根據(jù)液體的原理，泵可分為動(dòng)力泵和容積泵兩大類。容積泵主要依靠包容輸送液體的密封工作空間容積的周期性變化，把動(dòng)力源的能量周期性地傳遞給液體，使液體的壓力增加直至排出。容積泵可分為往復(fù)泵和轉(zhuǎn)子泵。與往復(fù)泵不同的是，轉(zhuǎn)子泵沒有閥門等部件，活動(dòng)部分為泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。若根據(jù)轉(zhuǎn)子形式又可分為齒輪泵、螺桿泵、旋轉(zhuǎn)活塞泵和撓性泵等。

凸輪泵又可稱為羅茨泵、凸輪轉(zhuǎn)子泵泵等，根據(jù)轉(zhuǎn)子葉片數(shù)也可分為單葉凸輪泵、雙葉凸輪泵和多葉凸輪泵，而根據(jù)葉片的形式又可分為直葉轉(zhuǎn)子凸  輪泵和扭葉轉(zhuǎn)子凸輪泵，同時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)部之間或轉(zhuǎn)子間的接觸狀態(tài)又可分為非接觸式凸輪泵和接觸式凸輪泵。目前常用的凸輪轉(zhuǎn)子泵一般是雙葉或多葉的直葉非接觸式容積泵，它具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單和拆卸維修便捷等突出優(yōu)勢。在以下沒有指明的情況下，凸輪泵均指凸輪轉(zhuǎn)子泵。

齒輪泵的工作原理

凸輪轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)和工作原理是從齒輪泵中借鑒演化而來的，為更好地理解凸輪轉(zhuǎn)子泵的工作原理，有必要對齒輪泵的工作原理做下介紹。

齒輪泵是轉(zhuǎn)子泵中較常用的一種，齒輪泵由于結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、工作可靠和維修方便等優(yōu)點(diǎn)在液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。齒輪泵由兩個(gè)齒輪相互齒合來對液體產(chǎn)生擠壓輸送作用，其特點(diǎn)是一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪。一把齒輪泵因內(nèi)泄較大而存在徑向力不平衡和困油現(xiàn)象。

凸輪轉(zhuǎn)子泵工作原理

對于常見的非接觸式凸輪泵而言，轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子和泵殼之間始終保持恒定的微小間隙，也即兩轉(zhuǎn)子頁面互不接觸，通過周期性的容積變化來將介質(zhì)從吸入腔帶至壓出腔并排出，因此適用的介質(zhì)黏度和含固量范圍很寬，可由低黏度到半固態(tài)以及含固體顆粒的介質(zhì)。凸輪泵相對運(yùn)動(dòng)間的間隙主要取決于介質(zhì)的黏度，當(dāng)超過一定黏度范圍時(shí)就必須調(diào)整增大間隙。凸輪轉(zhuǎn)子泵的工作原理決定了其在改善過泵介質(zhì)在高壓、高溫、高剪切下黏度降低及剪切敏感介質(zhì)安全性等方面具有較高的可靠性和優(yōu)越性。

轉(zhuǎn)子分為兩葉、三葉、四葉凸輪轉(zhuǎn)子，當(dāng)兩轉(zhuǎn)子在齒輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與泵的吸入口相通的工作腔容積不斷增大，此時(shí)為吸入過程；當(dāng)轉(zhuǎn)子在齒輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與泵的吸入口相通的工作腔容積不斷增大，此時(shí)為吸入過程；當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)形成封閉腔時(shí)，吸入過程結(jié)束；轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，封閉腔與凸輪轉(zhuǎn)子的出口相通，密封腔的介質(zhì)便從出口排出；與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子的另一側(cè)又處于容積增大的過程，進(jìn)行吸入過程。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，交替完成吸入和排出過程，從而實(shí)現(xiàn)凸輪泵對液體的輸送。

雙葉凸輪爪子泵每旋轉(zhuǎn)一周完成兩次吸入和排出過程，其類似于雙杠雙作用活塞泵。

三葉凸輪轉(zhuǎn)子泵每旋轉(zhuǎn)一周則完成三次吸入和排出過程。

四葉凸輪轉(zhuǎn)子泵每旋轉(zhuǎn)一周則完成四次吸入和排出過程。理論上來說，相較于雙葉凸輪轉(zhuǎn)子泵而言，三葉和四葉凸輪轉(zhuǎn)子泵具有更高的效率和更低的噪聲。

