叶片泵具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小、结构紧凑、寿命长等优点；但与齿轮泵相比对油液污染较敏感，油液中杂质较多时，叶片易出现卡死现象，结构也较复杂。中、低压叶片泵的工作压力一般为8 MPa，中、高压叶片泵的工作压力可达25～32 MPa。叶片泵的转速为600～2 500 r/min，多用于机械制造中的专用机床、自动线。
叶片泵可分为单作用（转子每转完成吸、排油各一次）和双作用（转子每转完成吸、排油各两次）两种型式。
1.双作用式叶片泵
1）工作原理
图2－1－10 为双作用式叶片泵的工作原理图。定子1 的内表面由2 段半径为R 的长圆弧、2 段半径为r 的短圆弧和4 段过渡曲线组成，定子1 与转子3 同心。在转子上沿圆周均布的若干个槽内分别安放有叶片，这些叶片可沿槽做径向滑动。在配流盘上，对应于定子4段过渡曲线的位置开有4 个腰形配流窗口，其中2 个窗口与泵的吸油口连通，为吸油窗口；另2 个窗口与压油口连通，为压油窗口。按图示转动时，密封容积在左上角和右下角处逐渐增大，是吸油区；在左下角和右上角处逐渐减小，是压油区；吸、压油区之间有一段封油区将两者隔开。这种泵转子每转1 转时，每个密封工作腔完成吸、压油2 次，故称为双作用式叶片泵。吸油区与压油区在结构上是径向对称的，作用于转子上的径向液压力平衡，故又称为平衡式叶片泵。双作用式叶片泵是定量泵。
图2-1-10 双作用式叶片泵工作原理
1—定子；2—压油口；3—转子；4—叶片；5—吸油口
双作用式叶片泵动画录制
2）排量和流量
双作用叶片泵的排量V 和实际流量qv 分别为
式中 b——叶片宽度；
R——定子长半径；
r——定子短半径；
n——转子转速；
ηv——泵的容积效率。
3）结构要点
（1）定子曲线。理想的叶片泵定子过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度和加速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧交接点处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声。目前，双作用式叶片泵一般都是用综合性能较好的等加速、等减速曲线作为过渡曲线。
（2）径向作用力平衡。转子转1 转时，两叶片间的工作容积完成2 次吸油和压油过程。吸油口与压油口对称分布，作用于转子上的径向作用力平衡。
（3）叶片倾角。叶片沿定子曲线滑动时，其端部受到定子内表面的反作用推力和与滑动方向相反的摩擦力的作用，它们的合力可分解为沿叶片槽方向的分力和垂直于叶片的分力。叶片与定子曲线的接触压力角越大，垂直分力也越大。为避免接触压力角过大而造成叶片在槽中滑动困难或被卡住（自锁），通常将叶片槽相对转子半径沿转动方向前倾一角度θ，以减少接触压力角，一般取θ＝13°。
4）提高叶片泵寿命的措施
（1）叶片与定子采用耐磨材料：定子一般多用38CrMoAl 合金钢进行渗氮处理，使其内表面的耐磨性比较好，而叶片多采用W18Cr4V。
（2）减少低压区叶片对定子内表面的压紧力：减薄叶片厚度，可以减少压紧力，但叶片太薄，其刚度和强度都会受到影响，制造工艺较复杂，给叶片及叶片槽的加工带来困难。一般按结构及工艺要求，叶片厚度应在1.8～2.2 mm。同时为改善叶片的受力情况，要求叶片留在槽内的最短长度不小于其总长度的2/3。
（3）转子是叶片泵的关键零件之一，其损坏形式主要是转子体两相邻叶片槽根部的断裂。为提高转子的抗冲击强度，同时保证叶片槽有足够的硬度以防止槽磨损，转子体一般采用冲击韧性较好的40Cr 淬火处理。叶片数增加使相邻叶片槽底部的距离缩短，转子体的强度减弱。为保证转子体的强度，一般叶片泵的叶片数不超过16 个，常用12 个叶片。
（4）双作用式叶片泵为定量泵，输出的排量和流量是恒定的，实践生产中常用单作用式叶片泵做变量泵，使其输出的流量可以随执行元件速度的变化而变化。
2.单作用式叶片泵
1）工作原理
图2－1－11 为单作用式叶片泵的工作原理图。定子的内表面是圆柱形孔，转子2 与定子3 之间有一偏心，叶片4 在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动的离心力和通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，使两相邻叶片、配油盘、定子和转子之间形成一个密封的工作腔。当转子转动时，右侧的叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，此时由吸油口5 和配油盘上窗口将油吸入。左侧的叶片向里缩回，密封腔容积逐渐减小，将油液由配油盘的另一窗口和压油口1 压入系统中。这种泵的转子每转1 转，吸、压油各1 次，故称单作用式叶片泵。
