶片径向运动的向心惯性力大于随转子旋转时的离心力，叶片就会与定子内表面脱离，称为脱空 叶片不“脱空”的条件（排油过渡曲线区和吸油过渡曲线区都适用）式中 叶片的质量；叶片与过渡曲线接触点的矢径；叶片的长度。上述条件只能是保证排油压力没有建立起来时，依靠离心力形成高、低压腔之间的可靠密封，问题是：叶片途经有压力的排油区，叶片顶部所受的液压力会反推叶片离开定子曲线 第6页/共32页二、双作用叶片泵的结构特点二、双作用叶片泵的结构特点1、对定子曲线的要求b、排油压力建立后叶片不发生“脱空：问题：压力建立起来后叶片途经排油
3、区，叶片顶部所受的液压力会反推叶片离开定子曲线，如何解决？解决办法：将压力油引入叶片底部，平衡叶片顶部的液压力，还有一定的剩余压紧力 存在的问题：叶片经过吸油区时叶片顶部没有液压力，附加的叶片底部的液压力会加剧叶片的磨损。柱销式和子母式叶片机构是常用的解决措施。第7页/共32页1、对定子曲线的要求、对定子曲线的要求c减小冲击、噪声和磨损 叶片径向速度和加速度的变化尽可能小，不应该发生突变，以免产生冲击和噪声。径向速度的突变将使径向加速度为无穷大，这种现象称为“硬冲”，即曲线不能出现突跳式的不连续点。在排油过渡曲线区的“硬冲”会使定子内表面对叶片的推力为无穷大（实际上，由于叶片和定子表面的弹性变
4、形，此值为一个相当大的数），因而产生撞击。径向加速度在数值上有限的突变，称为“软冲”。“软冲”使叶片和定子内表面的压紧力产生突变。过大的“软冲”也是不希望的。第8页/共32页1、对定子曲线的要求、对定子曲线的要求d使泵的排出流量均匀 为了使泵的瞬时流量均匀，叶片数和定子曲线形状的选择应使吸油区过渡曲线上所有叶片径向速度之和在整个运行过程（即不同转角时）中等于或接近常数。第9页/共32页2、常用定子过渡曲线及其特点、常用定子过渡曲线及其特点 修正的阿基米德螺线；正弦加速曲线；等加速等减速曲线；高次曲线。a 等加速、等减速曲线 避免了“硬冲”,仍然存在“软冲”。当叶片径向运动按等加速度、等减速度规
5、律变化时，为了满足叶片不脱空的条件可以允许选用较大的 值，因而可得到较大的 值，产生较大排量。这就是过渡曲线广泛采用等加速度、等减速度曲线的主要原因。第10页/共32页2、定子过渡曲线及其特点、定子过渡曲线及其特点b、高次曲线 叶片泵噪声主要来源于叶片和定子内表面的机械噪声，因此，定子曲线就成了降低叶片泵噪声的关键。希望定子曲线的三阶导数 的变化小，同时满足对一阶导数（及二阶导数（）的要求。采用高次方程曲线可对多个参数进行调整，以满足一定的边界条件，又满足三阶导数特性及兼顾一、二阶导数的变化。第11页/共32页、双作用叶片泵叶片数的选、双作用叶片泵叶片数的选取取从工艺和转子强度考虑，希望叶片数
6、取少为好，满足密封的最少叶片数是6；从转子径向力平衡的观点出发，双作用叶片泵的叶片数应该取偶数；叶片数增加，可使过渡角 增大，叶片不“脱空”的值 可以增加，故可增大过流面积，改善吸油性能，又可使理论流量加大，但流量增大要受到叶片排列拥挤的限制，故要选取适当；流量的均匀性主要取决于吸油区所有叶片的 是否等于常数。第12页/共32页三、双作用叶片泵的设计要三、双作用叶片泵的设计要点点（1）、叶片数和定子曲线的确定 叶片数Z多选12，在流量较小时可取为10，以减少叶片槽的加工量并增加根部强度。当Z12时，定子曲线多用等加速曲线；当值比较小时也可用正弦加速曲线，可消除“软冲”点；Z10时可选用修正的等
7、加速（或正弦加速）修正曲线，以使流量均匀。第13页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点 （2）、叶片厚度 在最大压力下（一般为额定压力的1.25倍），叶片厚度应有足够的强度和刚度。在强度和工艺条件允许的情况下应尽量减薄叶片，以使其底端面积减小，从而减小叶片对定子的压紧力。根据工艺条件，一般取S=（1.82.5）mm。第14页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点（3）、叶片径向高度 为了避免卡死，叶片留在槽内的最小高度，不应小于叶片径向高度L 的 。第15页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点（4）、转子半径和轴向宽度
