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阿托斯葉片泵的工作原理和分類
閱讀：1583 發(fā)布時(shí)間：2014-2-12阿托斯葉片泵的工作原理和分類
ATOS葉片泵PFE系列品種規(guī)格齊全,、性能優(yōu)良可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,、安裝維修方便（安裝連接符合ISO/SAE標(biāo)準(zhǔn)）,、可廣泛應(yīng)用于機(jī)床、壓力壓鑄機(jī)械,、工程機(jī)械,、冶金、礦山,、輕工,、化工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及各類液壓系統(tǒng)等領(lǐng)域,。
PFE系列高性能葉片泵,，共有單泵（PFE-31/41/51/32/42/52）及雙聯(lián)泵（PFED-4131/5141）八個(gè)系列75個(gè)規(guī)格。其排量范圍為16.5～150ml/r,，額定壓力為21～30MPa,，轉(zhuǎn)速范圍為600～2800r/min（在此基礎(chǔ)上，榆次液壓有限公司又研制出PFE-21/61兩個(gè)系列單泵,，使排量范圍擴(kuò)展為5～250 ml/r）,。
該泵設(shè)計(jì)工藝*，采用偏心柱銷式葉片結(jié)構(gòu),，具有壓力高,、流量大、體積小,、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),、噪聲低,、效率高,、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)同類產(chǎn)品較高水平,。
該系列泵為插裝式結(jié)構(gòu),。機(jī)芯的*設(shè)計(jì)、進(jìn)一步降低了壓力,、流量脈動(dòng)及噪聲,。前后側(cè)板結(jié)構(gòu)相同、具有對(duì)稱的溝槽，且都采用液壓平衡,，保證了一致的變形和補(bǔ)償,，從而可以獲得更好的容積效率。葉片及柱銷根部供油系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì),，保證了葉片與定子間的良好接觸,，并使得流量損失為zui小。*的設(shè)計(jì),、高精密加工和材料的合理選擇使得泵具有非常好的壽命指標(biāo),。
產(chǎn)品介紹：Atos PFE 型定量
泵芯式葉片泵，具有高性能,、低噪音,、多用途及長(zhǎng)壽命
產(chǎn)品性能：3種基本形式
泵芯*互換
13種排量從16至150毫升/轉(zhuǎn)
壓力從210至300bar
ISO，SAE和DIN標(biāo)準(zhǔn)安裝
阿托斯葉片泵的結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜,，但其工作壓力較高,，且流量脈動(dòng)小，工作平穩(wěn),，噪聲較小,，壽命較長(zhǎng)，所以被廣泛應(yīng)用于專業(yè)機(jī)床,、自動(dòng)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),。
阿托斯葉片泵的工作原理和分類
一、 單作用葉片泵
1.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(dòng),，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí),，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(gè)密封的工作區(qū)間,，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向回轉(zhuǎn)時(shí),，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(kāi),，葉片泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,，每個(gè)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(jì)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(gè)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(shí)，理論流量和實(shí)際流量分別為
qt=Vn=4πReBn
q= qtηv=4πReBnηv
3,、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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(dòng)的,，理論分析表明，泵內(nèi)葉片數(shù)越多,，流量脈動(dòng)率越小,，奇數(shù)葉片泵的脈動(dòng)率比偶數(shù)葉片泵的脈動(dòng)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 雙作用葉片泵
1、結(jié)構(gòu)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(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(zhǎng)半徑圓弧,、兩段短半徑圓弧和四段過(guò)渡曲線所組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)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(gè)密封空間,，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，處在小圓弧上的密封空間經(jīng)過(guò)渡曲線而運(yùn)動(dòng)到大圓弧的過(guò)程中,，葉片外伸,，密封空間的容積增大，要吸入油液,；再?gòu)拇髨A弧經(jīng)過(guò)渡曲線運(yùn)動(dòng)到小圓弧的過(guò)程中,，葉片被定于內(nèi)壁逐漸壓過(guò)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(gè)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(gè)吸油腔和兩個(gè)壓油腔,，并且各自的中心夾角是對(duì)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、 排量和流量
由于轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中,，每個(gè)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(shí)，每個(gè)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(shí)雙作用葉片泵的排量為
轉(zhuǎn)速為n,容積效率為ηv時(shí),，雙作用葉片泵的理論流量和實(shí)際流量分別為
q= qtηv
阿托斯葉片泵的工作原理和分類
阿托斯雙作用葉片泵的葉片數(shù)為12或16片,。
3、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）葉片傾角,。沿旋轉(zhuǎn)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(qū)葉片內(nèi)滑,。
（3）轉(zhuǎn)子上的徑向負(fù)荷平衡-稱卸荷式,。
（4）防止壓力跳變，配油盤上開(kāi)有三角槽（眉毛槽）,，同時(shí)避免困油,。
（5）雙作用泵不能改變排量，只作定量泵用,。
三 限壓式變量葉片泵
1,、結(jié)構(gòu)和工作原理
限壓式變量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(dòng)改變偏心距e的大小來(lái)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(shí),，泵的輸出流量zui大；當(dāng)壓力高于限定壓力時(shí),，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,。泵的出口經(jīng)通道7與柱塞缸6相通。在泵未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，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(shí),，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(shí),，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(shí),，有
pA<ksx0
此時(shí),，定子相對(duì)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(shí),，有
pB= ks x0
當(dāng)壓力進(jìn)一步升高,，就有pA＞ks x0，這時(shí)若不考慮定子移動(dòng)時(shí)的摩擦力,，液壓作用力就要克服彈簧力推動(dòng)定子向上移動(dòng),，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(shí)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(shí),，彈簧的附加壓縮量為x，則定子移動(dòng)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(shí)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(dāng)定子的偏心量e=0,則pc = pmax ,此時(shí)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。