双作用叶片泵的工作原理与结构特点

双作用叶片泵的工作原理与结构特点

双作用叶片泵是一种常见的液压泵，广泛应用于各种机械设备中。本文将详细介绍双作用叶片泵的工作原理、排量和流量计算、结构特点以及产品介绍。

工作原理

双作用叶片泵主要由转子、定子、叶片、端盖和配油盘等组成。其工作原理与单作用式叶片泵相似，均利用由定子、转子、叶片及端盖分隔形成的若干个密封的工作容积的变化来吸油和排油。但转子中心与定子中心重合，定子内表面不是圆的，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拼合而成的。当转子顺时针方向旋转时，如叶片由定子内表面的小圆弧区向其大圆弧区移动，两个叶片之间的密封工作腔的容积逐渐增大，通过配油盘上的吸油窗口将油液吸入泵体内，为吸油过程。这部分区域称为吸油区；如叶片由定子内表面的大圆弧区向其小圆弧区移动，两个叶片之间的密封工作腔的容积逐渐减小，通过配油盘上的压油窗口将油液排出泵体内，为压油过程。这部分区域称为压油区。吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。

双作用叶片泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，因此称为双作用叶片泵。由于该种泵的两个吸油区和压油区分别对称布置，因此，压力油作用在轴承上的径向力相互平衡，所以又称为卸荷式叶片泵。这种泵的轴承寿命长，并有利于提高工作压力。

排量和流量计算

根据双作用叶片泵的结构特点可以分析得出双作用叶片泵的排量q为：

式中 R、r——叶片泵定子表面圆弧部分的长、短半径(mm)；
r0—转子半径(mm)。

考虑叶片厚度和叶片倾角0为：

泵的实际输出流量为：

一般在双作用叶片泵中，叶片底部全都接通压油腔，因此叶片在槽中作往复运动时，叶片槽底部的吸油和压油不能补偿，由于叶片厚度所造成的排量小，因此，双作用叶片泵流量必须按公式(3—17)计算。

当双作用叶片泵的叶片数为4的倍数时，脉动率最小，因此双作用叶片泵的叶片数一般都取12或16片。

结构特点

定子曲线

定子曲线是由两只叶片之间的中心角θ对应的大圆弧、小圆弧以及把它们连接起来的光滑曲线——过渡曲线组成。为保证双作用叶片泵正常工作，则要求：使叶片能紧贴定子内表面，防止叶片与定子脱离；保证叶片在转子槽内滑移时的速度和加速度；保证叶片受力状况良好。

定子的过渡曲线常用的有阿基米德螺旋线、正弦加速曲线和等加速—等减速曲线。如果用阿基米德螺旋线(r=aθ)，则叶片沿这种曲线滑动的速度v=dr/ dθ是常量，即加速度值为零，理论上不产生脉动。但由于这种曲线与圆弧段连接处不可能有公切点，故当叶片经过这样的连接点时，径向速度发生突变，理论上径向速度为无穷大，出现所谓的硬冲现象。这时叶片将以根大的力冲击定子，使连接点处严重磨损，并产生噪声。因此，这种曲线只适用于转速较低的场合，现在较少应用。

目前广泛采用等加速等减速过渡曲线(r=aΘ2+bθ+c)。这时，当叶片经过圆弧段与这种过渡曲线的连接点时，叶片的径向速度从零开始逐渐增大(或反之逐渐减为零)，不再出现速度的突变，然而仍存在径向加速度有限值的突变，故仍然有所谓“软冲”现象。

叶片倾角

双作用叶片泵的叶片沿旋转方向向前倾斜11°～13°，一般取12°。目的是为了减缓力矩对叶片的作用使叶片不致于折断。

困油问题

定量叶片泵中，两叶片、定子、转子和两侧配油盘反包围的容积在其通过定子长半径圆弧和短半径圆弧处的封油区时，照理讲是不会发生困油现象的，但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不可能做得很准，因此，仍可能出现轻微的困油现象。

配油盘上的三角槽

定量叶片泵配油盘的压油窗口，在叶片从封油区进入压油区的一边，开有一个三角形截面的三角槽。它主要是用来减小油腔压力突变，降低输出压力的脉动和噪声的。

产品介绍

YB型定量叶片泵

YB塑叶片泵是我国第一代国产叶片泵的第五次改型产品，具有结构简单、性能稳定、排量范围大、压力流量脉动小，噪声低及寿命长等优点，广泛适用于机床设备和其他中低压液压传动系统中。YB型叶片泵主要技术参数见表3-33型号说明及主要结果参数见表3-34。