叶片泵 |
分类 : 单作用非卸荷式——变量泵 双作用卸荷式 ——定量泵
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双作用叶片泵: 1 双作用叶片泵的工作原理 1) 组成 定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等 2) 工作原理 V密形成:定子、转子和相邻两叶片、配流盘围成 右上、左下,叶片伸出,V密↑吸油 V密变化:转子逆转< 左上、右下,叶片缩回,V密↓压油 吸压油口隔开: 配油盘上封油区及叶片 3) 特点 (1) 转子转一周,吸、压油各两次,称双作用式 (2) 吸、压油口对称,径向力平衡,称卸荷 2 双作用叶片泵的排量和流量 1) 排量 ∵ 叶片每伸缩一次,每两叶片间油液的排出量为V密max-V密min ∴ (V密max-V密min)Z即一转压出油液的体积,即等于一环形体积 又∵ 双作用式 ∴ 应为两倍的环形体积 即 V0=2π(R2-r2)B 还∵ 叶片有一定厚度 ∴ 叶片所占体积为 V'=2Bbz(R-r)/COSθ 故 双作用叶片泵的实际排量为 V= V0- V=2B[π(R2-r2)-(R-r)bz /COSθ] 双作用叶片泵的理论流量为 qt=2B[π(R2-r2)-(R-r)bz /COSθ] 泵输出的实际流量为 q =2B[π(R2-r2)-(R-r)bz /COSθ]ηpv 理论上:若不考虑叶片厚度,双作用叶片泵无流量脉动 实际上:由于存在制造工艺误差,定子大小圆弧不同心,造成了少量流量脉动。但脉动率比较小。 为减小脉动:叶片数应为4的整数倍、且大于8时最小,故通常取叶片数为12或16 3 双作用叶片泵的结构要点
(1) 定子工作表面曲线 两段R 组成:四段圆弧< 四段过渡曲线,其类型如下: 两段r 阿基米德螺线:v径=c,qsh均匀,但因v 突变,a 无穷大,引起 刚冲,产生噪声、磨损 < 等加速等减速曲线:v径↑,a=c,↓刚冲,但有柔性冲击,R/r↑,q↑ ∴ 我国YB型叶片泵采用等加速等减速曲线作为过渡曲线 (2) 配流盘 分配油液 作用< β≥ε≥2π/Z 既可配油,又减小困油 支承缸体 (3) 叶片倾角 问题的提出:叶片泵在工作过程中,叶片对定子内表面有作用力,定子内表面对叶片产生一反作 用力FN,此力可分解为: FT=FNsinβ——垂直于叶片,增大了摩擦,且易使叶片折断,为减小该力,应减 < 小压力角β,叶片前倾θ即可,压力角变为β’=β-θ F =FNcosβ——和叶片底部液压力平衡
4 高压双作用叶片泵的结构特点
(1) 端面间隙的自动补偿 压紧定子 右配流盘的右侧与压力油相通< 弹性变形 (2) 减小叶片对定子的作用力 ∵ 径向力平衡,配油盘浮动 ∴ 压力升高不受以上因素影响,但因叶片与定子内表面接触,才能形成密封容积,叶片底 在压油区,顶底压力平衡 部通压力油< 在吸油区,顶部低压,底部高压,致使叶片作用于定子表面的力很大,使 磨损加剧,寿命降低,成为限制双作用叶片泵压力提高的主要因素,所以 应采取措施减小吸油区叶片对定子内表面的作用力, 其措施如下: 1) 减小作用在叶片底部的油液压力 通过阻尼孔或减压阀减小吸油口油液的压力 2) 减小叶片底部受压力油作用的面积 减小叶片厚度,一般1、8——2、5mm 3) 双叶片结构 底顶压力平衡,↓F 4) 采用复合叶片结构 *宽度——母子叶片 ↓叶片底部面积< 厚度——阶梯叶片 5 双联叶片泵 组成: 两个双作用叶片泵的主体装在同一泵体内, 同轴驱动,共用一个吸油口,各自油自己的出油口。 分开使用,如两个独立的叶片泵,但结构紧凑 工作原理< 合并使用,可增大流量 轻载快速时,双泵同时供油 应用情况< 重载慢速时,小泵供油,大泵卸荷
