a.只能作定量泵与单作用叶片泵不同,双作用叶片泵的转子中心和定子中心之间同 心,故双作用泵只能作定量泵使用。
b. 径向液压力相互平衡 由于双作用叶片泵的两个吸、压油区是径向对称的,故在 转子、传动轴及轴承上所作用的径向液压力相互平衡,所以双作用叶片泵又称卸荷式泵。 因此有利于泵的工作压力的提高,且寿命较长。
c. 定子内表面曲线及其角度分配 双作用叶片泵的定子内表面曲线对泵的流量均匀 性、吸入性能和寿命有很大影响。由前述已知,定子内表面由两段半径为R 的大圆弧、两段半径为r的小圆弧以及连接大小圆弧的四段过渡曲线所组成。
为了保证工作平稳和输出流量均匀,理想的过渡曲线具备下列特征:应使叶片在槽中滑动时不“脱空”(与定子内表面脱离),以免发生撞击,产生噪声,降低泵的使用寿命;在泵转动到过渡曲线和圆弧交接处或沿过渡曲线滑行时,叶片伸缩的径向速度和加速度变化均匀,不会发生突变并引起硬冲现象,以减小冲击、噪声和磨损。过渡曲线有修正的阿 基米德螺线、正弦加速曲线、等加速等减速曲线和高次曲线等几种。双作用叶片泵一般都 使用综合性能较好的等加速等减速曲线作为过渡曲线;有些高性能泵的过渡曲线则采用高次曲线。
圆弧区段一般取小圆弧半径r=ro十(0 .5~1) mm(ro 为转子半径)。增大大圆弧半径与小圆弧半径 之差 (R-r)可增大泵的排量,但受到叶片和转子强度及叶片不脱空条件的制约。分析计算表明,当叶片径 向运动按等加速等减速规律变化时,允许选用较大的 R/r值,因而可得到较大的 (R-r)值,故定子内表 面过渡曲线多采用等加速等减速曲线。
为了保证吸油腔与压油腔之间的密封及避免困油现象,定子内表面曲线的角度分配应满足一定条件。图 3-6所示为配流盘与定子曲线相对位置关系,可以看到: 若泵的叶片数为z,为了保证吸油腔与压油腔之间的密封,大圆弧区段及小圆弧区段的吸、排油腔之间的密封 角α1和α2应满足的条件为α1≥2π/z 和α₂ ≥2π/z。为了避免发生困油现象,应使两封油叶片之间的容腔在α1和α2角度范围内移动时(此时容 腔与高、低压腔均不相通),其容积大小保持不变,即保证大圆弧区段及小圆弧区段对应 的中心角β₁和β2满足β₁ ≥a1和β₂ ≥a2。
d. 压力冲击及减振 若泵的转子顺时针转动,当两相邻叶片间的工作腔从吸油区进入大圆弧区时,油腔中的压力保持为最低。当此工作腔转至开始与排油区接通时,高压油液流入此密封容腔并压缩其中的油液,因此压力骤升。这个过程将引起压力冲击和噪声。 解决这个问题的常用方法是设置三角减振槽(图3-6),使高、低压油逐渐接通,高压油进入密封容腔时受到节流阻尼,从而减缓压力冲击现象,起消振作用。
e. 叶片前倾安放当叶片在压油区沿定子曲线滑动时,定子内表面对叶片的法向接触 反力Fn 可分解为沿叶片槽方向的分力Fp 和横向分力Ft, 由于叶片的外伸部分是悬臂梁结构,故横向分力会在叶片与槽侧壁的接触处产生较大的摩擦力,叶片与定子曲线的接触 压力角α(定子曲线接触点处的法线方向与叶片方向的夹角)越小,横向分力F+=F₀sina
越小,越有利于叶片在其槽内自如滑动,并减小摩擦力从而减少叶片与槽之间的磨损。故 叶片槽不径向开设,而是顺转向前倾一个角度θ(通常θ=10°~14°)开设,使α<ψ,即α=ψ-0 [图3-7 (a)] 。 否则,压力角α=ψ将较大,Fr 也较大。但这样做的结论并不适 用于吸油区[图3-7(b)],一方面在吸油区叶片槽前倾反而使压力角α增大,变为α= ψ+0,使叶片的受力情况更加恶化;另一方面叶片沿定子曲线滑动时,其顶部实际上除了 受到定子内表面反作用力外,还受到与滑动方向相反的摩擦力Ff 作用,两者的合力F 才 是计算有害横向分力F, 的依据,故上述仅以法向接触反力Fn 作为依据势必得出压力角越 小越好的错误结论。新的观点认为取θ=0°更为合理,目前国外一些双作用叶片泵的叶片 槽是径向开设的,所以关于叶片安放角问题仍值得进行深入探讨。
f.叶片与定子内表面的磨损及对策由于双作用叶片泵定子内表面的矢径变化梯度比较大,要求在吸油区段的叶片具有更大的径向加速度才能确保其外端不脱空,然而由于运动摩擦力等的影响,仅靠叶片本身的离心力往往无法满足要求,故这种泵通常都使叶片槽底通过配流盘上开设的环形槽始终与泵的压油腔相连。如图3-6所示,环形槽a 通过配流 盘背面的沟槽(虚线所示)和压油区接通,环形槽的位置与转子的叶片槽底部相对应,从而将高压油引入所有叶片槽底部,借助液压力可使位于吸油区的叶片快速伸出。
对于工作压力较高的泵而言,处于压油区的叶片顶部和底部的液压作用力可基本平衡。但引入吸油区叶片槽底部的液压力却又显著超过了使叶片伸出所需要的力,造成在此区段中的叶片与定子内表面的接触应力过大,致使摩擦阻力增加,机械效率下降,接触面磨损加剧(在吸油段终点附近尤甚),严重时还会因端部所受切线方向的阻力太大而导致叶片外伸部分折断。因此对于高压双作用叶片泵需要对作用在叶片底部的外推力进行补偿(中低压泵一般无此必要)。
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