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(zhuǎn)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(nèi)表面為圓柱形，轉(zhuǎn)子1上有均勻分布的徑向窄槽，葉片3安裝在槽內(nèi)，可在槽內(nèi)滑動，轉(zhuǎn)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(qū)依靠離心力和槽底壓力油的作用下，緊貼在定子內(nèi)壁上，而在吸油區(qū)，則只在離心力的作用下使葉片3頂部緊貼在定子內(nèi)壁上。這樣，兩相鄰的葉片、定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面和兩端配油盤間構(gòu)成了若干密封的工作容積。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)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(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)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(shè)定子內(nèi)徑為D，則這兩弧的半徑分別為(D/2+e)和(D/2-e)。設(shè)轉(zhuǎn)子的直徑為d，葉片寬度為b，葉片數(shù)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(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)偏心距e便可調(diào)節(jié)其輸出流量。由于定子和轉(zhuǎn)子偏心安置，運轉(zhuǎn)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(shù)為奇數(shù)時流量脈動較小，故單作用式葉片泵的葉片數(shù)總?cè)∑鏀?shù)，一般為13片或15片。

3．特點

單作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)特點如下。

①定子和轉(zhuǎn)子相互偏置。改變其偏心距可調(diào)節(jié)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(qū)是與壓油腔相通，在吸油區(qū)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(zhuǎn)子中葉片槽的方向一致，為此轉(zhuǎn)子中葉片槽應(yīng)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(zhí)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(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)根據(jù)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(xiàn)流量自動調(diào)節(jié)的。轉(zhuǎn)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(cè)，使定子中心O₂和轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)）。設(shè)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(cè)的反饋力為pA。當(dāng)pA<F0（彈簧預(yù)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(dāng)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(diào)節(jié)螺釘4設(shè)定），這也是泵保持最大流量的最高壓力；當(dāng)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(cè)，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(dāng)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。