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机械常识

双作用叶片泵的结构及原理

时间:2018-09-18 10:20:53   作者:   来源:   阅读:26   评论:0

    叶片泵,是转子槽内的叶片与泵壳(定子环)相接触,将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵。

    叶片泵转子旋转时,叶片在离心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先由小到大吸油后再由大到小排油,叶片旋转一周时,完成一次吸油与排油。
一、单作用叶片泵的工作原理


叶片泵

叶片泵

    泵由转子1、定子2、叶片3、配油盘和端盖等部件所组成。定子的内表面是圆柱形孔。转子和定子之间存在着偏心。叶片在转子的槽内可灵活滑动,在转子转动时的离心力以及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,于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子按逆时针方向旋转时,图右侧的叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,产生真空,于是通过吸油口6和配油盘5上窗口将油吸入。而在图的左侧。叶片往里缩进,密封腔的容积逐渐缩小,密封腔中的油液经配油盘另一窗口和压油口1被压出而输出到系统中去。这种泵在转子转一转过程中,吸油压油各一次,故称单作用泵。转子受到径向液压不平衡作用力,故又称非平衡式泵,其轴承负载较大。改变定子和转子间的偏心量,便可改变泵的排量,故这种泵都是变量泵。


二、双作用叶片泵的工作原理


结构

结构

    它的作用原理和单作用叶片泵相似,不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成,且定子和转子是同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下,密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大,为吸油区,在左下角和右上角处逐渐减小,为压油区;吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转,每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的,作用在转子上的液压力径向平衡,所以又称为平衡式叶片泵。

    双作用叶片泵的瞬时流量是脉动的,当叶片数为4的倍数时脉动率小。为此,双作用叶片泵的叶片数一般都取12或16。


双作用叶片泵的结构特点:

  (1)这种泵由于叶片数一般为4的整数倍,两个吸油区和两个排油区是对称布置的,所以作用在转子上的液压径向力相互平衡,属于卸荷式叶片泵。

  (2)双作用叶片泵在结构上做成两叶片间的夹角(即圆心角2π/z,z为叶片数)小于配油盘上封油区的夹角s(即圆心角),以防止吸、排油窗口沟通而不能工作;定子圆弧区的圆心角大于或等于配油盘上封油区的圆心角,使叶片间的容积在封油区内不变,故双作用口十片泵无困油现象(单作用叶片泵有困油)。

双作用叶片泵的结构及原理

双作用叶片泵

  (3)为减小泵的密封间隙,提高密封性能,结构上采取的主要措施是:通过泵体的固定螺栓使两个配油盘与定子端面压紧,保持配油盘与转子、叶片侧端面间轴向间隙极小,其中右配油盘7背面的油槽e通排油腔,靠排出油压从右侧抵紧定子。因转子的径向力白干平衡,泵轴工作时不发生弯曲变形,故轴向间隙可以控制得较小。其次,在两个配油盘的端面各开设一个环形导油槽f,对准各叶片底部的空间6,使所有的叶根空间相连通,并经右配油盘的轴向导油孔与泵的排油腔连通。这样,保证叶根处有一定的油压。当叶片随转子转人吸人区时,靠叶根处油压力和离心力共同作用把叶片顶向定子的内表面,从而保持叶片顶端与定子内壁面间的径向间隙较小。在排油区,叶片两端都受排油压力作用而液压力平衡,这时叶片受定子表面作用而压人槽内,只靠离心力就足以使叶片顶端抵紧定子内表面而满足密封要求。

  (4)为防止叶片和滑槽产生不均匀磨损、卡住或折断,叶片相对于转子一般不作径向布置,而按转子回转方向向前倾斜一个小角度β,称为叶片倾角,一般β=10°一14°。叶片泵采用前倾角的作用是改善在排油区叶片压人滑槽内的受力情况。在排油区,叶片顶端沿定子过渡曲线表面刮过时,定子内表面对叶端产生一个法向反力N,其方向与叶片槽方向的夹角称为压力角。

  对于单作泵,一般叶片采用后倾角和后倒角,即叶片槽按转向朝后倾斜一个角度,倾角为20°一300°之间。因为单作用叶片泵的定子曲线为圆周线,各点至转子中心的距离变化较小,故压力角较小,叶片在排油区被定子表面压人的阻力不大,故不需要采用前倾角,而叶片从吸油区转入封油区时,由于两侧的吸、排压力差较大,叶片外移摩擦阻力较大,如果叶片后倾则有利于减小叶片外移的阻力,此外,倾斜开槽也有利于保证转子强度。

  (5)双作用叶片泵的转子两端设两个配油盘,可使叶片从两侧的吸油窗口同时吸油,从而降低吸油口的液流速度(一般要求在4—5 m/s,不要超过6m/s),减小吸人流阻,有利于防止吸人压力过低而产生气穴现象。该泵的泵体上部有通油槽使两侧配油盘的吸油窗口均与吸入腔相通。

  此外,两侧配油盘上都开有排油窗口,但左配油盘的排油窗口只是盲孔。其作用是使叶片侧端面所受轴向液压相互平衡。配油盘上的排油窗口在叶片从封油区进入的一边开有三角形卸荷槽,其作用是使叶片间的液体从封油区(低压区)转入排油区(高压区)时,能逐渐地与排油窗口连通而油压缓慢变化,减小压力油瞬时流量脉动,并防止油压突然升高,造成液压冲击和噪声。


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