對于凸輪泵而言，泵的流量只取決于工作腔容積變化值以及在單位時(shí)間內(nèi)的變化頻率，理論上與排出壓力無關(guān)。凸輪泵在工作過程中實(shí)際上是通過轉(zhuǎn)子與泵體之間的相對運(yùn)動(dòng)來改變工作容積的，從而使所輸送的流體能量增加。凸輪泵特別適合衛(wèi)生級介質(zhì)和腐蝕性、高粘度介質(zhì)的輸送，且轉(zhuǎn)子表面不需要潤滑，無磨損，較齒輪泵具有更大的應(yīng)用前景。

凸輪轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)勢

凸輪轉(zhuǎn)子泵作為一種工作原理簡單、體積小、質(zhì)量小和無污染等容積泵，不僅適用于油液介質(zhì)的輸送，而且在石油石化、市政消防、食品醫(yī)藥等行業(yè)也有潛在的廣闊市場，在很多場合可替代離心泵和螺桿泵。凸輪泵在輸送含固體顆粒介質(zhì)、剪切敏感介質(zhì)和高黏度介質(zhì)方面優(yōu)勢明顯。相互嚙合的轉(zhuǎn)子與泵殼之間形成較大的腔體可以通過粒徑較大的固體顆粒而無堵塞，且對于物料的完整度可保證90%以上。凸輪泵機(jī)械運(yùn)動(dòng)的整理剪切效應(yīng)主要來自于轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間以及兩轉(zhuǎn)子之間引起的剪切。泵通過機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)輸送介質(zhì)時(shí)，并非所有介質(zhì)都收到剪切，對于收到剪切的介質(zhì)，且剪切率也不同，介質(zhì)收到剪切的時(shí)間非常短。在輸送高黏度介質(zhì)方面，凸輪泵依靠轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與腔體之間的間隙形成密封，高黏度的介質(zhì)會阻止自身通過間隙回流，從而獲得較高的容積效率。當(dāng)介質(zhì)的黏度大于某一值時(shí)且入料充分的條件下，凸輪泵的容積效率可達(dá)到非常高的水平。不過需要注意的是，高黏度的介質(zhì)雖然使泵的容積效率得到提升，單需要更大的轉(zhuǎn)矩力才能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。即便如此，對于輸送高黏度的介質(zhì)，凸輪泵比離心泵有更大的性能優(yōu)勢。

凸輪泵的基本結(jié)構(gòu)

凸輪轉(zhuǎn)子泵主要由凸輪轉(zhuǎn)子、一對同步嚙合齒輪、機(jī)械密封、泵體、泵體端蓋、齒輪箱、傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器等零件組成。原動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪箱內(nèi)的一對反向同步旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合而將動(dòng)力傳遞給被動(dòng)軸，泵體內(nèi)的一對凸輪轉(zhuǎn)子分別固定在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，由于傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比為1，故兩轉(zhuǎn)子可實(shí)現(xiàn)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)。對于非接觸式凸輪泵來說，轉(zhuǎn)子月泵腔內(nèi)壁之間沒有接觸，其間隙通常為0.5—1.0mm，泵腔通過間隙來密封。

目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)形式主要有立式和臥式兩種。臥式結(jié)構(gòu)的凸輪泵的轉(zhuǎn)子軸線呈水平布置，兩軸線所構(gòu)成的平面平行于水平面，接管比較方便。立式結(jié)構(gòu)凸輪泵的轉(zhuǎn)子軸線呈水平布置，兩軸線所構(gòu)成的平面與水平垂直。臥式結(jié)構(gòu)相對于立式結(jié)構(gòu)凸輪泵的轉(zhuǎn)子重心較低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性更好，是目前普遍應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，不過其占地面積較立式機(jī)構(gòu)要大一些。凸輪泵能否產(chǎn)生壓力和高效輸送介質(zhì)，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)子之間的嚙合情況、兩轉(zhuǎn)子及其與泵殼內(nèi)壁之間的間隙以及轉(zhuǎn)軸密封的性能。