《浅谈高压叶片泵》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈高压叶片泵（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、July 2005,1,主 题,浅谈高压叶片泵,-马文澄-,July 2005,2,目 录,1， 引言 2， 高压叶片泵的类别 3， 圆弧头叶片式高压叶片泵简介 4， 双叶片式高压叶片泵简介 5， 阶梯叶片式高压叶片泵简介 6， 母子叶片式高压叶片泵简介 7， 弹簧叶片式高压叶片泵简介 8， 柱销叶片式高压叶片泵简介 9， 定比减压阀式高压叶片泵简介 10, 介绍叶片泵高压化的一般特征 11, 市场竞争,July 2005,3,引 言, 应用 高压低能耗是现代工业产品的一大特征液压传动与 控制技术的广泛应用； 高速、高压、低噪声液压泵是新一代机床、船舶、冶金、 轻工与工程机械液压系统配套的必需
2、产品； 液压泵是一种将电动机或发动机的旋转机械能转换成容 积式流体能的装置，并通过控制元件来实现液压机械的 自动化或半自动化； 叶片泵因噪声低、寿命长、压力脉动小、自吸性能好而 优越于齿轮泵（外啮合式）和柱塞泵。 发展史,July 2005,4,引 言, 半个世纪前VICKERS开创了圆形叶片泵（压力70 bar、 排量 7-200 mlrev、转速 600-1800 rpm)，首先应用 于机床液压传动； 为满足二次大战战舰配套需要，VICKERS又发展了方型叶 片泵（压力 105 bar）； 上世纪七十至八十年代，美国、德国、日本等相继研制成 功了弹簧叶片叶片泵、双叶片叶片泵、母子叶片泵、圆
3、 弧头叶片泵、柱销叶片泵和定比减压阀叶片泵等各类中 高压叶片泵（压力 160-210 bar）； 上世纪末，以DENISON为首的柱销式高压叶片泵（压力 240-320 bar、排量5.8-268 mlrev、转速 600-3600 rpm）进入全球液压产品市场，并赢得液压界的关注。,July 2005,5,高压叶片泵的分类,在油泵零件机械强度足够与油泵密封性可靠的情况下， 叶片泵的高压化取决于叶片与定子这对摩擦付的寿命。 高压叶片泵的分类，则是按卸除部分叶片对定子内曲面 作用力的不同结构形式来区分。 卸除叶片根部的部分负载，减少叶片对定子内曲面接触 比压的不同结构设计，便是各种形式高压叶片泵
4、的类别。 叶片对定子内曲面的接触比 压可用下式表示： p ( b0 t0 ) （kgfcm) b,p- kgfcm2 叶片根部 与头部之压力差,b0 cm P作用的叶片长度,t0cm P作用的叶片宽度,N,bcm 叶片接触定子的长度,July 2005,6,高压叶片泵的分类,一般可取 N 24 kgfcm 世界上现有七种高压叶片泵 圆弧头叶片式高压叶片泵 双叶片式高压叶片泵 阶梯叶片式高压叶片泵 母子叶片式高压叶片泵 弹簧叶片式高压叶片泵 柱销叶片式高压叶片泵 定比减压阀式高压叶片泵,July 2005,7,圆弧头叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 美国 Eaton Vickers Parker
5、 Denison 大连液压件 厂生产的 V10,V20 SDV10,SDV20 单、双联系列叶片 泵(175 bar) 日本 Yuken 的 PV2R 系列叶片泵 (210 bar) 德国 的动力转向叶片泵（105-140 bar) 大连液 压件厂的动力转向叶片泵 V10F，V20F（105-175 bar) 美国 Sperry Vickers 的专利技术 特征描述 叶片头部呈圆弧轮廓的矩形高速钢叶片，其厚度一般在 1.4-2.0 mm 。 卸载原理,July 2005,8,圆弧头叶片式高压叶片泵简介, 圆弧头叶片改善了叶片与定子内曲面的接触状况，由剪 切改成滚压，提高油膜承载能力； 减薄叶片
