叶片泵的工作原理及结构图

      叶片泵是一种使用面广、量大的流体机械设备，是转子槽内的叶片与泵壳(定子环)相接触，将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵。它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。叶片式水泵结构简单,维修方便，在实际应用中最为广泛。

      叶片泵型号分类

      叶片泵根据类型的不同有两种：

      一）专门指容积泵中的滑片泵。

      二）指动力式泵的三泵（离心泵、混流泵、轴流泵）或其他特殊的泵。这类泵产品一般不会叫叶片泵。但作为专著，叶片泵由于应用场合性能参数、输运介质和使用要求的不同,其品种及规格繁多,结构也呈各种各样的型式。叶片泵按工作原理可分为:离心泵、混流泵和轴流泵;按泵轴的工作位置可分为:卧式泵、立式泵和斜式泵;按压出室的型式可分为:蜗壳式泵和导叶式泵 ;按叶轮的吸入方式可分为:单级式泵和双吸式泵;按叶轮的个(级)数可分为:单级泵和多级泵。叶片泵几乎全部是指离心泵、混流泵、轴流泵等。根据其每转的理论排量是固定值还是可变值，可以分为叶片式变量泵和叶片式定量泵。

      1、离心泵的特点小流量、高扬程。
      2、轴流泵的特点大流量、低扬程。
      3、混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。

      在实际应用中，叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用,单作用叶片泵可作变量泵用。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)。

      (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。

      叶片泵管理注意事项

      叶片泵的管理要点除需防干转和过载、防吸入空气和吸入真空度过大外，还应注意：
      1．泵转向改变，则其吸排方向也改变叶片泵都有规定的转向，不允许反。因为转子叶槽有倾斜，叶片有倒角，叶片底部与排油腔通，配油盘上的节流槽和吸、排口是按既定转向设计。可逆转的叶片泵必须专门设计。

      2．叶片泵装配 配油盘与定子用定位销正确定位，叶片、转子、配油盘都不得装反，定子内表面吸入区部分最易磨损，必要时可将其翻转安装，以使原吸入区变为排出区而继续使用。

      3．拆装 注意工作表面清洁，工作时油液应很好过滤。

      4. 叶片在叶槽中的间隙太大会使漏泄增加，太小则叶片不能自由伸缩，会导致工作失常。

      5．叶片泵的轴向间隙 对ηv影响很大。1)小型泵-0.015～0.03mm2)中型泵-0.02～0.045mm6．油液的温度和粘度 一般不宜超过55℃，粘度要求在17～37mm2/s之间。粘度太大则吸油困难；粘度太小则漏泄严重。作为泵产品，叶片泵更多地指滑片泵。叶片泵几乎全部指滑片泵。