大排量徑向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及流量脈動(dòng)研究

2015-04-11 楊國(guó)來(lái) 蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院

  對(duì)800mL/r徑向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)計(jì)算,建立了瞬時(shí)理論流量的數(shù)學(xué)模型確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù);分析了不同參數(shù)對(duì)徑向柱塞泵流量脈動(dòng)的影響并計(jì)算出脈動(dòng)系數(shù),分析結(jié)果表明對(duì)于大排量的徑向柱塞泵利用幾何相似的有關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算已經(jīng)不適用。該文對(duì)大排量的徑向柱塞泵的系列化有一定的參考價(jià)值。

  引言

  徑向柱塞泵具有工作壓力高、壽命長(zhǎng)、抗沖擊能力強(qiáng)、響應(yīng)迅速、噪聲低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在冶金、礦山、鍛壓、注塑、船舶等機(jī)械設(shè)備中。目前我國(guó)對(duì)于小排量的徑向柱塞泵的設(shè)計(jì)理論技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但是對(duì)于大排量的徑向柱塞泵,目前還沒(méi)有相關(guān)的設(shè)計(jì)資料,其系列化技術(shù)還不成熟。本文參考幾何相似原則的有關(guān)系數(shù)對(duì)800mL/r徑向柱塞泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)初步進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際相差較大,最后通過(guò)建立其數(shù)學(xué)模型,分析計(jì)算出最佳參數(shù)匹配。

  1、800mL/r 徑向柱塞泵原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  如圖1 所示為800mL/r徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)原理圖,定子與轉(zhuǎn)子偏心安裝,傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞腔的容積變大或者變小,轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,柱塞完成一次吸排油。為了節(jié)約成本,同時(shí)還滿足材料的比功要求,該泵在定子外面安裝有圓柱滾子軸承,使定子與轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)。由于該泵的體積大、質(zhì)量大、慣性大,不同于通過(guò)使定子水平移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變量的一般徑向柱該泵的變量,該泵的變量由托架驅(qū)動(dòng)定子繞支撐軸擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)原理圖

圖1 徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)原理圖

  2、參數(shù)計(jì)算

  幾何相似是徑向柱塞泵系列設(shè)計(jì)所遵循的原則,不同排量的徑向柱塞泵如果能夠做到功能尺寸幾何相似,或近似幾何相似,則泵的性能特性曲線將相似,重要參數(shù)可利用有關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在效率分析中用泵的幾何排量的3 V 與過(guò)流尺寸的比例關(guān)系推導(dǎo)出了參數(shù)之間的計(jì)算公式,做出了特性曲線,為系列設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。

大排量徑向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及流量脈動(dòng)研究

大排量徑向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及流量脈動(dòng)研究

  根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果將柱塞沿定子周向11個(gè)排列,每個(gè)柱塞之間是相互干涉的,所以按照相似原則設(shè)計(jì)的有關(guān)系數(shù)計(jì)算的重要結(jié)構(gòu)尺寸是不合適的。本文運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)行主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

  3、結(jié)論

  (1)利用幾何相似的有關(guān)系數(shù)進(jìn)行大排量徑向柱塞泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算是不適用的,對(duì)于800mL/r的徑向柱塞泵,d=43mm,e=25mm是最佳參數(shù)匹配;

  (2)偏心距e 對(duì)于瞬時(shí)理論流量幾乎沒(méi)有影響;

  (3)從流量脈動(dòng)角度出發(fā),對(duì)于大排量的徑向柱塞泵應(yīng)盡量選擇奇數(shù)大柱塞數(shù)。