首 页 >>
技术文章 >> 叶片泵原理和工作特性|无锡油研液压有限公司
叶片泵原理和工作特性
叶片泵工作原理
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，叶片旋转一周时，完成一次吸油与排油。
一、单作用叶片泵的工作原理
单作用叶片泵的工作原理如图所示，单作用叶片泵由转
子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子2具有圆柱形内表
面，定子2和转子1间存在偏心距e，叶片3装在转子槽中，
并可在槽内滑动。当转子1回转时，由于离心力的作用，
使叶片3紧靠在定子内壁。这样，在定子2、转子1、叶片3
和两侧配油盘间就形成了若干个密封的工作空间。当转子
1按逆时针方向回转时，在图的右部，叶片3逐渐向外伸出
，叶片间的密封工作腔容积逐渐增大，从吸油口吸油，这
是吸油腔。在图的左部，叶片3被定子内壁逐渐压进槽内
，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这就是压油
腔。
在吸油腔和压油腔之间有一段封油区，把吸油腔和
压油腔隔开。这种叶片泵每转一周，每个工作腔就完成一
次吸油和压油，因此称之为单作用叶片泵。转子1不停地
旋转，泵就不断地吸油和排油。
改变转子1与定子2的偏心量，即可改变泵的流量。
偏心量越大，流量越大。若将转子1与定子2调成几乎是同
心的，则流量接近于零。因此单作用叶片泵大多为变量泵
。
另外还有一种限压式变量泵。当负荷小时，泵输出
流量大，执行元件可快速移动；当负荷增加时，泵输出流
量变少，输出压力增加，执行元件速度降低。如此可减少
能量消耗，避免油温上升。
二、双作用叶片泵的工作原理
双作用叶片泵的工作原理
双作用叶片泵的作用原理和单作用叶片泵相似，不
同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径
圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心
的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的
容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角
和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有
一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密
封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶
片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用
在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。
双作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，当叶片数为4的倍数
时脉动率小。为此，双作用叶片泵的叶片数一般都取12或
16。
双作用叶片泵定子内表面近似椭圆，转子1和定子4
同心安装，有2个吸油区和2个压油区对称布置。转子1每
转一周，完成2次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量
泵。叶片泵的结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较高，且
流量脉动小，工作平稳，噪声较小，寿命较长。所以它被
广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液
压系统中。但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污
染也比较敏感。
还有一种双联叶片泵，它是由2套单级叶片泵的转
子、定子、叶片和配油盘组装在一个泵体内，由同一根传
动轴带动来工作的，它们有一个共同的吸油口和2个独立
的排油口。低压时2个泵同时大量供油，系统可轻载快速
运动。高压时大泵通过卸荷阀直通油箱卸荷，减小功率损
失，由小泵单独供油，系统重载慢速工作运动。
双作用叶片泵的结构特点：
(1)这种泵由于叶片数一般为4的整数倍，两个吸油区
和两个排油区是对称布置的，所以作用在转子上的液压径
向力相互平衡，属于卸荷式叶片泵。
(2)双作用叶片泵在结构上做成两叶片间的夹角(即圆
心角2π/z，z为叶片数)小于配油盘上封油区的夹角s(即
圆心角)，以防止吸、排油窗口沟通而不能工作;定子圆弧
区的圆心角大于或等于配油盘上封油区的圆心角，使叶片
间的容积在封油区内不变，故双作用口十片泵无困油现象
(单作用叶片泵有困油)。
双作用叶片泵的结构特点
(3)为减小泵的密封间隙，提高密封性能，结构上
采取的主要措施是：通过泵体的固定螺栓使两个配油盘与
定子端面压紧，保持配油盘与转子、叶片侧端面间轴向间
隙极小，其中右配油盘7背面的油槽e通排油腔，靠排出油
压从右侧抵紧定子。因转子的径向力白干平衡，泵轴工作
时不发生弯曲变形，故轴向间隙可以控制得较小。其次，
在两个配油盘的端面各开设一个环形导油槽f，对准各叶
片底部的空间6，使所有的叶根空间相连通，并经右配油
盘的轴向导油孔与泵的排油腔连通。这样，保证叶根处有
一定的油压。当叶片随转子转人吸人区时，靠叶根处油压
力和离心力共同作用把叶片顶向定子的内表面，从而保持
叶片顶端与定子内壁面间的径向间隙较小。在排油区，叶
片两端都受排油压力作用而液压力平衡，这时叶片受定子
表面作用而压人槽内，只靠离心力就足以使叶片顶端抵紧
定子内表面而满足密封要求。
(4)为防止叶片和滑槽产生不均匀磨损、卡住或折
断，叶片相对于转子一般不作径向布置，而按转子回转方
向向前倾斜一个小角度β，称为叶片倾角，一般β=10°
一14°。叶片泵采用前倾角的作用是改善在排油区叶片压
人滑槽内的受力情况。在排油区，叶片顶端沿定子过渡曲
线表面刮过时，定子内表面对叶端产生一个法向反力N，
其方向与叶片槽方向的夹角称为压力角。
对于单作泵，一般叶片采用后倾角和后倒角，即叶
片槽按转向朝后倾斜一个角度，倾角为20°一300°之间
。因为单作用叶片泵的定子曲线为圆周线，各点至转子中
心的距离变化较小，故压力角较小，叶片在排油区被定子
表面压人的阻力不大，故不需要采用前倾角，而叶片从吸
油区转入封油区时，由于两侧的吸、排压力差较大，叶片
外移摩擦阻力较大，如果叶片后倾则有利于减小叶片外移
的阻力，此外，倾斜开槽也有利于保证转子强度。
(5)双作用叶片泵的转子两端设两个配油盘，可使
叶片从两侧的吸油窗口同时吸油，从而降低吸油口的液流
速度(一般要求在4—5 m/s，不要超过6m/s)，减小吸人
流阻，有利于防止吸人压力过低而产生气穴现象。该泵的
泵体上部有通油槽使两侧配油盘的吸油窗口均与吸入腔相
通。
此外，两侧配油盘上都开有排油窗口，但左配油盘
的排油窗口只是盲孔。其作用是使叶片侧端面所受轴向液
压相互平衡。配油盘上的排油窗口在叶片从封油区进入的
一边开有三角形卸荷槽，其作用是使叶片间的液体从封油
区(低压区)转入排油区(高压区)时，能逐渐地与排油窗口
连通而油压缓慢变化，减小压力油瞬时流量脉动，并防止
油压突然升高，造成液压冲击和噪声。