当前课程知识点:液压传动 > 第四章:液压泵及马达 > 4.5 叶片泵的结构分析 > 4.5.2叶片泵的结构分析
欢迎来到液压传动慕课课堂
今天我们学习的内容是
叶片泵的结构分析
上次课学习了叶片泵的结构及原理
叶片泵在工作应用过程中
还需要解决哪些问题
下面我们对叶片泵的结构进行分析
第一个问题是密封性问题
也就是如何保证转子转动过程中
每两个叶片所形成容腔的密封性
解决密封问题的关键是
转子转动过程中
保证叶片始终紧贴定子环内表面
防止叶片脱落
要做到这一点首先就必须保证
叶片从径向槽中顺利滑出
不受到较大的阻力
那么叶片在运动过程中受哪些力呢
我们来分析一下
一 离心力
是叶片同转子作回转运动时产生的
作用在质点重心上
沿转子半径方向向外
二 摩擦力
转动过程中
叶片端部和定子内表面直接接触
所以受到摩擦力
主要是由于离心力而产生的
方向垂直于定子的半径
三 哥氏力
叶片作旋转和径向复合运动
由哥氏加速度而产生的惯性力
作用在质点重心上
方向垂直于叶片方向
并与转子转动方向相反
将这三个力进行合成得到合力F
如果将F分解为沿叶片方向的力Fy
和垂直叶片方向的力Fx
Fy有利于叶片的伸出
Fx增大了叶片和槽之间的摩擦力
如果Fx大到一定程度就会使叶片卡住
所以应该力求Fx越小越好
这就涉及到叶片的安装方向问题
如果将叶片在定子同一点
做不同方向安装
中间图为沿转子半径方向安装
合力的径向分力有利于叶片向外甩出
而切向分力则不利于叶片的伸出
右侧图为沿转子转动方向
向前倾斜安装
合力的切向分力
比沿叶片径向安装时还要大
更不利于叶片伸出
左侧图为沿转子转动方向
向后倾斜安装
合力的切向分力近似为零
更有利于叶片的伸出
所以解决密封问题的第一个措施
就是叶片安装时沿旋转方向
向后倾斜一个角度
这样更有利于叶片
在惯性力作用下向外甩出
这是叶片安装的实物图
叶片都向后倾斜一个角度
一般后倾角度为24度
另外 叶片随转子转动过程中
叶片的顶部面上会受到油液压力
特别是在排油窗口
如果油液压力很高
会使叶片缩回
那么如何平衡掉油液压力的作用呢
在配油盘上除了吸排油窗口
还有两个通油槽
吸油腔和标为绿色的油槽连通
排油腔和标为红色的油槽连通
从而平衡掉油液压力的作用
这就是保证密封的第二个措施
叶片的根部与排油腔或者是吸油腔沟通
这是它的实物图
叶片的根部刚好在通油槽的位置上
这样的设计有两个作用
一是保证吸油区和排油区内
叶片顶部和底部的液压力基本平衡
叶片在惯性作用下更容易可靠甩出
二是封油区叶片根部通的是高压油
保证叶片在封油区
可靠的压在定子环内表面
第二个问题是如何保证
吸排油腔不相互沟通
为防止吸排油腔沟通
配油盘上封油区的夹角
略大于相邻叶片间的夹角
由于叶片泵在过渡区
两叶片间的封油腔体积还在发生变化
但这时既不和吸油窗口相通
也不和排油窗口相通
所以会产生与齿轮泵
相类似的困油现象
体积增大会产生真空
体积减小 油液会受到挤压
闭死容积减小时
被困油液受挤压产生高压
给轴承增加附加的不平衡力
造成轴颈磨损
闭死容积增大时
形成局部的真空
溶解于油液中的空气分离出来
形成气泡
气泡遇高温高压破裂
腐蚀金属表面
产生气蚀现象
大家看这个配油盘的表面
形成了很多海绵状的小孔
这就是气蚀造成的
那么如何减小困油现象的影响呢
解决办法是在配流盘
排油窗口边缘开三角形的卸荷槽
在还未到达排油窗口
通过三角槽预先排油
在进入吸油窗口之前
通过三角槽预先吸油
从而减小了困油现象的影响
第三个问题是径向力不平衡
吸油区 压力低
排油区 压力高
所以右边的排油区受到高压油的作用
左边的吸油区受到低压油作用
