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發(fā)布日期:2022-04-27 點擊率:68
葉片泵根據(jù)工作原理可分為單作用式及雙作用式兩類。單作用式可做成各種變量型,但主要零件在工作時要受徑向不平衡力的作用,工作條件較差。雙作用式一般不能變量,但徑向力平衡,工作情況較好,應用得到推廣。
一、雙作用葉片泵
(1)工作原理
圖1所示為雙作用葉片泵的工作原理。該泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、配流盤4以及泵體5等零件組成。定子2與泵體固定在一起,葉片3可在轉(zhuǎn)子徑向葉片槽中靈活滑動,葉片槽的底部通過配流盤上的油槽(圖中未表示出來)與壓油窗口相連。在圖示l、3象限,密封工作油腔的容積由大變小,通過配流盤的壓油窗口(與壓油口相連),將油液壓出。由于轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作油腔完成兩次吸油和壓油,所以稱為雙作用葉片泵。兩個吸油區(qū)(低壓)和兩個壓油區(qū)(高壓)在徑向上是對稱分布的,作用在轉(zhuǎn)子上的液壓作用力互相平衡,使轉(zhuǎn)子軸軸承的徑向載荷得以平衡,所以又稱平衡式液壓泵。由于改善了機件的受力情況,所以雙作用葉片泵可承受的工作壓力比普通齒輪泵高。
圖1雙作用葉片泵的工作原理 圖2雙作用葉片泵的流量計算
(2)流量
根椐圖2所示,V1為吸油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積,V2為壓油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積,考慮到葉片厚度對吸油和壓油時油液體積的影響,泵軸一轉(zhuǎn)完成兩次吸油和壓油,因此泵的排量為
(1)
所以當雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n,泵的容積效率為ηv時,泵的理論流量和實際輸出流量分別為:
(3)
式中R、r—葉片泵定子內(nèi)表面圓弧部分長、短半徑;
b—葉片厚度;
θ—葉片傾角;
z—葉片數(shù)。
(3)定子曲線
雙作用葉片泵的定子曲線直接影響泵的性能,如流量均勻性、噪聲、磨損等。過渡曲線應保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上,保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻,使葉片對定子內(nèi)表面的沖擊盡可能小。等加速—等減速曲線、高次曲線和余弦曲線等是目前得到較廣泛應用的幾種曲線。
(4)高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點
由于一般雙作用葉片泵的葉片底部通壓力油,就使得處于吸油區(qū)的葉片頂部和底部的液壓作用力不平衡,這時葉片的頂部是低壓油,而底部是壓力油。葉片頂部以很大的力壓向定子的內(nèi)表面,加速了定子內(nèi)表面的磨損,影響泵的壽命和額定壓力的提高。對高壓葉片泵常采用以下措施來改善葉片受力狀況。
①減小通往吸油區(qū)葉片根部的油液壓力,即在吸油區(qū)葉片根部與壓油腔之間串聯(lián)一減壓閥或阻尼槽,使壓油腔的壓力油經(jīng)減壓后再與葉片根部相通。這樣葉片經(jīng)過吸油區(qū)時,葉片壓向定子內(nèi)表面的作用力不會太大。
②減小葉片低部承受壓力油作用的面積。
二、單作用葉片泵
單作用葉片泵的工作原理如圖3所示。當轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時,右邊密封工作腔的容積逐漸增大,通過配流盤上的吸油窗口將油液吸入,而左邊密封工作腔的容積逐漸減小,通過壓油窗口將油液壓出。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每兩葉片間的密封工作腔實現(xiàn)一次吸油和壓油,故稱單作用葉片泵。
由圖3-12可看出,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作腔容積變化為ΔV=V1–V2,于是葉片泵每轉(zhuǎn)輸出的油液體積為ΔV(Z為葉片數(shù))。由此可得單作用葉片泵的排量近似為
(5)
圖3單作用葉片泵的工作原理 圖4 單作用葉片泵的排量計算
單作用葉片泵的特點:
(1)改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。偏心反向時,吸油壓油方向也相反;
