双作用叶片泵的工作原理和特点

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：双作用叶片泵的结构和工作原理图2.14 为双作用叶片泵的工作原理图。由于转子旋转一周,每个密封容积完成两次吸油和压油,所以称为双作用叶片泵。2)定子曲线双作用叶片泵的定子内表面曲线,简称定子曲线。为减少磨损,延长使用寿命,叶片泵内相对运动零件都选用耐磨材料。

(1)双作用叶片泵的结构和工作原理

图2.14 为双作用叶片泵的工作原理图。该泵由转子、定子、叶片、配流盘以及泵体等组成。定子内表面类似椭圆形,是由与转子同心的半径为R 和r 的圆弧各两段,以及连接这些圆弧的四段过渡曲线所组成。当转子、叶片一起按图示方向旋转时,由于离心力作用,叶片紧贴定子内表面,把定子内表面、转子外表面和端盖形成的空间分割为若干密封容积。这些密封容积随转子转动,在图示Ⅱ、Ⅳ象限,各密封容积逐渐由小变大,通过配流盘的吸油窗口吸入油液。在图示Ⅰ、Ⅲ象限,各密封容积逐渐由大变小,通过配流盘的压油窗口压出油液。由于转子旋转一周,每个密封容积完成两次吸油和压油,所以称为双作用叶片泵。双作用叶片泵的优点是,由于两个吸油区和两个压油区在径向上对称分布,作用在转子中的液压力相互平衡,轴承不受径向载荷,有利于提高泵的工作压力,延长泵的使用寿命。

由泵的工作原理可知,每两叶片间排出的油液等于大半径R 圆弧段的容积与小半径r 圆弧段的容积之差。当泵的叶片数为Z,并忽略叶片本身所占的体积时,每转排量应为2 倍环形体积,即

双作用叶片泵输出的实际流量为:

式中　b——叶片宽度。

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图2.14　双作用叶片泵工作原理

1—转子;2—定子;3—叶片

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图2.15　叶片倾角

(2)双作用叶片泵的结构特点

1)叶片倾角

如图2.15 所示,叶片在压油区工作时如果叶片径向安装,因定子过渡曲线的升程较大,压力角β 也较大,使叶片在槽中滑行时易被卡住或折断,为防止这种情况出现,叶片沿转子的旋向前倾θ 角,使压力角减小为α=β-θ。叶片角前倾安装时,泵的转子就不允许反转。

2)定子曲线

双作用叶片泵的定子内表面曲线,简称定子曲线。如图2.14 所示,它是半径R 和r 的圆弧各两段,以及连接圆弧段的4 条过渡曲线所组成。定子曲线对泵的流量均匀性、噪声、磨损等都有着重要影响。

过渡曲线应保证叶片作径向运动时,叶片顶部与定子内表面不发生脱空,叶片在槽中滑行时的径向速度和加速变化均匀,而且应使叶片在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。目前过渡曲线一般都采用综合性能较好的等加速等减速曲线。

3)困油问题及消除

为了保证吸油区和压油区互不串通,叶片泵吸油腔与压油腔之间的夹角应大于两叶片间的夹角。这样两叶片间密封容积在封油区会产生困油现象。当密封容积从吸油区进入压油区时,压力突然升高,会形成液压冲击和噪声。为解决困油问题,通常让吸油腔与压油腔的夹角稍大于两叶片间夹角,并在压油区的前方开有小三角槽,以缓和压力的突然增加,降低液压冲击和噪声。

4)叶片的平衡

当叶片处于排油区,叶片顶部受到油压,这就不能保证叶片与定子表面紧密接触。为了与叶片顶部压力平衡,如图2.16 所示,在配流盘的端面上开有一条与压油腔相通的环槽c,环槽又与叶片槽底部b 相通,这样压力油就可以进入叶片底部,使叶片在压力油和它本身离心力的作用下压向定子内表面,保证了紧密接触。但当叶片处于吸油腔位置时,底部受压力油作用,而顶部受低压油作用,因此叶片以很大的压力压向定子内表面,使吸油腔部分的定子内表面和叶片顶端磨损加剧,影响使用寿命。为了解决这些问题,人们采取了各种叶片平衡措施,其中除了尽可能减小叶片厚度外,还有通低压阻尼孔法、双叶片法、阶梯叶片法、子母叶片法以及加弹簧等办法。

为减少磨损,延长使用寿命,叶片泵内相对运动零件都选用耐磨材料。

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图2.16　叶片的平衡

1—前泵体;2—滚针轴承;3、7—配流盘;4—传动轴;5—定子;6—转子;8—后泵体;9—滚珠轴承;10—端盖;11—密封圈;12—叶片

双作用叶片泵的工作原理和特点

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