中有两个可以作相对滑动的叶片1和2,每个叶片都有一棱边与定子内表面接触,在叶片的顶部形成一个油腔a,叶片底部油腔b始终与压油腔相通,并通过两叶片间的小孔c与油腔a相连通,因而使叶片顶端和底部的液压作用力得到平衡。适当选择叶片顶部棱边的宽度,可以使叶片对定子表面既有一定的压紧力,又不致使该力过大。为了使叶片运动灵活,对零件的制造精度将提出较高的要求。
图3-16(b)所示为叶片装弹簧的结构,这种结构叶片1较厚,顶部与底部有孔相通,叶片底部的油液是由叶片顶部经叶片的孔引入的,因此叶片上下油腔油液的作用力基本平衡,为使叶片紧贴定子内表面,保证密封,在叶片根部装有弹簧。
图3-16叶片液压力平衡的高压叶片泵叶片结构
1、2—叶片 3—定子 4—转子
二、双级叶片泵和双联叶片泵
1. 双级叶片泵
为了要得到较高的工作压力,也可以不用高压叶片泵,而用双级叶片泵,双级叶片泵是由两个普通压力的单级叶片泵装在一个泵体内在油路上串接而成的,如果单级泵的压力可达7.0MPa,双级泵的工作压力就可达14.0MPa。
图3-17双级叶片泵的工作原理
1、2—管路
双级叶片泵的工作原理如图3-17所示,两个单级叶片泵的转子装在同一根传动轴上,当传动轴回转时就带动两个转子一起转动。第一级泵经吸油管从油箱吸油,输出的油液就送入第二级泵的吸油口,第二级泵的输出油液经管路送往工作系统。设第一级泵输出压力为p1,第二级泵输出压力为p2。为使两级转子具有相等的负载，需保证p2?2p1。为了平衡两个泵的载荷,在泵体内设有载荷平衡阀。第一级泵和第二级泵的输出油路分别经管路1和2通
41
到平衡阀的大滑阀和小滑阀的端面,两滑阀的面积比A1/A2?2。当两个泵的流量相等时,平衡阀两边的阀口都封闭，p1A1?p2A2,则p2?2p1。如第一级泵的流量大于第二级时,油液压力p1就增大,使p1?1/2p2,因此p1A1?p2A2,平衡阀被推向右,第一级泵的多余油液从管路1经阀口流回第一级泵的进油管路,使两个泵的载荷获得平衡；如果第二级泵流量大于第一级时,油压p1就降低,使p1A1?p2A2,平衡阀被推向左,第二级泵输出的部分油液从管路2经阀口流回第二级泵的进油口而获得平衡。
2.双联叶片泵
图3-18 YB型双联叶片泵结构
双联叶片泵是由两个单级叶片泵装在一个泵体内在油路上并联组成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转,有各自独立的出油口,两个泵可以是相等流量的,也可以是不等流量的。
双联叶片泵常用于有快速进给和工作进给要求的机械加工的专用机床中,这时双联泵由一小流量和一大流量泵组成。当快速进给时,两个泵同时供油(此时压力较低),当工作进给时,由小流量泵供油(此时压力较高),同时在油路系统上使大流量泵卸荷,这与采用一个高压大流量的泵相比,可以节省能源,减少油液发热。这种双联叶片泵也常用于机床液压系统中需要两个互不影响的独立油路中。
图3-19 双联叶片泵工作原理及图形符号
（a）原理图 （b）符号图
三、单作用叶片泵
1、单作用叶片泵的工作原理
单作用叶片泵的工作原理如图3-20所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽
42
内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁，这样在定子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片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，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。
1—转子 2—定子 3—叶片 图3-20 单作用叶片泵的工作原理
2、单作用叶片泵的排量和流量计算
单作用叶片泵的排量为各工作容积在主轴旋转一周时所排出的液体的总和,如图3-21所示,两个叶片形成的一个工作容积V?近似地等于扇形体积V1和V2之差,即：
图3-21单作用叶片泵排量计算简图
V'?V1?V2?14?22B???R?e???R?e???ReB (3-20)??2z
式中：R──定子的内径(m)；
e──转子与定子之间的偏心矩(m)； B──定子的宽度(m)；
?──相邻两个叶片间的夹角,??2?/z； z──叶片的个数。
因此,单作用叶片泵的排量为：
B (3-21) V?zV??故当转速为n,泵的容积效率为?V时的泵的理论流量和实际流量分别为：
qi?Vn?4?ReBn (3-22)
q?qi?v?4?ReBn?v43
(3-23)
在式(3-18)和式(3-19)中的计算中并未考虑叶片的厚度以及叶片的倾角对单作用叶片泵排量和流量的影响，实际上叶片在槽中伸出和缩进时，叶片槽底部也有吸油和压油过程，一般在单作用叶片泵中，压油腔和吸油腔处的叶片的底部是分别和压油腔及吸油腔相通的,因而叶片槽底部的吸油和压油恰好补偿了叶片厚度及倾角所占据体积而引起的排量和流量的减小,这就是在计算中不考虑叶片厚度和倾角影响的缘故。
单作用叶片泵的流量也是有脉动的,理论分析表明,泵内叶片数越多,流量脉动率越小,此外,奇数叶片的泵的脉动率比偶数叶片的泵的脉动率小,所以单作用叶片泵的叶片数均为奇数,一般为13或15片。 3、单作用叶片泵的结构特点
(1)改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反向时,吸油压油方向也相反。 (2)处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用,该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通,这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。
(3)由于转子受到不平衡的径向液压作用力,所以这种泵一般不宜用于高压。
(4)为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，称后倾角，一般为24°。
四、限压式变量叶片泵
图 3-22限压式变量叶片泵的工作原理
1—转子 2—定子 3—压油窗口 4—活塞 5—螺钉 6—活塞腔
7—通道 8—吸油窗口 9—调压弹簧 10—调压螺钉
1.限压式变量叶片泵的工作原理
限压式变量叶片泵是单作用叶片泵,根据前面介绍的单作用叶片泵的工作原理,改变定子和转子间的偏心距e,就能改变泵的输出流量,限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量。当压力低于某一可调节的限定压力时,泵的输出流量最大；压力高于限定压力时,随着压力增加,泵的输出流量线性地减少,其工作原理如图3-22所示。泵的出口经通道7与活塞6相通。在泵未运转时,定子2在弹簧9的作用下,紧靠活塞4,并使活塞4靠在螺钉5上。这时,定子和转子有一偏心量e0，调节螺钉5的位置，便可改变e0。当泵的出口压力p较低时,则作用在活塞4上的液压力也较小,若此液压力小于上端的弹簧作用力,当活塞的面积为A、调压弹簧的刚度ks、预压缩量为x0时,有：
pA?ksx0 (3-24)
此时,定子相对于转子的偏心量最大,输出流量最大。随着外负载的增大,液压泵的出口压力p也将随之提高,当压力升至与弹簧力相平衡的控制压力pB时,有：
pBA?ksx0 (3-25) 当压力进一步升高,使pA?ksx0,这时,若不考虑定子移动时的摩擦力,液压作用力就要克
44