(2)處在壓油腔的葉片頂部受到壓力油的作用,該作用要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使葉片頂部可靠地和定子內(nèi)表面相接觸,壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通,這里的葉片僅靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上;
(3)由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力,所以這種泵一般不宜用于高壓。
(4)為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出,而使葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜角,稱后傾角,一般為24°。
三、限壓式變量葉片泵
圖6限壓式變量葉片泵的特性曲線
(2)限壓式變量葉片泵的特性曲線
限壓式變量葉片泵在工作過程中,當工作壓力p小于預先調(diào)定的限定壓力pc時,液壓作用力不能克服彈簧的預緊力,這時定子的偏心距保持最大不變,因此泵的輸出流量qA不變,但由于供油壓力增大時,泵的泄漏流量pl也增加,所以泵的實際輸出流量q也略有減少,如圖6限壓式變量葉片泵的特性曲線中的AB段所示。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘5(見圖5)可調(diào)節(jié)最大偏心量(初始偏心量)的大小。從而改變泵的最大輸出流量qA,特性曲線AB段上下平移,當泵的供油壓力p超過預先調(diào)整的壓力pB時,液壓作用力大于彈簧的預緊力,此時彈簧受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,其變化規(guī)律如特性曲線BC段所示。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧10可改變限定壓力pc的大小,這時特性曲線BC段左右平移,而改變調(diào)壓彈簧的剛度時,可以改變BC段的斜率,彈簧越“軟”(ks值越小),BC段越陡,pmax值越小;反之,彈簧越“硬”(ks值越大),BC段越平坦,pmax值亦越大。當定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心量為零時,系統(tǒng)壓力達到最大值,該壓力稱為截止壓力,實際上由于泵的泄漏存在,當偏心量尚未達到零時,泵向系統(tǒng)的輸出流量實際已為零。
葉片泵根據(jù)工作原理可分為單作用式及雙作用式兩類。單作用式可做成各種變量型,但主要零件在工作時要受徑向不平衡力的作用,工作條件較差。雙作用式一般不能變量,但徑向力平衡,工作情況較好,應用得到推廣。
一、雙作用葉片泵
(1)工作原理
圖1所示為雙作用葉片泵的工作原理。該泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、配流盤4以及泵體5等零件組成。定子2與泵體固定在一起,葉片3可在轉(zhuǎn)子徑向葉片槽中靈活滑動,葉片槽的底部通過配流盤上的油槽(圖中未表示出來)與壓油窗口相連。在圖示l、3象限,密封工作油腔的容積由大變小,通過配流盤的壓油窗口(與壓油口相連),將油液壓出。由于轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作油腔完成兩次吸油和壓油,所以稱為雙作用葉片泵。兩個吸油區(qū)(低壓)和兩個壓油區(qū)(高壓)在徑向上是對稱分布的,作用在轉(zhuǎn)子上的液壓作用力互相平衡,使轉(zhuǎn)子軸軸承的徑向載荷得以平衡,所以又稱平衡式液壓泵。由于改善了機件的受力情況,所以雙作用葉片泵可承受的工作壓力比普通齒輪泵高。
圖1雙作用葉片泵的工作原理 圖2雙作用葉片泵的流量計算
(2)流量
根椐圖2所示,V1為吸油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積,V2為壓油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積,考慮到葉片厚度對吸油和壓油時油液體積的影響,泵軸一轉(zhuǎn)完成兩次吸油和壓油,因此泵的排量為
(1)
所以當雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n,泵的容積效率為ηv時,泵的理論流量和實際輸出流量分別為:
(3)
式中R、r—葉片泵定子內(nèi)表面圓弧部分長、短半徑;
b—葉片厚度;
θ—葉片傾角;
z—葉片數(shù)。
(3)定子曲線
雙作用葉片泵的定子曲線直接影響泵的性能,如流量均勻性、噪聲、磨損等。過渡曲線應保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上,保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻,使葉片對定子內(nèi)表面的沖擊盡可能小。等加速—等減速曲線、高次曲線和余弦曲線等是目前得到較廣泛應用的幾種曲線。
