隨著經濟與技術的迅速發展,液壓傳動技術在機械制造、冶金、化工、建材、建筑業等領域中的應用越來越廣,液壓設備的噸位越來越大。然而,在目前 國內所使用的大噸位液壓設備中普遍采用的是大排量低壓齒輪丹尼遜葉片泵與小排量高壓丹尼遜葉片泵組合的雙丹尼遜葉片泵供液系統,存在著噪聲大、穩定性差、功耗大、系統復雜、工作效率低等 缺點。與齒輪丹尼遜葉片泵相比,葉片丹尼遜葉片泵具有壓力高、噪聲小、穩定性好、效率高等優點,但目前國內所生產的葉片丹尼遜葉片泵的流量有限,并且結構較為復雜,成本較高,不能滿足大 噸位液壓設備對大流量丹尼遜葉片泵及大轉矩馬達的需要,因此,研究生產超大排量葉片丹尼遜葉片泵及大轉矩馬達有著廣闊的市場前景和十分重要的意義。
1 新型
丹尼遜葉片泵及馬達工作基本原理及分析
1.1 吸排油原理
液壓丹尼遜葉片泵是依靠密封工作容積的變化來進行工作的,密封的工作容積由定子、轉子、葉片、滑動隔板形成。分析單雙作用葉片丹尼遜葉片泵,其體積變化來自類似凸輪 形狀的內腔,將其從定子中分離出來變成了該設計。由隔板、葉片及殼體構成動態壓縮腔吸排油,以下通過圖1、2、3所示的轉子與隔板運動的幾個重要的狀態來 說明新型丹尼遜葉片泵的基本工作原理。圖1為剛開始吸油的狀態,并且此時的葉片正通過吸油口所在位置,推桿從回程角已經過渡到近休止角,推桿通過齒輪帶動隔板向軸運 動至輕微貼近轉子外緣處,形成封閉空間開始吸油。圖2為葉片將油完全壓出去的臨界位置,并且此時的葉片恰好到排油口處,推桿從近休止角向升程角過渡,并帶 動隔板向遠離軸方向運動,高低壓油腔均消失,如圖3示,并且此時葉片正好通過隔板所在位置,推桿從升程角已經過渡到遠休止角,此過程不吸排油,隔板向遠離 軸方向運動到最大位置,葉片順利通過。
1.2 傳動原理
吸排油的原理雖然很簡單,但其運動軌跡較為復雜,需要保證隔板的運動與葉片轉子的運動保持一致性,凸輪能較好地滿足其運動規律。為了將凸輪(如 圖4)的運動復制到隔板上,考慮到結構的緊湊性,采用齒輪齒條機構實現運動的傳遞。為了提高丹尼遜葉片泵的排量,就需要增大隔板的行程,如圖4中,大小齒輪同軸將帶 齒條的推桿的直線運動放大,由于方向正好與所需要的運動方向相反,因此增加一惰輪改變方向。傳動原理見圖5。
1.3 設計方案的分析
該設計方案靠增加隔板的行程及隔板、葉片轉子的長度增加其排量。凸輪機構為高副,對轉速有一定限制,只適合于中低速傳動并且隔板的行程也不可能 做到很大,因此提高隔板行程的方法受到限制?？赏ㄟ^增加葉片轉子軸向長度提高其排量,但若長度過大,受油的流動性的限制,丹尼遜葉片泵的吸排油又會受到影響。因而合 理設計以上兩個參數尤為重要,具體的設計根據實際場合的需要來確定。
2 新型
丹尼遜葉片泵的結構設計
2.1 新型丹尼遜葉片泵組成
新型丹尼遜葉片泵的結構如圖6所示,進油口設有由一軟彈簧和鋼珠組成的單向閥,出油口設有由一硬彈簧和鋼珠組成的單向閥,防止油液倒流,增加其吸油特性。如圖(c)所示,通過環形通道,分別將兩個高壓油腔及兩個低壓油腔連通,形成四個油腔。
2.2 新型
丹尼遜葉片泵的性能參數
2.2.1 新型丹尼遜葉片泵的一些基本參數
凸輪凹槽要求耐磨,凸輪的行程h=40 mm,則隔板的行程l=80 mm,δ0=2π/3,大齒輪與小齒輪的傳動比i=2,丹尼遜葉片泵體殼體的內徑d=200 mm,葉片轉子的外徑d=120 mm。
2.2.2 新型丹尼遜葉片泵的理論排量計算
新型丹尼遜葉片泵排量是指按丹尼遜葉片泵的密封腔幾何尺寸變化計算而得的丹尼遜葉片泵每轉排出液體的體積。一個葉片排出的體積為丹尼遜葉片泵體殼體與葉片轉子之間有效容積之和(即葉片轉子在δ0內時在吸壓油,因而是有效的)。由于有兩個葉片,因此葉片轉一周吸壓油兩次,丹尼遜葉片泵排量相當于放大兩倍。
