葉片泵的工作原理和分類

葉片泵的結構較齒輪泵複雜 ，但其工作壓力較高 ，且流量脈動小 ，工作平穩 ，噪聲較小，壽命較長 ，所以被廣泛應用於專業機床 、自動線等中低壓液壓係統中 。葉片泵分單作用葉片泵（變量泵 ，最大工作壓力為7.0Mpa）和雙作用葉片泵(定量泵 ，最大工作壓力為7.0Mpa) 。
一 、 單作用葉片泵
1.結構和原理
　　定子具有圓柱形內表麵 ，定子和轉子間有偏心距e ，葉片裝在轉子槽中 ，並可在槽內動 ，當轉子回轉時 ，由於離心力的作用 ，使葉片緊靠在定子內壁 ，這樣在定子 、轉子 、葉片和兩側配油盤間就形成若幹個密封的工作區間 ，當轉子按圖示的方向回轉時 ，在圖的右部 ，葉片逐漸伸出 ，葉片間的工作空間逐漸增大 ，從吸油口吸油 ，這就是吸油腔 。在圖的左部，葉片被定子內壁逐漸壓進槽內 ，工作空間逐漸減小 ，將油液從壓油口壓出 ，這就是壓油腔 。在吸油腔和壓油腔間有一段封油區 ，把吸油腔和壓油腔隔開 ，葉片泵轉子每轉一周 ，每個工作空間完成一次吸油和壓油 ，故稱單作用葉片泵 。

2.排量和流量的計算

式中 ，R為定子的內半徑，e為定子和轉子間的偏心距 ，B為定子寬度 ，為相鄰兩葉片間的夾角 ，=2π/z ，z為葉片的個數 。所以單作用葉片泵排量為

 　　當葉片泵的轉速為n,泵的容積效率為ηv時 ，理論流量和實際流量分別為

qt=Vn=4πReBn
q= qtηv=4πReBnηv

3 、 結構特點
1) 葉片後傾
2) 轉子上受有不平衡徑向力 ，壓力增大 ，不平衡力增大 ，不宜用於高壓
3) 均為變量泵結構
　　單作用葉片泵的流量是有脈動的 ，理論分析表明 ，泵內葉片數越多 ，流量脈動率越小 ，奇數葉片泵的脈動率比偶數葉片泵的脈動率小 ，所以單作用的葉片數均為奇數 ，一般為13或15片 。

二 雙作用葉片泵
 1 、結構和原理
　　雙作用葉片泵的工作原理如圖2－11所示 ，它是由定子1 、轉子2 、葉片3和配油盤（圖中未畫出）等組成 。轉子和定子中心重合 ，定子內表麵近似為橢圓柱形 ，該橢圓形由兩段長半徑圓弧 、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線所組成 。當轉子轉動時 ，葉片在離心力和（建壓後）根部壓力油的作用下 ，在轉子槽內向外移動而壓向定子內表麵 ，由葉片 、定子的內表麵 、轉子的外表麵和兩側配油盤間就形成若幹個密封空間 ，當轉子按圖示方向順時針旋轉時 ，處在小圓弧上的密封空間經過渡曲線而運動到大圓弧的過程中 ，葉片外伸 ，密封空間的容積增大 ，要吸入油液 ；再從大圓弧經過渡曲線運動到小圓弧的過程中 ，葉片被定於內壁逐漸壓過槽內 ，密封空間容積變小 ，將油液從壓油口壓出 。因而 ，轉子每轉一周 ，每個工作空間要完成兩次吸油和壓油 ，稱之為雙作用葉片泵 。這種葉片泵由於有兩個吸油腔和兩個壓油腔 ，並且各自的中心夾角是對稱的 ，作用在轉子上的油液壓力相互平衡．因此雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵 ，為了要使徑向力完全平衡 ，密封空間數（即葉片數）應當是雙數 。