特点: 降低功率损耗,减少油液发热 单作用叶片泵
1 单作用叶片泵的工作原理 组成: 定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等 ↓ 偏心安装 工作原理:v密形成:同YB型泵 下半周,v密↑,吸油 v密变化,转子顺转< 上半周,v密↓,压油 特点:1) 转子转一周,吸压油各一次,称单作用式 2) 吸压油口各半,径向力不平衡,称非卸荷式
2 单作用叶片泵的排量和流量 1) 排量 ∵ 两叶片处于定子最右边,密封容积最大处于定子最左边,密封容积最小 ∵ V1 = π[(D/2+e)2-( d/2)2]βB/2π = π[(D /2+e)2-(d/2) 2]B/z ∴ V2 = π[(D/2-e)2-( d/2)2]βB/2π = π[(D /2-e)2-(d/2) 2]B/z 故 排量 v =(v1-v2)z v = 2πBeD 2) 流量 理论流量: qt=vn=2πbeDn 实际流量: q =vnηpv= 2πbeDnηpv ∵ 单作用叶片泵定、转子偏心安装 , ∴ 改变转子和定子的偏心距,即可改变排量,故可做变量泵,但其容积变化不均匀 故 有流量脉动,叶片应取奇数,一般为13到15。 3 单作用叶片泵的结构要点 1)定子与转子偏心安置 2)径向液压力不平衡 3)叶片后倾 ∵ 叶片底部分别通吸压油 ∴ 叶片顶、底受力平衡 故 叶片向外运动主要靠旋转时的惯性力,叶片后倾24
4 单作用变量叶片泵
手动 变量原理< 限压式* 自动 < 恒压式 恒流量式 1) 限压式变量叶片泵的工作原理和特性 作用:当压力升高到预调的限定压力后,流量自动减小 外反馈* 分类:利用压力的反馈作用实现,可分为 < 内反馈 (1) 外反馈限压式变量叶片泵 组成:变量泵主体、限压弹簧、调节机构(螺钉)、反馈液压缸 工作原理:当pA < ksx0时, 定子不动,e=e0 qmax 当pA = ksx0时, 定子即将移动, p = pB,即为限定压力 当pA > ksx0时, 定子右移,e↓ ,q↓ 此时 e = e0-x pA = ks(x0+x) e = e0-A(p-p0)/k
(2) 内反馈限压式变量叶片泵 组成:变量泵主体、限压弹簧、调节螺钉等 和外反馈的区别:在于偏心距的变化不是靠反馈液压缸,而是靠配油盘上的压油口 对y轴的不对称分布,产生一水平分力与弹簧力平衡 工作原理:当Fx < kx0 时,定子不动,e=e0 ,qmax 当Fx > kx0时,定子右移,e↓,q↓ 2 限压式变量叶片泵的流量压力特性 特性曲线: 当p < pB时,pA < ksx0,定量泵(AB),q=kqe0-k1p 当p > pB时,pA = ks(x0+x),e=e0-x = e0+x0- PA/ks q = kq(e0+x0)- PA kq /ks-k1p
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调节过程:调节螺钉1,可改变最大流量,使AB段上下平移 调节螺钉2,可改变限定压力,使BC段左右平移 k大,曲线平缓 更换弹簧,可改变弹簧刚度,使BC段斜率变化 < k小,曲线较陡 3 限压式变量叶片泵的应用 执行机构需要有快、慢速运动的场合, 快进或快退:用AB段 如:组合机床进给系统实现快进、工进、快退等 〈 工进: 用BC段 定位夹紧:用AB段 或定位夹紧系统< 夹紧结束保压:用C点 4 限压式变量叶片泵的特点 减小无功损耗,减小发热,简化系统,但结构复杂