第六講葉片泵齒輪泵

第六講—葉片泵

前面學(xué)習(xí)知道柱塞泵徑向尺寸大，特別是每?jī)芍g的扇形面積沒有充分利用，那么在徑向柱塞泵這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上有沒有新的設(shè)想呢？?jī)?yōu)點(diǎn):流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、體積小、重量輕。缺點(diǎn):抗污染能力較差，對(duì)油液的清潔度要求較高,制造工藝較復(fù)雜。

第六講—葉片泵第六講—葉片泵（單作用非卸荷變量）單作用葉片泵工作原理1—壓油口;2—轉(zhuǎn)子;3—定子;4—葉片;5—吸油口一、工作原理圖為單作用葉片泵的工作原理。泵由轉(zhuǎn)子2、定子3、葉片4和配流盤等件組成。定子的內(nèi)表面是圓柱面，轉(zhuǎn)子和定子中心之間存在著偏心，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力以及葉片根部油壓力作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子便形成了一個(gè)密封的工作腔。

泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，吸油、壓油各一次，故稱單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子單方向受力，軸承負(fù)載大。（非卸荷）改變偏心距，可改變泵排量，形成變量葉片泵。

第六講—葉片泵（單作用非卸荷變量）二、單作用葉片泵的平均流量計(jì)算第六講—葉片泵（單作用非卸荷變量）第六講—葉片泵（單作用非卸荷變量）理論流量：qt=vn=2πBeDn實(shí)際流量：q=qtηv=2πBeDnηv

結(jié)論：1)qt=f(幾何參數(shù)、n、e)2）∵n=ce變化q≠C∴變量泵e=0q=0

大小變化，流量大小變化

e<故單作用葉片泵可做雙向變量泵

方向變化，輸油方向變化∵單作用葉片泵定、轉(zhuǎn)偏心安裝∴其容積變化不均勻故有流量脈動(dòng)，葉片應(yīng)取奇數(shù)一般13∽15三、限壓式變量葉片泵變量葉片泵有內(nèi)反饋式和外反饋式兩種1限壓式內(nèi)反饋?zhàn)兞咳~片泵1-壓力調(diào)節(jié)螺栓2-調(diào)壓彈簧3-流量調(diào)節(jié)螺栓4-支承滑塊5-定子6-轉(zhuǎn)子

內(nèi)反饋式變量泵操縱力來自泵本身的排油壓力，內(nèi)反饋式變量葉片泵配流盤的吸、排油窗口的布置如右圖。

第六講—葉片泵（限壓式變量）

由于存在偏角，排油壓力對(duì)定子環(huán)的作用力可以分解為垂直于軸線的分力F1及與之平行的調(diào)節(jié)分力F2，調(diào)節(jié)分力F2與調(diào)節(jié)彈簧的壓縮恢復(fù)力、定子運(yùn)動(dòng)的摩擦力及定子運(yùn)動(dòng)的慣性力相平衡。定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的偏心距、泵的排量大小可由力的相對(duì)平衡來決定，變量特性曲線如圖所示。第六講—葉片泵（限壓式變量）當(dāng)泵的工作壓力所形成的調(diào)節(jié)分力F2小于彈簧預(yù)緊力時(shí)，泵的定子環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)子的偏心距保持在最大值，不隨工作壓力的變化而變，由于泄漏，泵的實(shí)際輸出流量隨其壓力增加而稍有下降，如上圖中AB段。

定量段，變量壓力小于彈簧預(yù)壓力開始變量點(diǎn)變量段，變量壓力大于彈簧預(yù)壓力當(dāng)泵的工作壓力P超過PB后，調(diào)節(jié)分力F2大于彈簧預(yù)緊力，使定子環(huán)向減小偏心距的方向移動(dòng)，泵的排量開始下降（變量）。改變彈簧預(yù)緊力可以改變曲線的B點(diǎn)；調(diào)節(jié)最大流量調(diào)節(jié)螺釘，可以調(diào)節(jié)曲線的A點(diǎn)。第六講—葉片泵（限壓式變量）

上述內(nèi)反饋式變量葉片泵的變量操縱力完全由調(diào)壓彈簧承受，故變量控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能較差，壓力越大，響應(yīng)性能越差。另外，由于吸油腔、壓油腔偏轉(zhuǎn)，使葉片泵的有效排量減少，流量脈動(dòng)增大。因此，這種內(nèi)反饋方式一般只用于壓力小于7.0MPa的經(jīng)濟(jì)型小排量葉片泵。國(guó)產(chǎn)YBN型限壓式變量泵屬于內(nèi)反饋式變量泵，其最大壓力為7.0MPa，最大排量為40Ml/r.第六講—葉片泵（限壓式變量）（2）限壓式外反饋?zhàn)兞咳~片泵實(shí)踐證明：只是簡(jiǎn)單地由彈簧力直接平衡使定子移動(dòng)的液壓力，結(jié)果變量控制很不靈敏，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能差，而且不能承受高壓。彈簧力直接平衡液壓力第六講—葉片泵（雙作用定量葉片泵）一、工作原理圖2.12雙作用葉片泵工作原理1—定子；2—壓油口；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口