6、厚度，以增大高速高压下叶片作用于定子内 曲面所允许承受的接触比压。一般取 N 34 kgfcm 该结构可提高工作压力至 140-175 bar。 叶片受力分析（见图）,July 2005,9,圆弧头叶片式高压叶片泵简介, 主要优缺点 结构简单，便于加工，制造成本低； 因泵内仅一对滑动摩擦付，油泵运转性能稳定，噪声低； 受许用接触比压值的限制，该结构油泵难以大幅度提高 其最高工作压力。,July 2005,10,双叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 德国 Bosch Rexroth 的V2系列叶片泵 (175 bar) 德国 Bosch Rexroth 秦川液压件厂的 V4系列变量叶 片泵（160
7、 bar) 该结构是最早投入市场 应用的高压叶片泵， 其技术归 Parker Hannifn 所有。 特征描述 两片形状相同的带有三 面倒角的叶片，,July 2005,11,双叶片式高压叶片泵简介,被背靠背地配置在转子槽内； 两叶片相对转子槽侧面的滑动和两叶片相互间的滑动是 油泵内的二对摩擦付。 卸载原理 利用两片叶片的三面倒角组成的叶片头部与两侧面的V形 油道，使作用于叶片根部油压同时传递到头部，从而卸 除部分对定子内曲面的顶力； 双叶片式结构的顶力为： P p b0 （ t1 - t2 ） 1/2 p b0 t1 （kgf） 该结构可卸除叶片顶力的一半，故该泵的设计压力较圆 形叶片泵（压
8、力70 bar）提高一倍。,t1-cm 叶片宽度,t2 1/2 t1-cm p作用的V形油道的倒角宽度,July 2005,12,双叶片式高压叶片泵简介, 叶片受力分析（见图） 主要优缺点 结构简单，加工最简易，制造成本低； 因叶片磨损后会减少t2值，从而增加叶片对定子内曲面的 顶力，则加剧其磨损； 通常该设计能升高工作压力至140-175 bar。,July 2005,13,阶梯叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 航天飞行器液压系统用高速高压叶片泵（转速可达几万 转/分） 特征描述 呈一级阶梯形的矩形叶片与呈一级反向阶梯形的转子槽 相匹配； 相配的阶梯叶片与阶梯转子 槽间始终存在一个与配油盘
9、排油沟槽相通的台阶油室。 卸载原理 利用叶片与转子槽台阶间的,July 2005,14,阶梯叶片式高压叶片泵简介,狭窄压力油室的油，来卸载叶片作用于定子内曲面的顶 力； 阶梯叶片式结构的顶力为： P p b0 t2 （kgf） 该油泵设计的最高压力较圆形叶片泵提高 t1/t2 倍。 叶片受力分析（见图）,t1 -cm 叶片宽度,t2 1/n t1 -cm p 作用的狭窄压力油室宽度,July 2005,15,阶梯叶片式高压叶片泵简介, 主要优缺点 具有最良好的性能稳定性，外形尺寸小，重量轻； 因叶片与转子的阶梯平面间是滑动配合，其需最高的形 状与位置精度，要求提供的机械加工水平也最高； 该结构
10、未能向市场提供商品化产品。,July 2005,16,母子叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 美国 Eaton Vickers / 南京金城集团叶片泵分厂/ 广东 广液实业股份有限公司生产的 V系列叶片泵（175 bar） 与 VQ系列叶片泵（207 bar) 日本东京计器的 SQPS系列叶片泵（175 bar） 美国 Sperry Vickers 的专利技术 特征描述 矩形大叶片称母叶片，其下端 有一个小的矩形凹槽； 矩形小叶片称子叶片，其与母,July 2005,17,母子叶片式高压叶片泵简介,叶片下端凹槽滑配合，厚度与母叶片相同。 卸载原理 位于转子槽内作相对滑动的母子叶片，其两者间凹槽所
