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葉片泵原理和工作特性

葉片泵工作原理


      葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在離心力和壓力油的作用

下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個葉片與轉(zhuǎn)子和定

子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到

小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時，完成一次吸油與排油。

      一、單作用葉片泵的工作原理
 單作用葉片泵的工作原理如圖所示，單作用葉片泵由轉(zhuǎn)

子1、定子2、葉片3和端蓋等組成。定子2具有圓柱形內(nèi)表

面，定子2和轉(zhuǎn)子1間存在偏心距e，葉片3裝在轉(zhuǎn)子槽中，

并可在槽內(nèi)滑動。當(dāng)轉(zhuǎn)子1回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，

使葉片3緊靠在定子內(nèi)壁。這樣，在定子2、轉(zhuǎn)子1、葉片3

和兩側(cè)配油盤間就形成了若干個密封的工作空間。當(dāng)轉(zhuǎn)子

1按逆時針方向回轉(zhuǎn)時，在圖的右部，葉片3逐漸向外伸出

，葉片間的密封工作腔容積逐漸增大，從吸油口吸油，這

是吸油腔。在圖的左部，葉片3被定子內(nèi)壁逐漸壓進(jìn)槽內(nèi)

，工作空間逐漸縮小，將油液從壓油口壓出，這就是壓油

腔。

      在吸油腔和壓油腔之間有一段封油區(qū)，把吸油腔和

壓油腔隔開。這種葉片泵每轉(zhuǎn)一周，每個工作腔就完成一

次吸油和壓油，因此稱之為單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子1不停地

旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地吸油和排油。

      改變轉(zhuǎn)子1與定子2的偏心量，即可改變泵的流量。

偏心量越大，流量越大。若將轉(zhuǎn)子1與定子2調(diào)成幾乎是同

心的，則流量接近于零。因此單作用葉片泵大多為變量泵

。

      另外還有一種限壓式變量泵。當(dāng)負(fù)荷小時，泵輸出

流量大，執(zhí)行元件可快速移動；當(dāng)負(fù)荷增加時，泵輸出流

量變少，輸出壓力增加，執(zhí)行元件速度降低。如此可減少

能量消耗，避免油溫上升。

 二、雙作用葉片泵的工作原理

雙作用葉片泵的工作原理

      雙作用葉片泵的作用原理和單作用葉片泵相似，不

同之處只在于定子表面是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑

圓弧和四段過渡曲線八個部分組成，且定子和轉(zhuǎn)子是同心

的。在圖示轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)的情況下，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)把它們隔開。這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個密

封工作腔完成吸油和壓油動作各兩次，所以稱為雙作用葉

片泵。泵的兩個吸油區(qū)和兩個壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，作用

在轉(zhuǎn)子上的液壓力徑向平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。

雙作用葉片泵的瞬時流量是脈動的，當(dāng)葉片數(shù)為4的倍數(shù)

時脈動率小。為此，雙作用葉片泵的葉片數(shù)一般都取12或

16。

      雙作用葉片泵定子內(nèi)表面近似橢圓，轉(zhuǎn)子1和定子4

同心安裝，有2個吸油區(qū)和2個壓油區(qū)對稱布置。轉(zhuǎn)子1每

轉(zhuǎn)一周，完成2次吸油和壓油。雙作用葉片泵大多是定量

泵。葉片泵的結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜，但其工作壓力較高，且

流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲較小，壽命較長。所以它被

廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、自動線等中、低壓液

壓系統(tǒng)中。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性不太好，對油液的污

染也比較敏感。

      還有一種雙聯(lián)葉片泵，它是由2套單級葉片泵的轉(zhuǎn)

子、定子、葉片和配油盤組裝在一個泵體內(nèi)，由同一根傳

動軸帶動來工作的，它們有一個共同的吸油口和2個獨(dú)立

的排油口。低壓時2個泵同時大量供油，系統(tǒng)可輕載快速

運(yùn)動。高壓時大泵通過卸荷閥直通油箱卸荷，減小功率損

失，由小泵單獨(dú)供油，系統(tǒng)重載慢速工作運(yùn)動。

 

      雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

(1)這種泵由于葉片數(shù)一般為4的整數(shù)倍，兩個吸油區(qū)

