单作用叶片泵

 

1．工作原理

图 A所示为单作用式叶片泵的工作原理。它主要由转子1、定子2、叶片3、泵体4和配油盘5等零件组成。定子2的内表面为圆柱形，转子1上有均匀分布的径向窄槽，叶片3安装在槽内，可在槽内滑动，转子和定子偏心安装。在配油盘上开有两个腰形的配流窗口，其中一个与吸油口相通，另一个与压油口相通。叶片3在压油区依靠离心力和槽底压力油的作用下，紧贴在定子内壁上，而在吸油区，则只在离心力的作用下使叶片3顶部紧贴在定子内壁上。这样，两相邻的叶片、定子内表面、转子外表面和两端配油盘间构成了若干密封的工作容积。当转子按图示方向旋转时，右上部的叶片逐渐伸出，叶片间的工作容积也逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下，经配油盘上的吸油窗口进入密封工作容积，完成了泵的吸油过程。在图的左部，叶片被定子表面逐渐压回槽中，工作容积逐渐减小，将液压油油液经配油盘上的压油窗口排出，完成了泵的压油过程。这种泵的转子每转一周，每个工作容积完成一次吸、压油过程，因此称为单作用式叶片泵。因这种泵的转子受有单向的径向不平衡力，故又称为非平衡式叶片泵。如改变定子和转子之间的偏心距，便可改变泵的排量而成为变量泵。

 

2．排量和流量计算

如图B所示，单作用式叶片泵的转子每转一周时，每两相邻叶片间的密封容积变化量为V₁-V₂ 。若近似把AB和CD看作是核心为O₁的圆弧，设定子内径为D，则这两弧的半径分别为(D/2+e)和(D/2-e)。设转子的直径为d，叶片宽度为b，叶片数为z，两相邻叶片的夹角为β₀则有

V₁=π[（+e）²-（）²]b      （A）

V₁=π[（-e）²-（）²]b      （B）

由以上三式可得出泵的排量V计算式为

V=（V₁ -V₂）z=2πbeD        （C）

实际流量为

q=2πbeDnη_v         （D）

式中，q为输出流量；b为叶片宽度；e为偏心距；D为定子直径；n为转子的转速；η_v为叶片泵的容积效率。

由式(D)可知，单作用叶片泵的流量与偏心距成正比，调节偏心距e便可调节其输出流量。由于定子和转子偏心安置，运转时其容积变化是不均匀的，因此有流量脉动。理论计算可以证明，叶片数为奇数时流量脉动较小，故单作用式叶片泵的叶片数总取奇数，一般为13片或15片。

3．特点

单作用式叶片泵的结构特点如下。

①定子和转子相互偏置。改变其偏心距可调节其输出流量。

②径向液压力不平衡。这使泵的工作压力受到限制，所以这种泵不适于高压。

③叶片后倾。叶片底部油槽在压油区是与压油腔相通，在吸油区与吸油腔相通的，为了使叶片能顺利地向外运动并始终紧贴定子，必须使叶片所受的惯性力与叶片的离心力等的合力尽量与转子中叶片槽的方向一致，为此转子中叶片槽应向后倾斜一定的角度(一般为20°～30°)。

4．分类

单作用叶片泵按改变偏心方向的不同，而分为单向变量和双向变量两种，双向变量能在工作中变换进、出油口，使液压执行元件的运动反向。按改变偏心距方式的不同，可分为手动调节和自动调节，自动调节根据其工作特点的不同，又可分为恒流式、恒压式和限压式等变量形式。

5．限压式变量叶片泵

如图C所示为外反馈限压式变量叶片泵的工作原理。它是利用排油压力的反馈作用来实现流量自动调节的。转子2的核心O₁是固定的，定子3可以左右移动，在限压弹簧5的作用下，定子被推向左侧，使定子核心O₂和转子核心O₁之间有一初始偏心距e₀，它决定了泵的最大流量（e₀的大小可由螺钉1调节）。设活塞的有效面积为A，泵的压力为p，则活塞对定子施向右侧的反馈力为pA。当pA<F0（弹簧预压缩力）时，定子不动，仍保持最大的偏心距e₀，液压泵的流量也保持最大值；当泵的压力升高到某一值p_B时，使p_BA=F₀，p_B称为泵的限定压力（p_B可通过调节螺钉4设定），这也是泵保持最大流量的最高压力；当泵的压力升高到pA>F₀时，反馈力克服弹簧力把定子推向右侧，偏心距减小，泵的流量也随之减小。压力越高，偏心距越小，泵的流量也越小。当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出流量为零，泵的压力便不再升高。