液压与气压传动(第2版)
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3.3.1 单作用叶片泵

1.工作原理

单作用叶片泵的工作原理如图3-10所示,单作用叶片泵主要由转子1、定子2、一组嵌在转子窄槽中的叶片3以及两侧的盖板(也称为配油盘)等组成。叶片可沿转子叶片槽作伸缩滑动,在转子转动时的离心力或通入叶片根部液压油的作用下,叶片顶部贴紧在定子内表面上,于是配油盘、定子和转子间便形成了两个密封的工作腔,即在图3-10所示的位置由上、下叶片分割为左、右两个密封容积。定子内表面曲线为圆形,圆心为O,转子圆心为O2,相对于定子有一个偏心距e,以O为轴心转动,在两侧配油盘上开有两个腰形槽(图3-10中的虚线所示),分别为吸油窗口和排油窗口。当转子按图示方向旋转时,图右侧的叶片向外伸出,密封容积逐渐增大,形成真空,于是通过吸油口和配油盘上的窗口将油吸入,完成吸油的过程;而在图左侧,叶片往里缩进,密封容积逐渐缩小,密封容积中的油液通过配油盘上的另一个窗口和压油口输入系统中。这种泵在转子转一周过程中,叶片完成吸油、压油各一次,故称为单作用叶片泵。通过改变定子和转子间偏心距的大小,便可改变该泵的排量。

1—转子 2—定子 3—叶片 4—壳体

图3-10 单作用叶片泵的工作原理

2.结构特点

单作用叶片泵的结构特点如下:

(1)定子内表面为圆柱面,转子相对于定子有一个偏心距,改变此偏心距的大小,就可改变流量。

(2)单作用叶片泵的圆周方向上划分为一个压油腔和一个吸油腔,因此转子轴及其轴承受到很大的不平衡径向力作用。

(3)处在压油腔的叶片顶部受到液压油的作用,在转动过程中液压油的作用力要把叶片推入转子槽内,但是为了保证有可靠的密闭空间,必须使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触,这就要求压油腔一侧的叶片底部通过特殊的沟槽和压油腔相通。同样,吸油腔一侧的叶片底部则要和吸油腔相通,以平衡叶片上部的液体压力。在这里,叶片是靠离心力甩出的,顶在定子内表面上与定子内表面接触,保证密封。

(4)单作用叶片泵由于是偏心装置,其容积变化是不均匀的,因此,流量也有脉动。理论分析表明,奇数叶片泵的脉动率较偶数叶片泵的脉动率小,因此,对单作用叶片泵的叶片数值,总是选择奇数,一般选择13或15。

(5)普通中、低压非平衡式叶片泵的叶片通常倾斜安放,叶片倾斜方向与转子径向夹角为θ,且倾斜方向与转子旋转方向相反,其目的是使叶片容易被甩出。

3.排量计算

单作用叶片泵的排量近似为

式中,b为转子宽度;e为转子和定子间的偏心距;D为定子内圆直径。