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液压工作原理

双作用式叶片泵的结构和工作原理

添加时间:2019-12-16

   叶片泵广泛应用于中低压液压系统中。它具有结构紧凑,运转平稳,输出流量均匀,脉动小,噪声小的特点,但结构较复杂,吸油特性不太好,对油液的污染比较敏感。

 

    叶片泵根据排量是否可变可分定量叶片泵和变量叶片泵两类。根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同,它又分为双作用式叶片泵和单作用式叶片泵。双作用式叶片泵均为定量泵,单作用式叶片泵有定量和变量之分。下面介绍一下双作用式叶片泵的结构和工作原理。

 

    双作用式叶片泵的工作原理如图1-1所示,该泵主要由定子1、转子2、叶片3、配油盘(图中未画出)和泵体等组成。定子内表面近似为椭圆柱形,且定子和转子中心重合。在转子上沿圆周均匀分布的若干个槽内分别安放有叶片,当转子转动时,叶片在离心力和根部压力油的作用下,在转子槽内做径向移动而压向定子内表面,由两叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间。当转子按图示方向顺时针旋转时,密封空间的容积在左上角和右下角处逐渐增大,形成局部真空而吸油;密封空间的容积在右上角和左下角处逐渐减小而压油,因此,当转子每转一周,这种泵要完成两次吸油和压油,所以称为双作用式叶片泵。

双作用式叶片泵的工作原理图

 

    图1-1 双作用式叶片泵的工作原理图

 

    图1-2所示为YB1型叶片泵结构图,这种泵是双作用式叶片泵,是我国自行设计自行生产的一种中压液压泵,额定压力为6.3MPa。它由前泵体7、后泵体6、定子4、左配油盘1、右配油盘5、转子12、叶片11和传动轴3等组成。其结构上有以下特点。
 

YB1型叶片泵的结构图

 

    图1-2 YB1型叶片泵的结构图

 

    (1)采用组合装配

 

    为了便于安装,左配油盘1、右配油盘5、定子4、转子12和叶片11预先组装成一个组件,两个长螺钉13是组件的紧固螺钉,它的头部作为定位销插入后泵体6的定位孔内,并保证配油盘上吸、压油窗的位置能与定子内表面的过渡曲线相对应。当泵运转建立压力后,右配油盘5在右侧压力油的作用下,产生微量弹性变形,紧贴在定子上以补偿轴向间隙,减少内泄漏,有效提高叶片泵的容积效率。

 

    (2)定子过渡曲线

 

    定子内表面的曲线由4段圆弧和4段过渡曲线组成,理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度变化均匀,而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大,以减小冲击和噪声,同时,还应使泵的瞬时流量的脉动最小。在较为新式的泵中均采用“等加速等减速”曲线作为过渡曲线。

 

    (3)叶片的倾角

 

    为了减小叶片对转子槽侧面的压紧力和磨损,YB1型叶片泵的叶片相对于转子放置方向前倾13°。

 

    (4)配油盘

 

    双作用式叶片泵的配油盘如图2-6所示,在盘上有两个吸油窗口2、4和两个压油窗口1、3,窗口之间为封油区,通常应使封油区对应的中心角稍大于或等于两个叶片之间的夹角,否则会使吸油腔和压油腔连通,造成泄漏,当两个叶片间密封油液从吸油区过渡到封油区时,其压力基本上与吸油压力相同,但当转子再继续旋转一个微小角度时,使该密封腔突然与压油腔相通,其中油液压力突然升高,油液的体积突然收缩,压油腔中的油倒流进该腔,从而使液压泵的瞬时流量突然减小,引起液压泵的流量脉动、压力脉动和噪声,为此,在配油盘的压油窗口靠叶片处,从封油区进入压油区的一边开有三角槽,使两叶片之间的封闭油液在未进入压油区之前就通过该三角槽与压力油相连,其压力逐渐上升,因而缓减了流量和压力脉动,并降低了噪声。环形槽c与压油腔相通并与转子叶片槽底部相通,使叶片的底部作用有压力油。

双作用式叶片泵配油盘

 

    图1-3 双作用式叶片泵配油盘

 

    (5)吸油口和压油口有4个相对位置前、后泵体由4个布置成正方形的螺钉连接,定子、左右配油盘不动,而转子和叶片转动,前泵体的压油口可变换4个相对的位置装配,方便作用。


    双作用叶片泵的优缺点


    优点:


    (1)流量均匀,运转平稳,噪声小。


    (2)转子所受径向液压力彼此平衡,轴承使用寿命长,耐久性好。


    (3)容积效率较高。目前双作用叶片泵的工作压力为6.3~16MPa,高压的可达到32MPa。


    (4)结构紧凑,外形尺寸小且排量大。


    缺点:


    (1)叶片易咬死,工作可靠性差,对油液污染敏感。


    (2)结构较齿轮泵复杂,零件制造精度较高。


    (3)要求吸油的可靠转速在8.3~25r/s范围内。如果转速低于8.3r/s,因离心力不够,叶片不能紧贴在定子内表面,而不能形成密封良好的封闭容积,吸不上油;如果转速太高,由于吸油速度太快,会产生气穴现象,也吸不上油,或吸油不连续。


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