雙作用葉片泵的原理和單作用葉片泵相似，不同之處只在于定子內(nèi)表面是由兩段長(zhǎng)半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同心的。

第六講—葉片泵（雙作用定量葉片泵）圖2.12雙作用葉片泵工作原理1—定子；2—壓油口；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口圖中，當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，為吸油區(qū)，在左下角和右上角處逐漸減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)將吸、壓油區(qū)隔開。第六講—葉片泵（雙作用定量葉片泵）圖2.12雙作用葉片泵工作原理1—定子；2—壓油口；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口

這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)密封工作腔完成吸油和壓油動(dòng)作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。又因?yàn)槲?、壓油口?duì)稱，徑向力平衡，所以稱卸荷式。第六講—葉片泵（雙作用定量葉片泵）二、雙作用葉片泵的平均流量計(jì)算式中 ：

R—定子長(zhǎng)半徑；

r—定子短半徑；B—轉(zhuǎn)子厚度。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，兩葉片間吸油兩次，排油兩次，每次容積為M；當(dāng)葉片數(shù)為Z時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)一周所有葉片的排量為2Z個(gè)M容積，若不計(jì)葉片幾何尺度，此值正好為環(huán)行體積的兩倍。故泵的排量為：平均流量為：

第六講—葉片泵（雙作用定量葉片泵）qt=f(幾何參數(shù)、n)∵n=cqt=C∴雙作用葉片泵為定量泵雙作用葉片泵仍存在流量脈動(dòng)，當(dāng)葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)的流量脈動(dòng)較小故通常取葉片數(shù)為12或16。

第六講—齒輪泵一、外嚙合齒輪泵的工作原理組成:

前、后泵蓋，泵體，一對(duì)z、m、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪。第六講—齒輪泵第六講—齒輪泵外嚙合齒輪泵的工作原理密封容積形成—齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成

齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化

<

齒輪進(jìn)入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開—兩齒輪嚙合線及泵蓋(動(dòng)畫齒輪泵原理圖)第六講—齒輪泵第六講——齒輪泵外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z，模數(shù)為m，節(jié)圓直經(jīng)為d，有效齒高為h，齒寬為b時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有d=mz，h=2m，齒輪泵的排量近似為實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此,在實(shí)際計(jì)算中用3.33~3.50來代替上式中值，齒數(shù)少時(shí)取大值。齒輪泵的排量為二、外嚙合齒輪泵的流量計(jì)算∵齒輪嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)位置瞬間變化，其工作容積變化率不等∴瞬時(shí)流量不均勻—即脈動(dòng)，計(jì)算瞬時(shí)流量時(shí)須積分計(jì)算才精確，比較麻煩，一般用近似計(jì)算法。第六講——齒輪泵齒輪泵的流量計(jì)算第六講——齒輪泵瞬時(shí)流量∵每一對(duì)輪齒嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)位置變化引起瞬時(shí)流量變化∴出現(xiàn)流量脈動(dòng)流量脈動(dòng)結(jié)果：引起系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。第六講——齒輪泵三、外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)要點(diǎn)困油現(xiàn)象及其消除措施徑向作用力不平衡泄漏第六講——齒輪泵原因：齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)必須大于1，即至少有一對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合（有時(shí)可有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合），因此，在工作過程中，就有一部分油液困在兩對(duì)輪齒嚙合時(shí)所形成的封閉油腔之內(nèi)，如圖所示，這個(gè)密封容積的大小隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而變化（一）困油現(xiàn)象及其消除措施第六講——齒輪泵圖(a)到(b)，密封容積逐漸減小p↑高壓油從一切可能泄漏的縫隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動(dòng)，同時(shí)無功損耗增大，油液發(fā)熱圖(b)到(c)，密封容積逐漸增大p↓形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動(dòng)、噪聲、

圖（c）到（d），密封容積又會(huì)減小p↑如此產(chǎn)生了密封容積周期性的增大減小現(xiàn)象：危害：困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并引起振動(dòng)和汽蝕，同時(shí)降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性和使用壽命。第六講——齒輪泵第六講——齒輪泵（二）徑向作用力不平衡徑向不平衡力的產(chǎn)生：液壓力液體分布規(guī)律：從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞增

,因此，齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用.徑向力不平衡危害:使泵軸彎曲，同時(shí)也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。改善措施:縮小壓油口使壓油腔的壓力僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)增大泵體內(nèi)表面和齒頂間隙;開壓力平衡槽，會(huì)使容積效率減小第六講——齒輪泵第六講——齒輪泵（三）泄漏齒側(cè)泄漏—

約占齒輪泵總泄漏量的5%徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%~25%端面泄漏*

—約占齒輪泵總泄漏量的75%~80%

總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。因此，為了提高齒輪泵的壓力和容積效率，實(shí)現(xiàn)齒輪泵的高壓化，需要從結(jié)構(gòu)上來取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。第六講——齒輪泵泄漏的補(bǔ)償措施自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置（靜壓平衡措施）：在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)