單作用葉片泵

 

1．工作原理

圖 A所示為單作用式葉片泵的工作原理。它主要由轉子1、定子2、葉片3、泵體4和配油盤5等零件組成。定子2的內表面為圓柱形，轉子1上有均勻分布的徑向窄槽，葉片3安裝在槽內，可在槽內滑動，轉子和定子偏心安裝。在配油盤上開有兩個腰形的配流窗口，其中一個與吸油口相通，另一個與壓油口相通。葉片3在壓油區依靠離心力和槽底壓力油的作用下，緊貼在定子內壁上，而在吸油區，則只在離心力的作用下使葉片3頂部緊貼在定子內壁上。這樣，兩相鄰的葉片、定子內表面、轉子外表面和兩端配油盤間構成了若干密封的工作容積。當轉子按圖示方向旋轉時，右上部的葉片逐漸伸出，葉片間的工作容積也逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下，經配油盤上的吸油窗口進入密封工作容積，完成了泵的吸油過程。在圖的左部，葉片被定子表面逐漸壓回槽中，工作容積逐漸減小，將液壓油油液經配油盤上的壓油窗口排出，完成了泵的壓油過程。這種泵的轉子每轉一周，每個工作容積完成一次吸、壓油過程，因此稱為單作用式葉片泵。因這種泵的轉子受有單向的徑向不平衡力，故又稱為非平衡式葉片泵。如改變定子和轉子之間的偏心距，便可改變泵的排量而成為變量泵。

 

2．排量和流量計算

如圖B所示，單作用式葉片泵的轉子每轉一周時，每兩相鄰葉片間的密封容積變化量為V₁-V₂ 。若近似把AB和CD看作是中心為O₁的圓弧，設定子內徑為D，則這兩弧的半徑分別為(D/2+e)和(D/2-e)。設轉子的直徑為d，葉片寬度為b，葉片數為z，兩相鄰葉片的夾角為β₀則有

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計算式為

V=（V₁ -V₂）z=2πbeD        （C）

實際流量為

q=2πbeDnη_v         （D）

式中，q為輸出流量；b為葉片寬度；e為偏心距；D為定子直徑；n為轉子的轉速；η_v為葉片泵的容積效率。

由式(D)可知，單作用葉片泵的流量與偏心距成正比，調節偏心距e便可調節其輸出流量。由于定子和轉子偏心安置，運轉時其容積變化是不均勻的，因此有流量脈動。理論計算可以證明，葉片數為奇數時流量脈動較小，故單作用式葉片泵的葉片數總取奇數，一般為13片或15片。

3．特點

單作用式葉片泵的結構特點如下。

①定子和轉子相互偏置。改變其偏心距可調節其輸出流量。

②徑向液壓力不平衡。這使泵的工作壓力受到限制，所以這種泵不適于高壓。

③葉片后傾。葉片底部油槽在壓油區是與壓油腔相通，在吸油區與吸油腔相通的，為了使葉片能順利地向外運動并始終緊貼定子，必須使葉片所受的慣性力與葉片的離心力等的合力盡量與轉子中葉片槽的方向一致，為此轉子中葉片槽應向后傾斜一定的角度(一般為20°～30°)。

4．分類

單作用葉片泵按改變偏心方向的不同，而分為單向變量和雙向變量兩種，雙向變量能在工作中變換進、出油口，使液壓執行元件的運動反向。按改變偏心距方式的不同，可分為手動調節和自動調節，自動調節根據其工作特點的不同，又可分為恒流式、恒壓式和限壓式等變量形式。

5．限壓式變量葉片泵

如圖C所示為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。它是利用排油壓力的反饋作用來實現流量自動調節的。轉子2的中心O₁是固定的，定子3可以左右移動，在限壓彈簧5的作用下，定子被推向左側，使定子中心O₂和轉子中心O₁之間有一初始偏心距e₀，它決定了泵的最大流量（e₀的大小可由螺釘1調節）。設活塞的有效面積為A，泵的壓力為p，則活塞對定子施向右側的反饋力為pA。當pA<F0（彈簧預壓縮力）時，定子不動，仍保持最大的偏心距e₀，液壓泵的流量也保持最大值；當泵的壓力升高到某一值p_B時，使p_BA=F₀，p_B稱為泵的限定壓力（p_B可通過調節螺釘4設定），這也是泵保持最大流量的最高壓力；當泵的壓力升高到pA>F₀時，反饋力克服彈簧力把定子推向右側，偏心距減小，泵的流量也隨之減小。壓力越高，偏心距越小，泵的流量也越小。當泵的壓力達到某一值時，反饋力把彈簧壓縮到最短，定子移動到最右端位置，偏心距減到最小，泵的實際輸出流量為零，泵的壓力便不再升高。