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技術文章

ATOS葉片泵

點擊次數:2659 發布時間:2010-9-8

ATOS葉片泵限壓式變量葉片泵
1、結構和工作原理
  限壓式ATOS葉片泵是單作用葉片泵。根據前面介紹的單作用葉片泵的工作原理,改變定子和轉子間的偏心距e,就能改變泵的輸出流量,限壓式變量葉片泵能借助輸出壓力大小自動改變偏心距e的大小來改變輸出流量。當壓力低于某一可調節的限定壓力時,泵的輸出流量zui大;當壓力高于限定壓力時,隨著壓力的增加,泵的輸出流量線性地減少,其工作原理如圖2-19所示。
  圖中,1為轉子,在轉子槽中裝有葉片,2為定子,3為配油盤上的吸油窗口,8為壓油窗口,9為調壓彈簧,10為調壓螺釘,4為柱塞,5為調節流量螺釘。ATOS葉片泵的出口經通道7與柱塞缸6相通。在泵未運轉時,定子在彈簧9的作用下,緊靠柱塞4,并使柱塞4靠在螺釘5上。這時,定子和轉子有一偏心量e0。調節螺釘5的位置,便可改變e0。當泵的出口壓力p較低時,則作用在柱塞4上的液壓力也較小,若此液壓力小于上端的彈簧作用力,當柱塞的面積為A,調壓彈簧的剛度為ks,預壓縮量為x0時,有
pA<ksx0
  此時,定子相對于轉子的偏心量zui大,輸出流量zui大。隨著外負載的增大,液壓泵的出口壓力P也將隨之提高,當壓力升至與彈簧力相平衡的控制壓力pB時,有
pB= ks x0
1.結構和原理
  定子具有圓柱形內表面,定子和轉子間有偏心距e,葉片裝在轉子槽中,并可在槽內動,當轉子回轉時,由于離心力的作用,使葉片緊靠在定子內壁,這樣在定子、轉子、葉片和兩側配油盤間就形成若干個密封的工作區間,當轉子按圖示的方向回轉時,在圖的右部,葉片逐漸伸出,葉片間的工作空間逐漸增大,從吸油口吸油,這就是吸油腔。在圖的左部,葉片被定子內壁逐漸壓進槽內,工作空間逐漸減小,將油液從壓油口壓出,這就是壓油腔。在吸油腔和壓油腔間有一段封油區,把吸油腔和壓油腔隔開,葉片泵轉子每轉一周,每個工作空間完成一次吸油和壓油,故稱單作用葉片泵。
2.排量和流量的計算

式中,R為定子的內半徑,e為定子和轉子間的偏心距,B為定子寬度,為相鄰兩葉片間的夾角,=2π/z,z為葉片的個數。所以單作用葉片泵排量為
   當葉片泵的轉速為n,泵的容積效率為ηv時,理論流量和實際流量分別為
qt=Vn=4πReBn
q= qtηv=4πReBnηv
3、 結構特點
1) 葉片后傾
2) 轉子上受有不平衡徑向力,壓力增大,不平衡力增大,不宜用于高壓
3) 均為變量泵結構
  單作用葉片泵的流量是有脈動的,理論分析表明,泵內葉片數越多,流量脈動率越小,奇數葉片泵的脈動率比偶數葉片泵的脈動率小,所以單作用的葉片數均為奇數,一般為13或15片。
雙作用葉片泵
 1、結構和原理
  雙作用葉片泵的工作原理如圖2-11所示,它是由定子1、轉子2、葉片3和配油盤(圖中未畫出)等組成。轉子和定子中心重合,定子內表面近似為橢圓柱形,該橢圓形由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線所組成。當轉子轉動時,葉片在離心力和(建壓后)根部壓力油的作用下,在轉子槽內向外移動而壓向定子內表面,由葉片、定子的內表面、轉子的外表面和兩側配油盤間就形成若干個密封空間,當轉子按圖示方向順時針旋轉時,處在小圓弧上的密封空間經過渡曲線而運動到大圓弧的過程中,葉片外伸,密封空間的容積增大,要吸入油液;再從大圓弧經過渡曲線運動到小圓弧的過程中,葉片被定于內壁逐漸壓過槽內,密封空間容積變小,將油液從壓油口壓出。因而,轉子每轉一周,每個工作空間要完成兩次吸油和壓油,稱之為雙作用葉片泵。這種葉片泵由于有兩個吸油腔和兩個壓油腔,并且各自的中心夾角是對稱的,作用在轉子上的油液壓力相互平衡.因此雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵,為了要使徑向力*平衡,密封空間數(即葉片數)應當是雙數。
2排量和流量
  由于轉子在轉一周的過程中,每個密封空間完成兩次吸油和壓油,當定子的大圓弧半徑為R,小圓弧半徑為r,定子寬度為B,兩葉片間的夾角為弧度β=2π/z時,每個密封容積排出的油液體積為半徑為R和r、扇形角為β、厚度為B的兩扇形體積之差的兩倍,在不考慮葉片的厚度和傾角影響時雙作用葉片泵的排量為

轉速為n,容積效率為ηv時,雙作用葉片泵的理論流量和實際流量分別為
q= qtηv
雙作用葉片泵的葉片數為12或16片。
3、 結構特點
(1)葉片傾角。沿旋轉方向前傾10-14度,以減小壓力角。
(2)葉片底部通以壓力油,防止壓油區葉片內滑。
(3)轉子上的徑向負荷平衡-稱卸荷式。
(4)防止壓力跳變,配油盤上開有三角槽(眉毛槽),同時避免困油。
(5)雙作用泵不能改變排量,只作定量泵用。
  當壓力進一步升高,就有pA>ks x0,這時若不考慮定子移動時的摩擦力,液壓作用力就要克服彈簧力推動定子向上移動,隨之泵的偏心量減小,泵的輸出流量也減小。 pB稱為泵的限定壓力,即泵處于zui大流量時所能達到的zui高限定壓力,調節調壓螺釘10,可改變彈簧的預壓縮量 x0,即可改變pB的大小。
設定子的zui大偏心量為e0,偏心量減小時,彈簧的附加壓縮量為x,則定子移動后的偏心量e為
e= e0-x
  定子的受力平衡方程式為
pA= ks( x0+x)
  可以看出,泵的工作壓力愈高,偏心量愈小,泵的輸出流量也愈小。
3、特性曲線
  圖2-20為限壓式變量葉片泵的特性曲線。

  AB段:工作壓力p< pB ,輸出流量qA不變,但供油壓力增大,泄漏流量ql也增加,故實際流量q減少
  BC段:工作壓力p> pB ,彈簧壓縮量增大,偏心量減少,泵的輸出流量減少。當定子的偏心量e=0,則pc = pmax ,此時的壓力為截止壓力。調節彈簧的剛度ks,可改變BC段的斜率。

葉片泵的結構較齒輪泵復雜,但其工作壓力較高,且流量脈動小,工作平穩,噪聲較小,壽命較長,所以被廣泛應用于專業機床、自動線等中低壓液壓系統中。葉片泵分單作用葉片泵(變量泵,zui大工作壓力為7.0Mpa)和雙作用葉片泵(定量泵,zui大工作壓力為7.0Mpa)。
一、 單作用葉片泵
 

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