(4)高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點
由于一般雙作用葉片泵的葉片底部通壓力油,就使得處于吸油區(qū)的葉片頂部和底部的液壓作用力不平衡,這時葉片的頂部是低壓油,而底部是壓力油。葉片頂部以很大的力壓向定子的內(nèi)表面,加速了定子內(nèi)表面的磨損,影響泵的壽命和額定壓力的提高。對高壓葉片泵常采用以下措施來改善葉片受力狀況。
①減小通往吸油區(qū)葉片根部的油液壓力,即在吸油區(qū)葉片根部與壓油腔之間串聯(lián)一減壓閥或阻尼槽,使壓油腔的壓力油經(jīng)減壓后再與葉片根部相通。這樣葉片經(jīng)過吸油區(qū)時,葉片壓向定子內(nèi)表面的作用力不會太大。
②減小葉片低部承受壓力油作用的面積。
二、單作用葉片泵
單作用葉片泵的工作原理如圖3所示。當轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時,右邊密封工作腔的容積逐漸增大,通過配流盤上的吸油窗口將油液吸入,而左邊密封工作腔的容積逐漸減小,通過壓油窗口將油液壓出。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每兩葉片間的密封工作腔實現(xiàn)一次吸油和壓油,故稱單作用葉片泵。
由圖3-12可看出,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作腔容積變化為ΔV=V1–V2,于是葉片泵每轉(zhuǎn)輸出的油液體積為ΔV(Z為葉片數(shù))。由此可得單作用葉片泵的排量近似為
(5)
圖3單作用葉片泵的工作原理 圖4 單作用葉片泵的排量計算
單作用葉片泵的特點:
(1)改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。偏心反向時,吸油壓油方向也相反;
(2)處在壓油腔的葉片頂部受到壓力油的作用,該作用要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使葉片頂部可靠地和定子內(nèi)表面相接觸,壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通,這里的葉片僅靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上;
(3)由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力,所以這種泵一般不宜用于高壓。
(4)為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出,而使葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜角,稱后傾角,一般為24°。
三、限壓式變量葉片泵
圖6限壓式變量葉片泵的特性曲線
(2)限壓式變量葉片泵的特性曲線
限壓式變量葉片泵在工作過程中,當工作壓力p小于預先調(diào)定的限定壓力pc時,液壓作用力不能克服彈簧的預緊力,這時定子的偏心距保持最大不變,因此泵的輸出流量qA不變,但由于供油壓力增大時,泵的泄漏流量pl也增加,所以泵的實際輸出流量q也略有減少,如圖6限壓式變量葉片泵的特性曲線中的AB段所示。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘5(見圖5)可調(diào)節(jié)最大偏心量(初始偏心量)的大小。從而改變泵的最大輸出流量qA,特性曲線AB段上下平移,當泵的供油壓力p超過預先調(diào)整的壓力pB時,液壓作用力大于彈簧的預緊力,此時彈簧受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,其變化規(guī)律如特性曲線BC段所示。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧10可改變限定壓力pc的大小,這時特性曲線BC段左右平移,而改變調(diào)壓彈簧的剛度時,可以改變BC段的斜率,彈簧越“軟”(ks值越小),BC段越陡,pmax值越小;反之,彈簧越“硬”(ks值越大),BC段越平坦,pmax值亦越大。當定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心量為零時,系統(tǒng)壓力達到最大值,該壓力稱為截止壓力,實際上由于泵的泄漏存在,當偏心量尚未達到零時,泵向系統(tǒng)的輸出流量實際已為零。
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