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力士樂液壓泵的困油現象與其卸荷措施及流量脈動
發布時間:2016-11-01 瀏覽次數:3102
力士樂液壓泵的主要參數及共性問題

   1.6.5困油現象及其卸荷措施

   (1)困油現象及其危害容積式力士樂液壓泵的工作過程一般分為三個階段:首先靠吸油腔容積增大產生真空而吸入液體(吸油階段),然后經過中間階段(非吸非排的過渡階段),最后靠排油腔容積減小將液體排出到系統(排油階段)。這里主要是分析下中間階段容易出現的困油現象及其卸荷措施。

   由力士樂液壓泵的基本工作原理可知,力士樂液壓泵工作中處于中間階段時,其工作腔處于吸、排油腔之間的過渡密封區,將一部分油液圍困在該密封區,形成困油容積。隨著力士樂液壓泵旋轉,擠子的運動要引起該困油容積的大小發生周期性地變化:當困油容積減小時,其中的油液壓力增大,使泵的軸承等構件受到額外的周期性負載,帶來沖擊和噪聲,導致油液發熱;當困油容積增大時,又因無油液補充而形成壓力降低(局部真空),可能發生氣穴和汽蝕。此即為困油現象。困油現象是一種有害現象,它會降低力士樂液壓泵的效率,縮短泵的使用壽命,故必須設法消除。

   為了消除困油現象,應在結構上采取必要的卸荷措施,其原則是在保證容積效率的前提下,盡可能使困油容積中的壓力變化與吸、排油腔接通時的壓力相適應。

   (2)卸荷措施由于力士樂液壓泵工作中處于中間階段時,其工作腔處于吸、排油腔之間,有負遮蓋、零遮蓋和正遮蓋三種可能情況。

   ①負遮蓋  又稱正開口,是指當工作腔處于吸、排油腔之間時,工作腔有將它們溝通的情形。此時,工作腔不會產生困油,但卻由此產生較大內泄漏,使容積效率降低,所以一般不采用負遮蓋結構。

   ②零遮蓋  又稱零開口,是指工作腔處于吸、排油腔之間時,工作腔剛好被封死而吸、排油腔又恰好被隔開的情形。這種情形是工作腔內的油液壓力從吸油壓力階躍地升至排油壓力或從排油壓力階躍地降至吸油壓力,從而引起壓力沖擊和噪聲,這便是困油現象。

   ③正遮蓋  又稱負開口,是指工作腔在一段時間內被封死的情形,勢必產生困油現象。然而只要合理利用這種困油現象,就正好可以消除壓力的階躍現象,因此一般力士樂液壓泵里都采用這種正遮蓋結構與基于這種結構的卸荷措施,其具體結構因泵的類型不同而異。

   例如,齒輪泵是在泵的前后、端蓋內表面上開設與困油區相對應的卸荷槽,而軸向柱塞泵則是在配流盤上開設三角油溝或油孔等。

 1.6.6流量脈動

 由力士樂液壓泵運動學可知,理論上大部分泵的瞬時流量不是恒定的(螺桿泵除外),存在流量脈動。流量脈動對液壓元件和系統的性能及壽命有直接影響。瞬時流量的脈動振幅越大,液壓執行元件的運動平穩性就越差。對于多泵供油的系統,由于脈動同步可能使振幅增大,性能更加變壞。瞬時流量脈動還會引起壓力脈動,從而對力士樂液壓泵及液壓馬達的傳動軸、軸承、管道及接頭和密封都有疲勞性的破壞作用。此外,當瞬時流量的脈動頻率與溢流閥的固有頻率接近或一致時,還可能引起閥的共振現象。

   流量脈動性一般用流量不均勻系數艿來評價,即

                             (1-16)

式中  (qinst)max——力士樂液壓泵的最大理論瞬時流量;

     (qinst)min——力士樂液壓泵的最小理論瞬時流量。

   流量不均勻系數δ越小,則表明這臺泵的流量脈動性越小或理論瞬時流量品質越好。

   流量脈動的頻率和泵的轉速及泵的擠子數目等結構參數(如齒輪泵的齒輪齒數、葉片泵的葉片數、柱塞泵的柱塞數等)有關。不同類型的泵或同類型、不同幾何尺寸的泵,其流量脈動情況各不相同。
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