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解析意大利ATOS葉片泵工作原理

來源:東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司   2014年03月13日 13:11  

  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(diào)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(zhuǎn)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.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。
 ?。?)雙作用泵不能改變排量,只作定量泵用。
  當ATOS葉片泵壓力進一步升高,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(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘10,可改變彈簧的預壓縮量 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
  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(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)。
 

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