單作用葉片泵的工作原理與結(jié)構(gòu)

    1．單作用葉片泵的工作原理

    單作用葉片泵的工作原理如圖E所示，與雙作用葉片泵相類似，單作用葉片泵的主要結(jié)構(gòu)也由轉(zhuǎn)子l、定子2、葉片3和端蓋等組成。但其定子的工作表面為圓柱形內(nèi)表面，且定子和轉(zhuǎn)子間設(shè)置有偏心距，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于葉片的離心力作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)壁，這樣，在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封的工作空間。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向（逆時針）回轉(zhuǎn)時，在定子腔體的右部，葉片要逐漸伸出，葉片間的工作空間將逐漸增大，形成了吸油條件，而當(dāng)它轉(zhuǎn)動到油腔的左邊時，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進(jìn)槽內(nèi)，密封空間逐漸縮小，形成了壓油條件，將油液從壓油口壓出。在吸油腔和壓油腔之間有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開。這種葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個密封空間只完成一次吸油和壓油，因此稱其為單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地進(jìn)行吸油和壓油的工作循環(huán)。

    2．單作用式葉片泵的特點與應(yīng)用

    與雙作用葉片泵相比較，單作用葉片泵具有以下特點。

    (1)泵流量可以調(diào)節(jié)。改變定子和轉(zhuǎn)于之間的偏心距大小便可以改變各個密封容積的變化幅度，從而改變泵的排量和流量。

    (2)吸、壓油路可以反向。當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子的偏心方向反向時，外部油路的吸油壓油方向也相反，所以可以實現(xiàn)吸、壓油路的方向改變。

    (3)轉(zhuǎn)子的徑向力不平衡。由于定子與轉(zhuǎn)子的偏心安裝結(jié)構(gòu)，油泵的轉(zhuǎn)子會受到不平衡的徑向力的作用，所以這種泵一般只用于低壓變量的應(yīng)用場合。

    單作用葉片泵多為低壓變量泵，其最高工作壓力一般為7MPa。

    3. 限壓式變量葉片泵的工作原理

    限壓式變量葉片泵是一種單作用葉片泵，通過改變定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e，就能改變泵的輸出流量。

    限壓式變量泵的工作原理如圖F所示，其轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心是固定的，而定子套相對轉(zhuǎn)子的偏心安裝是活動可調(diào)的，定子套的右側(cè)設(shè)置有反饋油缸6和活塞4，左側(cè)設(shè)置有調(diào)壓彈簧9和調(diào)壓螺釘10，而反饋油缸的作用油液來源于泵的壓力油口，所以泵在正常工作時，定子在出口油的反饋壓力和調(diào)壓彈簧9的相互作用下處于一個相對平衡的位置。

    這種泵的工作原理大致可以分為以下4種情況來分析。

    (1)當(dāng)泵剛剛開始工作，而泵的出口壓力尚未建立起來時，或者當(dāng)外部載荷較小而系統(tǒng)的油壓很低，活塞4上的作用力還不足以克服調(diào)壓彈簧9的作用力時，定子2在調(diào)壓彈簧9的作用下處于最右邊的位置，即泵處于最大偏心和最大輸出流量的狀態(tài)。

    (2)當(dāng)泵的出口壓力達(dá)到工作壓力p時，在系統(tǒng)壓力作用下，活塞4克服了調(diào)壓彈簧g的作用力向左推動定子套，使定子2在活塞4和調(diào)壓彈簧9的共同作用下處于某一個相對平衡的工作位置，定子的偏心距及輸出流量都處于一個相對平衡的狀態(tài)。

    (3)當(dāng)外部載荷有變化時，引起的系統(tǒng)壓力變化會導(dǎo)致泵的供油量做相應(yīng)的變化調(diào)整：當(dāng)外載增大引起系統(tǒng)壓力升高時，定子2會在活塞4的作用下向左移動，導(dǎo)致了偏心距減小，流量減小，液壓執(zhí)行元件的移動速度相應(yīng)地減慢；當(dāng)外載減小時，會引起定子向右移動，移動速度將相應(yīng)加快。

    (4)當(dāng)泵的出口壓力由于系統(tǒng)的超載或過載而超過調(diào)壓彈簧9和調(diào)壓螺釘10所調(diào)定的最高限定壓力pB時，調(diào)壓彈簧9將處于最大壓縮狀態(tài)，活塞4將定子2壓到最左位置，此時的定子偏心距為零（或接近于零），泵將停止向外供油，從而防止了出口壓力的繼續(xù)升高，起到了安全保護(hù)的作用。

    由于這種泵的最高輸出壓力可以通過調(diào)壓彈簧9和調(diào)壓螺釘10來加以控制，所以稱為限壓式泵。又因為這種泵的反饋控制是作用到定子套的外部，所以也稱為外反饋式限壓泵。

    4. 限壓武變量葉片泵的工作特性

    限壓式變量葉片泵工作特性曲線如圖G所示。當(dāng)工作壓力p小于預(yù)先調(diào)定的最小限定壓力時，液壓作用力不能克服彈簧9的作用力，這時定子的偏心距保持最大，泵的輸出流量qA將保持最大值，又因供油壓力的增大將使泵的泄漏流量q1也增加，所以泵的實際輸出流量q略有減少，如圖G中工作曲線的AB段所示。

    當(dāng)工作壓力p超過最小限定壓力時，液壓作用力大于彈簧9的作用力，此時彈簧9開始壓縮，定子向偏心量減小的方向移動，使泵的輸出流量減小，壓力愈高，彈簧壓縮量愈大，偏心量愈小，輸出流量愈小。在彈簧9的有效彈性變形范圍內(nèi)，流量與系統(tǒng)工作壓力的關(guān)系基本呈特性曲線BC段所示的線形變化規(guī)律。

    調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘10可以改變最高調(diào)定壓力pB的大小，這時特性曲線的BC段將左右平移；而改變調(diào)壓彈簧的剛度可以改變BC段的斜率，彈簧越“軟”，BC段越陡。

    調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘5，可以調(diào)節(jié)最大偏心距（初始偏心量）的大小，從而改變泵的最大輸出流量qA，使特性曲線AB段上下平移。

    5．限壓式變量葉片泵的應(yīng)用

    限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪廓尺寸大，相對運動的機(jī)件多，泄漏較大，同時轉(zhuǎn)子軸上承受較大的不平衡徑向液壓力，噪聲也較大，容積效率和機(jī)械效率都沒有定量葉片泵高。而從另外一方面看，在泵的工作壓力條件下，它能按外載和壓力的波動來自動詞節(jié)流量，節(jié)省了能源，減少了油液的發(fā)熱，對機(jī)械動作和變化的外載具有一定的白適應(yīng)調(diào)整性。

  限壓式變量葉片泵對那些要實現(xiàn)空行程快速移動和工作行程慢速進(jìn)給（慢速移動）的液壓驅(qū)動是一種較合適的動力源，一般快速行程需要快的移動速度和大的工作流量，而負(fù)載壓力較低，這正好對應(yīng)了特性曲線的AB起始段；而工作進(jìn)給時需要較高壓力，同時移動速度較低，所需流量減少，對應(yīng)了特性曲線的BC段。因此，這種泵特別適用于那些要求執(zhí)行元件有快速、慢速和保壓階段的中、低壓系統(tǒng)，有利于節(jié)能和簡化回路。