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三种派克叶片液压泵结构原理详解(动画演示)

发布时间:2016-08-13 浏览次数:1796

三种派克叶片液压泵结构原理详解(动画演示)


派克叶片液压泵


  派克叶片液压泵有单作用式(变量泵)和双作用式(定量泵)两大类,在机床、工程机械、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛的应用。它具有输出流量均匀、运转平稳、噪声小的优点。中底压片泵工作压力一般为6.3MPa,高压叶片泵的工作压力可达25~32MPa。叶片泵对油液的清洁要求较高。

  (一) 单作用叶片泵

 单作用派克叶片泵动画

         配油盘上各有一个腰形的吸油窗口和压油窗口。泵由转子1、定子2、叶片3、配油盘和端盖等主要零件组成。定子的内表面是圆柱形孔,定子和转子中心不重合,相距一偏心距e。叶片可以在转子槽内灵活滑动(当转子转动时,叶片由离心力或液压力作用使其顶部和定子内表面产生可靠接触)。

  由定子、转子、两相邻叶片和配油盘组成密封工作腔。当转子按逆时针方向转动时,右半周的叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,形成局部真空,于是通过吸油口的配油盘上的吸油窗口将油吸入。

  单作用叶片泵的工作原理

单作用派克叶片泵的工作原理

在左半周的叶片向里缩进,密封工作腔容积逐渐缩小,工作室内的油液经配油盘压油窗口和泵增大和缩小一次,完成一次吸油和和压油,故称单作用泵。于是叶片泵每转输出的油液体积为ΔVz,z为叶片数。由此可得单作用片泵的排量近似为

  V=2beπD

  式中 b——转子宽度;

  e——转子和定子间的偏心距;

  D——定子内圆直径。

  这种泵的转子上受有单方向的液压不平衡作用力,轴承负载较大。通过变量机构来改变定子和转子间的偏心距e,就可改变泵的排量,使其成为一种变量泵。为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上,采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通,吸油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。

  单作用叶片泵的流量是有脉动的。当时泵内叶片数越多,流量脉动越小。此外,奇数叶片泵的脉动率比偶数脉动率小,一般取13~15片叶片。

二) 双作用派克叶片泵

    它的作用原理和单作用叶片泵相似,不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过度曲线组成的,且定子和转子是同心的。当转子顺时针方向旋转时,密封工作腔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。在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。

        这种泵的转子每转一转,完成两次吸油和压油,所以称双作用叶片泵。由于泵发吸油区和压油区对称布置,因此,转子所受径向力是平衡的,所以,又称平衡式液压泵。

   双作用派克叶片泵的工作原理


  考虑到叶片的厚度s对吸油和压油时油液体积的影响,泵轴一转完成二次吸油,因此泵的排量为

  V=2(V1-V2)Z=2b[π(R2-r2)-]nηv

  式中R,r——叶片泵定子内表面圆弧部分长、短半径;

  θ——叶片倾角。

  泵的实际输出量为

  q=2b[π(R2-r2)-]nηv       

  双作用叶片泵也存在流量脉动,但比其他型式的泵要小得多,且在也数为4的倍数时最小,一般都取12或16片。

  双作用液压泵的定子曲线直接影响泵的性能,如流量的均匀、噪声、磨损等。过渡曲线应保证叶片紧贴在定子内表面上,保证叶片在转子槽中径向运动时速度和加速度的变化均匀,使叶片对定子内边面的冲击尽可能小。等加速—等减速曲线、高次曲线和余弦曲线等是目前得到较广泛应用的几种曲线。

  一般双作用叶片泵为了保证叶片和定子内表面紧密接触,叶片底部都通压力腔。但当叶片处在吸油腔时,叶片底部作用着压油腔的压力,顶部作用着吸油腔的压力,这一压差使叶片以很大的力压向定子内表面,加速了定子内表面的磨损,影响泵的寿命和额定压力的提高。所以对高压叶片泵常采用以下措施来改善叶片受力状况:

  1)减小通往吸油区叶片根部的油液压力,即在吸油区叶片根部与压油腔之间串联一减压阀或阻尼槽,使压油羌的压力油经减压后再与叶片根部相通。这样叶片经过吸油腔时,叶片向定子内表面的作用里不会太大。

  2)减小叶片底部承受压力油作用的面积。

 (三) 限压式变量派克叶片泵


  限压式变量派克叶片泵是一种输出流量随压力变化而变化的泵。当工作压力大到泵做产生的流量全部用于补偿泄露时,泵的输出流量为零,不管外负载再怎么加大,泵的输出压力不会再升高,所以这种泵被称为限压式变量叶片泵。限压式变量叶片泵可分为外反馈式和内反馈式两种。

      它能根据外负载(泵的工作压力)的大小自动调节泵的排量。图中液压泵的转子1中心固定不动,

  定子3可左右移动。定子左侧有一弹簧2,右侧是一反馈柱塞5,它的油腔与泵的压油腔相通。设弹簧刚度为k ,反馈柱塞面积为Ax,若忽略泵在滑块滚针支承处4的摩擦力F1,则泵的定子受弹簧力Fs=ksx0和反馈柱塞液压力的作用。当泵的转子按逆时针方向旋转时,转子上部为压油装腔,下部为吸油腔。压力油把定子向上压在滑块滚针支承上。

  如反馈柱塞的压力F(等于pAx)小于蛋黄力Fs时,定子处于最右边,偏心局最大,即e=emax,泵的输出流量最大。

  若泵的输出压力因工作负载增大而增高。使F>Fs时,反馈柱塞百定子向左推移x距离,偏心距减少到e=emax-x,输入流量随之减小。泵的工作压力越高,定子与转子间的偏心距越小,泵的输出流露量也越小。

  图中AB段是泵的不变量段,这由于Fs>F,emax是常数。如同定量泵特性一样,压力增高时,泄漏量增加,实际输出流量略有减小。


入中BC段是泵的变量段,在这区段内,泵的实际书粗流量随着工作的压力的增各哦而减小。图中B点称为曲线的拐点,对应的工作压力pc=ksx0/Ax,其值由弹簧预压缩量x0确定。

  C点是变量泵最大输出压力Pmax,相当于实际输出流量为零食=时的压力。

  通过调节弹簧预压缩量x0,便可改变pc和pmax的值,BC段曲线左右平移。

  调节右端流量调节螺钉6,可改变emax,从而改变泵的最大流量,AB段趋向上下平移,pc值稍有变化。

  如果更换刚度不同的弹簧,则可改变BC段的斜率,弹簧越“软”,BC段越陡,反之,弹簧越“硬”,BC段越平坦。








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