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解析意大利ATOS葉片泵工作原理
點擊次數(shù):1440 發(fā)布時間:2014-3-13
ATOS葉片泵限壓式變量葉片泵
1,、結(jié)構(gòu)和工作原理
限壓式ATOS葉片泵是單作用葉片泵。根據(jù)前面介紹的單作用葉片泵的工作原理,,改變定子和轉(zhuǎn)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(dāng)壓力低于某一可調(diào)節(jié)的限定壓力時,泵的輸出流量zui大,;當(dāng)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(zhuǎn)子,,在轉(zhuǎn)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(diào)壓彈簧,10為調(diào)壓螺釘,,4為柱塞,,5為調(diào)節(jié)流量螺釘。ATOS葉片泵的出口經(jīng)通道7與柱塞缸6相通,。在泵未運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子有一偏心量e0,。調(diào)節(jié)螺釘5的位置,,便可改變e0。當(dāng)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(dāng)柱塞的面積為A,調(diào)壓彈簧的剛度為ks,預(yù)壓縮量為x0時,,有
pA<ksx0
此時,,定子相對于轉(zhuǎn)子的偏心量zui大,輸出流量zui大,。隨著外負(fù)載的增大,,液壓泵的出口壓力P也將隨之提高,當(dāng)壓力升至與彈簧力相平衡的控制壓力pB時,,有
pB= ks x0
1.ATOS葉片泵結(jié)構(gòu)和原理
定子具有圓柱形內(nèi)表面,,定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距e,葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中,,并可在槽內(nèi)動,,當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時,由于離心力的作用,,使葉片緊靠在定子內(nèi)壁,,這樣在定子、轉(zhuǎn)子,、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封的工作區(qū)間,,當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向回轉(zhuǎn)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(nèi)壁逐漸壓進(jìn)槽內(nèi),,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(qū),把吸油腔和壓油腔隔開,,葉片泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)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.ATOS葉片泵排量和流量的計算
式中,,R為定子的內(nèi)半徑,e為定子和轉(zhuǎn)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(shù),。所以單作用葉片泵排量為
當(dāng)葉片泵的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)特點
1) 葉片后傾
2) 轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)
單作用葉片泵的流量是有脈動的,,理論分析表明,,泵內(nèi)葉片數(shù)越多,流量脈動率越小,,奇數(shù)葉片泵的脈動率比偶數(shù)葉片泵的脈動率小,,所以單作用的葉片數(shù)均為奇數(shù),一般為13或15片,。
二 ATOS葉片泵雙作用葉片泵
1,、結(jié)構(gòu)和原理
雙作用葉片泵是由定子1、轉(zhuǎn)子2,、葉片3和配油盤(圖中未畫出)等組成,。轉(zhuǎn)子和定子中心重合,定子內(nèi)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(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,,葉片在離心力和(建壓后)根部壓力油的作用下,,在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)向外移動而壓向定子內(nèi)表面,由葉片,、定子的內(nèi)表面,、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封空間,當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向順時針旋轉(zhuǎn)時,,處在小圓弧上的密封空間經(jīng)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(jīng)過渡曲線運動到小圓弧的過程中,葉片被定于內(nèi)壁逐漸壓過槽內(nèi),,密封空間容積變小,,將油液從壓油口壓出。因而,轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)(即葉片數(shù))應(yīng)當(dāng)是雙數(shù),。
2、 ATOS葉片泵排量和流量
由于轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)一周的過程中,,每個密封空間完成兩次吸油和壓油,,當(dāng)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(zhuǎn)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(shù)為12或16片,。
3、 結(jié)構(gòu)特點
?。?)葉片傾角,。沿旋轉(zhuǎn)方向前傾10-14度,以減小壓力角,。
?。?)葉片底部通以壓力油,防止壓油區(qū)葉片內(nèi)滑,。
?。?)轉(zhuǎn)子上的徑向負(fù)荷平衡-稱卸荷式,。
?。?)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(dāng)ATOS葉片泵壓力進(jìn)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(dá)到的zui高限定壓力,調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘10,,可改變彈簧的預(yù)壓縮量 x0,,即可改變pB的大小。
設(shè)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ATOS葉片泵
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
?。翪段: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(dāng)定子的偏心量e=0,則pc = pmax ,此時的壓力為截止壓力,。調(diào)節(jié)彈簧的剛度ks,可改變BC段的斜率,。
葉片泵的結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜,,但其工作壓力較高,且流量脈動小,,工作平穩(wěn),,噪聲較小,壽命較長,,所以被廣泛應(yīng)用于專業(yè)機(jī)床,、自動線等中低壓液壓系統(tǒng)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)。