1.2.2 叶片泵
叶片泵转子旋转时,叶片在离心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先由小到大吸油后,再由大到小排油。
叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能用作定量泵,单作用叶片泵可用作变量泵。双作用叶片泵因转子旋转一周,叶片在转子叶片槽内滑动两次,完成两次吸油和压油而得名。单作用叶片泵转子每转一周,吸、压油各一次,故称为单作用。
叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、寿命长等优点,广泛应用于中、低压液压系统中。其工作压力为6~21MPa。
(1)双作用叶片泵的工作原理
双作用叶片泵的工作原理如图1-4所示,转子每转一转,每个工作腔完成两次吸油和压油。
图1-4 双作用叶片泵的工作原理
1—转子;2—定子;3—叶片;4—泵壳
双作用叶片泵的结构:由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分,传动轴带动转子旋转,叶片在离心力作用下紧贴定子内表面,因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成,故有两部分密闭容积将减小,受挤压的油液经配流窗口排出,两部分密闭容积将增大形成真空,经配流窗口从油箱吸油。YB1型叶片泵的结构如图1-5所示。
图1-5 YB1型叶片泵的结构
1—左配油盘;2—轴承;3—泵轴;4—定子;5—右配油盘;6—泵体;7—前泵体;8—轴承;9—油封;10—盖板;11—叶片;12—转子;13—紧固螺钉
(2)双作用叶片泵的排量
双作用叶片泵的排量为:
V=2πB(R2-r2)-2zBS(R-r)/cosθ (1-2)
式中 B——转子(叶片、定子)宽度;
R——定子大半径;
r——定子小半径;
z——叶片数;
S——叶片厚度;
θ——叶片倾角。
(3)双作用叶片泵的特点
①径向力平衡。
②为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面,叶片槽根部全部通压力油。
③合理设计过渡曲线形状和叶片数(z≥8),可使理论流量均匀,噪声低。
④定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ≥叶片间夹角α(=2π/z)。
⑤为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击,在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。
(4)单作用叶片泵的工作原理
单作用叶片泵的工作原理如图1-6所示,当转子按逆时针方向转动时,右半周,叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,形成局部真空,于是通过吸油口和配油盘上的吸油窗口将油吸入;左半周,叶片向转子里缩进,密封工作腔容积逐渐缩小,工作腔内的油液经配油盘压油窗口和泵的压油口输到系统中。
图1-6 单作用叶片泵的工作原理
1—转子;2—定子;3—叶片
单作用叶片泵排量计算:单作用叶片泵定子2内环为圆,R为定子内表面半径;转子1与定子2之间存在偏心e,铣有z个叶片槽;叶片3在转子叶片槽内自由滑动,叶片宽度为B;左、右配流盘铣有吸、压油窗口。
单作用叶片泵的排量为:
V=4BzResin(π/z)
(5)单作用叶片泵的特点
①可以通过改变定子的偏心距e来调节泵的排量和流量。
②叶片槽根部分别通油,叶片厚度对排量无影响。
③因叶片矢径是转角的函数,瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数,以减小流量的脉动。
(6)限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵如图1-7所示,限压式变量叶片泵定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油,左边作用着调压弹簧力,当F<Ft时,定子处于右极限位置,e=emax,泵输出最大流量;若泵的压力随负载增大,导致F>Ft,定子将向偏心减小的方向移动,泵的输出流量减小。
图1-7 限压式变量叶片泵的结构
1—活塞;2—定子;3—转子和叶片;4—弹簧