叶片泵的工作原理

创建于05.17

f. 刀片和定子内表面的磨损及对策 由于双作用叶片泵定子内表面上矢量直径变化的梯度较大，油吸入段的刀片需要具有更大的径向加速度，以确保其外端不为空。然而，由于运动摩擦的影响，刀片自身的离心力往往无法满足要求，因此这种泵通常通过阀板上的环形槽将刀片槽底部与泵连接。 如图3-6所示，环形槽a通过阀板背面的槽（虚线）与油压区域相连。环形槽的位置对应于转子刀片槽的底部，以便将高压油引入所有刀片槽的底部。在液压的帮助下，位于油吸入区域的刀片可以快速伸展。

对于工作压力较高的泵，压力区内叶片顶部和底部的液压力基本可以平衡。然而，在油吸收段，叶片槽底部的液压压力明显高于延伸叶片所需的力，导致该段叶片与定子内表面之间的接触应力过大，从而增加了摩擦阻力，降低了机械效率，并加剧了接触面（特别是在油吸收段末端附近）的磨损。在严重的情况下，叶片会因末端的切向阻力过大而损坏，导致盘的延伸断裂。因此，对于高压双作用叶片泵，有必要补偿作用在叶片底部的外部推力（一般情况下，中低压泵则不需要）。

当刀片位于油吸收区域时，刀片底部压力油的外部推力 F 为 0

F=pA                            (3-1)

Where P -- 刀片根部的油压；

A -- 刀根的有效压缩区域。

有两种补偿原理用于作用在刀片底部的外部推力：一种是尽量将油吸收区域刀片槽底部的压力 P 降低到合理值；另一种是采用特殊的刀片结构来减小刀片底部的有效压力面积 a。内部弹簧力也可以用来替代液压来推导刀片。具体措施如下。

i. 图 h 显示了一种带有设定值减压阀和浮动端板的叶片泵。附加在泵上的减压阀 6 降低泵的压力腔中的压力，然后将其引导至油吸入区域的叶片槽底部，从而减少叶片 2 对定子 1 的作用力。通过这种方法可以达到最佳推力值。但减压阀不仅复杂且昂贵，还消耗部分输出流量，导致泵的容积效率降低；而简单的节流槽难以完全满足压力分布的要求，因此目前很少使用。

II. 采用特殊刀片结构。常用的特殊刀片结构有双刀片结构、双刃刀片结构、阶梯刀片结构等。

图I显示了一种双叶片结构。两个叶片2在顶部制成斜面，并以相反方向重叠。由两个小叶片顶部和滑道形成的三角腔体4通过重叠表面的沟槽5与叶片槽底部6相连。与叶片槽底部相连的油排放腔中的压力被引入此腔体，从而在叶片顶部和滑道轴承之间形成不完全卸载静压力。这种方法的优点在于它具有与工作压力成比例的补偿效果，并且由于在叶片顶部的滑动表面形成了两条密封线，进一步减少了泄漏。缺点是难以确保叶片的强度；叶片重叠表面之间的高压油产生的力将大于叶片与转子槽之间油的压力力，而由此产生的开口力将加剧叶片和转子槽的磨损。这种结构更适合大型叶片泵。

叶片的结构如图J所示，在转子叶片的槽中，有叶片7和中间分开的叶片3。叶片可以自由滑动。转子1上的压力平衡孔6使母叶片的头部和底部的液压压力达到平衡。泵的压力油通过端口板和转子槽进入母叶片和子叶片之间的中间压力腔5。如果不考虑离心力和惯性力，作用在定子上的叶片推力是

F=(p2–p1)bt                         (3-2)

阶梯叶片的结构如图K所示。叶片沿厚度方向被分为阶梯形状。转子上的叶片槽也被制成相应的形状。它们之间的中间油腔通过阀板上的槽与压力油相连。转子上的压力平衡油道将叶片顶部的油压引导到叶片底部。类似于母子叶片的结构，在压力油被引入中间油腔之前设置了节流阻尼，以保持腔内足够的压力，当叶片向内收回时，确保叶片紧贴定子的内表面。这种结构的叶片槽形状复杂，工艺性较差。

III. 弹簧压力如图L所示，在转子槽的底部预设了几个压缩弹簧（圆柱形弹簧或燕尾弹簧），以帮助叶片向外伸展。当槽底与同相流分布窗口连接时，叶片端在滑道上的压缩力仅依赖于泵速和接触位置的矢量直径，与工作压力无关。这种结构的优点是叶片的运动不会影响泵的瞬时位移。缺点是需要在转子槽的底部钻孔，这对强度产生不利影响，并且往往难以满足弹簧疲劳强度的要求。

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