2 、 排量和流量
　　由於轉子在轉一周的過程中 ，每個密封空間完成兩次吸油和壓油 ，當定子的大圓弧半徑為R ，小圓弧半徑為r ，定子寬度為B ，兩葉片間的夾角為弧度β=2π/z時 ，每個密封容積排出的油液體積為半徑為R和r 、扇形角為β 、厚度為B的兩扇形體積之差的兩倍，在不考慮葉片的厚度和傾角影響時雙作用葉片泵的排量為

轉速為n,容積效率為ηv時 ，雙作用葉片泵的理論流量和實際流量分別為

q= qtηv

雙作用葉片泵的葉片數為12或16片 。
3 、 結構特點
（1）葉片傾角 。沿旋轉方向前傾10-14度 ，以減小壓力角 。
（2）葉片底部通以壓力油 ，防止壓油區葉片內滑 。
（3）轉子上的徑向負荷平衡-稱卸荷式 。
（4）防止壓力跳變 ，配油盤上開有三角槽（眉毛槽） ，同時避免困油 。
（5）雙作用泵不能改變排量 ，隻作定量泵用 。

三 限壓式變量葉片泵
1 、結構和工作原理
　　限壓式變量葉片泵是單作用葉片泵 。根據前麵介紹的單作用葉片泵的工作原理 ，改變定子和轉子間的偏心距e ，就能改變泵的輸出流量 ，限壓式變量葉片泵能借助輸出壓力大小自動改變偏心距e的大小來改變輸出流量 。當壓力低於某一可調節的限定壓力時 ，泵的輸出流量最大 ；當壓力高於限定壓力時，隨著壓力的增加 ，泵的輸出流量線性地減少 ，其工作原理如圖2-19所示 。

　　圖中 ，1為轉子 ，在轉子槽中裝有葉片 ，2為定子 ，3為配油盤上的吸油窗口 ，8為壓油窗口 ，9為調壓彈簧 ，10為調壓螺釘 ，4為柱塞 ，5為調節流量螺釘 。泵的出口經通道7與柱塞缸6相通 。在泵未運轉時 ，定子在彈簧9的作用下 ，緊靠柱塞4 ，並使柱塞4靠在螺釘5上 。這時 ，定子和轉子有一偏心量e0 。調節螺釘5的位置 ，便可改變e0 。當泵的出口壓力p較低時 ，則作用在柱塞4上的液壓力也較小 ，若此液壓力小於上端的彈簧作用力 ，當柱塞的麵積為A ，調壓彈簧的剛度為ks,預壓縮量為x0時 ，有

pA<ksx0

　　此時 ，定子相對於轉子的偏心量最大 ，輸出流量最大 。隨著外負載的增大 ，液壓泵的出口壓力P也將隨之提高 ，當壓力升至與彈簧力相平衡的控製壓力pB時 ，有

pB= ks x0

　　當壓力進一步升高 ，就有pA＞ks x0 ，這時若不考慮定子移動時的摩擦力 ，液壓作用力就要克服彈簧力推動定子向上移動 ，隨之泵的偏心量減小 ，泵的輸出流量也減小 。 pB稱為泵的限定壓力 ，即泵處於最大流量時所能達到的最高限定壓力 ，調節調壓螺釘10 ，可改變彈簧的預壓縮量 x0 ，即可改變pB的大小 。
設定子的最大偏心量為e0 ，偏心量減小時 ，彈簧的附加壓縮量為x ，則定子移動後的偏心量e為

e= e0-x 。

　　定子的受力平衡方程式為

pA= ks( x0+x)

　　可以看出 ，泵的工作壓力愈高 ，偏心量愈小 ，泵的輸出流量也愈小 。

3 、特性曲線

　　圖2-20為限壓式變量葉片泵的特性曲線 。

　　AB段 ：工作壓力p< pB ,輸出流量qA不變 ，但供油壓力增大 ，泄漏流量ql也增加 ，故實際流量q減少
　　ＢC段 ：工作壓力p> pB ,彈簧壓縮量增大 ，偏心量減少 ，泵的輸出流量減少 。當定子的偏心量e=0,則pc = pmax ,此時的壓力為截止壓力 。調節彈簧的剛度ks ，可改變BC段的斜率 。