转子圆周上的压力分布规律
如图所示
合力方向大体是斜向下
所以叶片泵的径向力不平衡
这种泵也称为非卸荷式的叶片泵
如果叶片再转动
这时压力分布如图所示
合力方向斜向上
可见叶片泵定子所受径向液压力的大小
和方向都是变动的
径向力不平衡会降低轴承使用寿命
使泵的压力提高受到限制
所以叶片泵不适用于高压系统
本次课我们学习了叶片泵的三个结构问题
即密封问题 困油现象和径向不平衡力
大家要注意理解这三个问题
产生的原因和解决措施
以上就是叶片泵结构分析的授课内容
谢谢收看
-1.1 液压传动的工作原理
--1.1.3小节测验
-1.2 液压传动系统的组成及图形符号
--小节测验
-1.3 章节讨论
--1.3.1讨论一
--1.3.2讨论二
-2.1 液压油的主要性质
--2.1.3小节测验
-2.2 液压油的污染与控制
--2.2.3小节测验
-2.3 章节讨论
--2.3.1讨论一
--2.3.2讨论二
-3.1 静止液体的力学特性
--3.1.3小节测验
-3.2 连续性方程
--3.2.3 小节测验
-3.3 伯努利方程
--3.3.3小节测验
-3.4 动量方程
--3.4.2小节测验
-3.5 液体流态的判定
--3.5.3小节测验
-3.6 液体流动时的能量损失
--3.6.3小节测验
-3.7 液体在小孔中的流动
--3.7.3小节测验
-3.8 液体在间隙中的流动
--3.8.3小节测验
-3.9 章节讨论
--3.9.1讨论一
--3.9.2讨论二
-4.1 液压泵概述
--4.1.3小节测验
-4.2 齿轮泵的结构及原理
--4.2.3小节测验
-4.3 齿轮泵的结构分析
--4.3.3小节测验
-4.4 叶片泵的结构及原理
--4.4.3小节测验
-4.5 叶片泵的结构分析
--4.5.3小节测验
-4.6柱塞泵的结构及原理
--4.6.3小节测验
-4.7 柱塞泵的结构分析
--4.7.3小节测验
-4.8 液压马达概述
--4.8.3小节测验
-4.9 章节讨论
--4.9.1讨论一
--4.9.2讨论二
-5.1液压缸的类型与原理
--5.1.3小节测验
-5.2液压缸的结构及安装
--5.2.3小节测验
-5.3 章节讨论
--5.3.1讨论一
--5.3.2讨论二
-6.1液压阀概述
--6.1.3小节测验
-6.2 单向阀
--6.2.3小节测验
-6.3 换向阀
--6.3.3小节测验
-6.4 溢流阀
--6.4.3小节测验
-6.5 减压阀
--6.5.3小节测验
-6.6 顺序阀
--6.6.3小节测验
-6.7 节流原理及节流阀
--6.7.3小节测验
-6.8 调速阀
--6.8.3小节测验
-6.9 章节讨论
--6.9.1讨论一
--6.9.2讨论二
-7.1密封元件
--7.1.3小节测验
-7.2蓄能器
--7.2.3小节测验
-7.3液压滤油器
--7.3.3小节测验
-7.4 章节讨论
--7.4.1讨论一
--7.4.2讨论二
-8.1调压回路
--小节测验
-8.2卸荷回路
--小节测验
-8.3平衡回路
--8.3.3小节测验
-8.4节流调速回路
--小节测验
-8.5容积调速回路
--小节测验
-8.6方向控制回路
--小节测验
-8.7顺序动作回路
--小节测验
-8.8同步控制回路
--小节测验
-8.9 汽车起重机液压系统支腿油路
--8.9.3小节测验
-8.10 汽车起重机的上装液压系统——回转及伸缩臂回路
--8.10.3小节测验
-8.11 汽车起重机的上装液压系统——变幅及起升回路
--小节测验
-8.12 章节讨论