11、 包络的压力油室内，始终存在着一个与配油盘排油沟槽 相通的油压，卸除了部分叶片作用于定子内曲面的顶力； 母子叶片式结构的顶力为： P p b0 t1 （kgf） 母子叶片结构中， 一般取 b0 （1/31/4）b1， 则该油泵设计的理论压力较圆形叶片泵可提高 3-4 倍。 叶片受力分析（见图）,b0cm 子叶片长度,b1cm 母叶片长度,July 2005,18,母子叶片式高压叶片泵简介, 主要优缺点 Vickers 母子叶片泵运转性能稳定的STEADY JARLESS， 噪声较低，是较早 在国内获得应用的一种高压叶片泵； 该结构的转子、叶片与双金属配油盘零件加工工艺较复 杂，生产成本较高；
12、该泵的泵体定位在配油盘上，其连接刚性较差。,July 2005,19,弹簧叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 美国 Abex-Denison 的TMB, TMC系列叶片泵(140 bar) 特征描述 矩形叶片的顶面与两侧面为弧形凹槽； 叶片下部一般有3个放置圆柱螺旋弹 簧的座孔； 3个圆柱螺旋弹簧放置在叶片下部的座孔内。 卸载原理 该机构是用弹簧力来实现叶片对定子内表面接触比压的 控制； 弹簧叶片因其顶部与两侧的凹槽组成的环形油路，使叶,July 2005,20,弹簧叶片式高压叶片泵简介,片始终处于径向或轴向的液力平衡状态； 叶片对定子内表面的顶力，无论是在吸油区、吸-排油区 都是弹簧力加离心力
13、。选择合适的弹簧回弹特性，便能 有效降低接触比压，从而实现高压化。 叶片受力分析（见图）,July 2005,21,弹簧叶片式高压叶片泵简介, 主要优缺点 具有在各种低转速场合下能启动的最大优点，工作转速 范围宽 60-2000 rpm； 弹簧叶片式结构的泵既可作油泵用，也可作油马达使用； 该结构泵因受弹簧质量与回弹特性的限制，现已退出高 速高压叶片泵的竞争行列。,July 2005,22,柱销叶片式高压叶片泵简介, 典型产品 美国 Parker Denison T6/T7系列叶片泵 (T6 280 bar, T7 320 bar) 美国 Eaton Vickers VMQ系列叶片泵 (310
14、 bar) 印度 Veljan Hydrair Ltd 的T6系列叶片泵 意大利 atos / 榆次液压件厂 PFE系列叶片泵（300 bar） 意大利 atos PVL变量叶片泵(150 bar). 特征描述 矩形叶片的顶面与两恻面为弧形 凹槽，叶片头部以双唇口与定子 内曲面接触；,July 2005,23,柱销叶片式高压叶片泵简介, 叶片的下端被柱销顶住，叶片数与柱销数相等； 转子槽底部设有一个与柱销滑配的柱销孔。 卸载原理 位于转子柱销孔内往复运动的柱销，是被转子两侧面各3 个小孔引进柱销孔底部的油压所顶出，该两侧小孔与配 油盘侧面的排油沟槽相接通，从而利用柱销顶力卸荷了 叶片作用于定子
15、内曲面的顶力； 柱销作用与叶片的顶力为： P p r2 柱销式叶片的顶力可卸载至1/i倍： pr2 r2 一般取 p b1t1 b1t1,i,i1/15-1/24,rcm 柱销半径,July 2005,24,柱销叶片式高压叶片泵简介, 叶片受力分析（见图） 主要优缺点 运转性能稳定，可靠性好，使用寿命长； 最具有工业化生产条件与广泛应用的高压低噪声叶片泵； 是目前世界上供应的最高压力（320 bar)、 最高转速 （3600 rpm)、最低噪声（63 db(A)、n1500 p320 bar)和排量最广（5.8-268 ml/r) 的高压叶片泵。,July 2005,25,定比减压阀式高压叶片泵简介, 典型产品 日本 YUKEN PV11R型叶片泵 (400 bar, 4.6-12.3 ml/r) 特征描述 油泵端盖上组合有一个定比 减压阀； 定比减压阀的输出油路与将油 压引向转子槽底部（叶片根部） 的配油盘侧面的腰形油槽相连通。 卸载原理 利用定比减压阀来控制叶片根部压力，使其在吸油区间 时为