8、（a）转子半径转子半径由花键轴颈 和叶片高度 根据叶片槽根部的强度确定，通常可取（b）轴向宽度增加轴向宽度可减少端面泄漏的比例，使容积效率增加；但轴向宽度的增加会加大配油窗口的过流速度，在设计中，可取值为式中 定子小半径。最终经验算油窗口的流速不要超过69m/s，确定轴向宽度值 第16页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点（5)、定子短半径和长半径的计算 小圆弧半径一般取 mm，根据选用的过渡曲线不“脱空”条件的最大值 ，可初步确定长半径，然后由排量计算公式校核设计排量与要求达到排量（设计参数）的误差不超过5%。第17页/共32页（5）定子短半径和长半径的计算）定子短
9、半径和长半径的计算 增大定子曲线的大、小圆弧半径之差（R-r）可以增大泵的排量。但是，增大值受到以下条件的制约：a、叶片和转子体强度的制约 （R-r）值越大，则叶片伸出转子体的部分越长，液压力产生的弯曲力矩越大，因而叶片受力情况恶化，转子体强度下降。b、叶片对定子不“脱空”条件的制约 为保证叶片不脱空，必须满足式 。在确定过渡曲线区叶片速度变化规律时，值 与过渡曲线始点和终点的矢径差值及其对应的中心角大小有关。（R-r）值越大，则 值也越大，不利于保证不脱空条件。值还与过渡曲线上的叶片径向运动速度变化规律有关。计算分析表明，当叶片径向运动按等加速度、等减速度规律变化时，为了满足式不“脱空”条件
10、可以允许选用较大的 值，因而可得到较大的（R-r）值，产生较大排量。这就是过渡曲线广泛采用等加速度、等减速度曲线的主要原因。第18页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点（6）、配流盘的计算a、配流盘的封油角取为式中 叶片厚度；减振槽尖角处的位置半径。减振槽的范围角据经验一般 取。b、配流盘进出油口的流速限制 配流窗口的面积要足够大，过流速度要限制在6m/s以下为好，最大不超过9m/s。流速过高时可双向开进油孔，以增加过流面积。第19页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点(7)、主要零件的材料与技术要求a、定子材料：GCr15，Cr12MoV或
11、38CrMoAl热处理：淬火HRC60；38CrMoAl氮化HRC6570加工要求：端面平行度0.002mm；内柱面与端面的垂直度0.008mm；内孔粗糙度0.40.1m。第20页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点（7）、主要零件的材料与技术要求b、转子 材料：40Cr、20Cr或12CrNi3 热处理：HRC5060，20Cr和12CrNi3要渗碳淬火。加工要求：转子宽度比定子宽度小0.020.04mm；端面平行度0.003mm；端面粗糙度0.20.1m；叶片槽平行度0.01mm；叶片槽粗糙度0.20.1m。第21页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶
12、片泵的设计要点 7、主要零件的材料与技术要求C、叶片 材料：高速钢W18Cr4V 热处理：淬火HRC6064、回火。加工要求：叶片与转子槽的配合间隙0.010.02mm；叶片宽度比转子宽度小0.01mm;叶片需要研磨；滑动面的粗糙度0.1m；叶片与槽的间隙为0.010.02mm。第22页/共32页三、双作用叶片泵的设计要点三、双作用叶片泵的设计要点 7、主要零件的材料与技术要求d、配流盘材料：青铜或HT30-54加工要求：表面粗糙度0.2m。e、泵体及其他泵体材料：HT30-54传动轴材料：40Cr，热处理HRC48第23页/共32页四、单作用叶片泵的结构特四、单作用叶片泵的结构特点点第24页
13、/共32页单作用叶片泵的结构特点单作用叶片泵的结构特点第25页/共32页单作用叶片泵与双作用叶片泵的区单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别别单作用：1、单数叶片（使流量均匀）2、定子、转子和轴受不平衡径向力，工作压力受限制3、叶片底部的通油槽采取高压区通高压、低压区通低压，以使叶片底部和顶部的受力平衡，叶片靠离心力甩出。4、有困油现象双作用：1、双数叶片（使流量均匀）2、定子、转子和轴受平衡径向力3、叶片底部的通油槽均通以压力油（定子曲线矢径的变化率较大，在吸油区外伸的加速度较大，叶片的离心力不足以克服惯性力和摩擦力）第26页/共32页内反馈限压式变量叶片泵内反馈限压式变量叶片泵第27页/共32页内反馈限压式变量叶片泵内反馈限压式变量叶片泵第28页/共32页内反馈限压式变量叶片泵内反馈限压式变量叶片泵第29页/共32页外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵第30页/共32页外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页