2）排量和流量
单作用式叶片泵的排量V 和流量qv 分别为
式中 D——定子直径；
e——定子与转子的偏心距；
B——转子的宽度。
图2-1-11 单作用式叶片泵工作原理(www.xing528.com)
1—压油口；2—转子；3—定子；4—叶片；5—吸油口
单作用式叶片泵动画录制
3）结构要点
（1）定子和转子偏心安装。改变定子和转子之间的偏心方向和大小，可改变泵的进、出油方向和排量，故单作用式叶片泵又称为双向变量泵。
（2）径向液压力不平衡。与齿轮泵相似，单作用式叶片泵转子上也会受到单方向的径向液压不平衡作用力，故又称为非平衡泵。其轴承所受负载较大，使泵的工作压力受到限制，额定压力不超过7 MPa。
（3）叶片后倾。为使叶片工作时易甩出，叶片槽常做成后倾结构，后倾角通常为24°。为使叶片能始终贴紧在定子内表面上，应在压油腔叶片底部通高压油，在吸油腔叶片底部通低压油。
3.限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵是单作用式叶片泵，它是借助输出压力自动改变偏心距e 的大小来改变输出流量的。限压式变量叶片泵在负荷小时，泵输出流量大，可实现快速移动；当负荷增加时，泵输出流量减少，输出压力增加，运动速度降低。此特性可减少能量消耗，避免油温升高。限压式变量叶片泵有内反馈式和外反馈式两种。
1）内反馈式变量叶片泵
内反馈式变量叶片泵的操纵力来自泵本身的排出压力，其结构如图2－1－12 所示。由于存在偏角θ，压油压力对定子环的作用力可以分解为垂直于偏心距OO1的分力F1和与偏心距同向的调节分力F2。F2与调节弹簧的压缩力、定子运动的摩擦力相平衡。当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预紧力时，泵的定子环对转子的偏心距保持在最大值，不随工作压力的变化而变化。当泵的工作压力超过设定值后，调节分力F2 大于弹簧预紧力，并随着工作压力的提高而增大，使定子向减小偏心距的方向移动，泵的排量开始下降。调节弹簧的预紧力，可调节其流量随压力的变化量。调节最大流量调节螺钉，可以调节其最大的流量值。
图2-1-12 内反馈式变量叶片泵
1—最大流量调节螺钉；2—弹簧预压缩量调节螺钉；3—叶片；4—转子；5—定子
2）外反馈式变量叶片泵
外反馈式变量叶片泵利用外来油源推动变量机构，可使泵的变量机构通过流量为0 的位置，实现双向变量。由于采用外来油源，故控制油压稳定，对泵的变量稳定性有一定好处。外反馈式变量叶片泵（图2－1－13）组成：变量泵主体、限压弹簧、调节机构（螺钉）、反馈液压缸。其工作原理如下：
（1）当pA<Fs （弹簧预紧力）时，定子不动，定子转子间的偏心距e＝e0 （e0 为定子的最大偏心量），液压泵的输出流量q＝qmax （qmax＝2πDeBn）。
（2）当pA＝Fs 时，定子即将移动，p＝pB，pB 为限定压力。
（3）当pA>Fs 时，定子右移，定子转子间的偏心距e 减小，q 减小。
图2-1-13 外反馈式变量叶片泵
1—转子；2—限压弹簧；3—定子；4—滑块滚针支承；5—反馈柱塞；6—流量调节螺钉
限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵的特性曲线如图2－1－14 所示。
图2-1-14 限压式变量叶片泵的特性曲线
当p≤pB，pA≤Fs，泵此时为定量泵，因泵本身的泄漏，输出流量q 小于理论流量qt；当p>pB 时，定子左移，偏心量减小，泵的流量减小。当泵的压力增加使定子与转子之间的偏心距近似为零，泵的输出流量为零、泵达到极限压力Pc，泵此时为变量泵。调节调压螺钉可改变xo，即可改变pB。
3）限压式变量叶片泵的应用
（1）执行机构需要有快、慢速运动的场合。如组合机床进给系统实现快进、工进、快退等。快进或快退：用AB 段——负载小、压力低、流量大。工进：用BC 段某点——负载大、压力高、速度慢、流量小。
（2）保压系统：提供小流量补偿系统泄漏。
（3）定位夹紧系统：定位夹紧——用AB 段；夹紧结束保压——用近C 点。
4.叶片泵的常见故障及排除方法
叶片泵的常见故障、原因及排除方法见表2－1－3。
表2 －1－3 叶片泵的常见故障、原因及排除方法
续表
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