和兩個排油區(qū)是對稱布置的，所以作用在轉(zhuǎn)子上的液壓徑

向力相互平衡，屬于卸荷式葉片泵。

(2)雙作用葉片泵在結(jié)構(gòu)上做成兩葉片間的夾角(即圓

心角2π/z，z為葉片數(shù))小于配油盤上封油區(qū)的夾角s(即

圓心角)，以防止吸、排油窗口溝通而不能工作;定子圓弧

區(qū)的圓心角大于或等于配油盤上封油區(qū)的圓心角，使葉片

間的容積在封油區(qū)內(nèi)不變，故雙作用口十片泵無困油現(xiàn)象

(單作用葉片泵有困油)。

雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

      (3)為減小泵的密封間隙，提高密封性能，結(jié)構(gòu)上

采取的主要措施是：通過泵體的固定螺栓使兩個配油盤與

定子端面壓緊，保持配油盤與轉(zhuǎn)子、葉片側(cè)端面間軸向間

隙極小，其中右配油盤7背面的油槽e通排油腔，靠排出油

壓從右側(cè)抵緊定子。因轉(zhuǎn)子的徑向力白干平衡，泵軸工作

時不發(fā)生彎曲變形，故軸向間隙可以控制得較小。其次，

在兩個配油盤的端面各開設(shè)一個環(huán)形導(dǎo)油槽f，對準(zhǔn)各葉

片底部的空間6，使所有的葉根空間相連通，并經(jīng)右配油

盤的軸向?qū)в涂着c泵的排油腔連通。這樣，保證葉根處有

一定的油壓。當(dāng)葉片隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)人吸人區(qū)時，靠葉根處油壓

力和離心力共同作用把葉片頂向定子的內(nèi)表面，從而保持

葉片頂端與定子內(nèi)壁面間的徑向間隙較小。在排油區(qū)，葉

片兩端都受排油壓力作用而液壓力平衡，這時葉片受定子

表面作用而壓人槽內(nèi)，只靠離心力就足以使葉片頂端抵緊

定子內(nèi)表面而滿足密封要求。

      (4)為防止葉片和滑槽產(chǎn)生不均勻磨損、卡住或折

斷，葉片相對于轉(zhuǎn)子一般不作徑向布置，而按轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方

向向前傾斜一個小角度β，稱為葉片傾角，一般β=10°

一14°。葉片泵采用前傾角的作用是改善在排油區(qū)葉片壓

人滑槽內(nèi)的受力情況。在排油區(qū)，葉片頂端沿定子過渡曲

線表面刮過時，定子內(nèi)表面對葉端產(chǎn)生一個法向反力N，

其方向與葉片槽方向的夾角稱為壓力角。

      對于單作泵，一般葉片采用后傾角和后倒角，即葉

片槽按轉(zhuǎn)向朝后傾斜一個角度，傾角為20°一300°之間

。因?yàn)閱巫饔萌~片泵的定子曲線為圓周線，各點(diǎn)至轉(zhuǎn)子中

心的距離變化較小，故壓力角較小，葉片在排油區(qū)被定子

表面壓人的阻力不大，故不需要采用前傾角，而葉片從吸

油區(qū)轉(zhuǎn)入封油區(qū)時，由于兩側(cè)的吸、排壓力差較大，葉片

外移摩擦阻力較大，如果葉片后傾則有利于減小葉片外移

的阻力，此外，傾斜開槽也有利于保證轉(zhuǎn)子強(qiáng)度。

      (5)雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子兩端設(shè)兩個配油盤，可使

葉片從兩側(cè)的吸油窗口同時吸油，從而降低吸油口的液流

速度(一般要求在4—5 m/s，不要超過6m/s)，減小吸人

流阻，有利于防止吸人壓力過低而產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。該泵的

泵體上部有通油槽使兩側(cè)配油盤的吸油窗口均與吸入腔相

通。

      此外，兩側(cè)配油盤上都開有排油窗口，但左配油盤

的排油窗口只是盲孔。其作用是使葉片側(cè)端面所受軸向液

壓相互平衡。配油盤上的排油窗口在葉片從封油區(qū)進(jìn)入的

一邊開有三角形卸荷槽，其作用是使葉片間的液體從封油

區(qū)(低壓區(qū))轉(zhuǎn)入排油區(qū)(高壓區(qū))時，能逐漸地與排油窗口

連通而油壓緩慢變化，減小壓力油瞬時流量脈動，并防止

油壓突然升高，造成液壓沖擊和噪聲。
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