大排量径向柱塞泵主要结构参数及流量脉动研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州理工大学能源与动力工程学院 作者:杨国来

  对800mL/r径向柱塞泵主要结构参数的选取进行了全新的设计计算,建立了瞬时理论流量的数学模型确定了主要结构参数;分析了不同参数对径向柱塞泵流量脉动的影响并计算出脉动系数,分析结果表明对于大排量的径向柱塞泵利用几何相似的有关系数进行计算已经不适用。该文对大排量的径向柱塞泵的系列化有一定的参考价值。

  引言

  径向柱塞泵具有工作压力高、寿命长、抗冲击能力强、响应迅速、噪声低等优点,被广泛应用在冶金、矿山、锻压、注塑、船舶等机械设备中。目前我国对于小排量的径向柱塞泵的设计理论技术已经非常成熟,但是对于大排量的径向柱塞泵,目前还没有相关的设计资料,其系列化技术还不成熟。本文参考几何相似原则的有关系数对800mL/r径向柱塞泵的主要结构参数初步进行设计计算,结果发现其设计结果与实际相差较大,最后通过建立其数学模型,分析计算出最佳参数匹配。

  1、800mL/r 径向柱塞泵原理及结构特点

  如图1 所示为800mL/r径向柱塞泵结构原理图,定子与转子偏心安装,传动轴带动转子转动,随着转子的转动柱塞腔的容积变大或者变小,转子每转一周,柱塞完成一次吸排油。为了节约成本,同时还满足材料的比功要求,该泵在定子外面安装有圆柱滚子轴承,使定子与转子实现同步旋转。由于该泵的体积大、质量大、惯性大,不同于通过使定子水平移动来实现变量的一般径向柱该泵的变量,该泵的变量由托架驱动定子绕支撑轴摆动来实现。

径向柱塞泵结构原理图

图1 径向柱塞泵结构原理图

  2、参数计算

  几何相似是径向柱塞泵系列设计所遵循的原则,不同排量的径向柱塞泵如果能够做到功能尺寸几何相似,或近似几何相似,则泵的性能特性曲线将相似,重要参数可利用有关系数进行计算。在效率分析中用泵的几何排量的3 V 与过流尺寸的比例关系推导出了参数之间的计算公式,做出了特性曲线,为系列设计提供了重要依据。

大排量径向柱塞泵主要结构参数及流量脉动研究

大排量径向柱塞泵主要结构参数及流量脉动研究

  根据以上计算结果将柱塞沿定子周向11个排列,每个柱塞之间是相互干涉的,所以按照相似原则设计的有关系数计算的重要结构尺寸是不合适的。本文运用Matlab软件进行主要结构参数的设计计算。

  3、结论

  (1)利用几何相似的有关系数进行大排量径向柱塞泵的主要结构参数计算是不适用的,对于800mL/r的径向柱塞泵,d=43mm,e=25mm是最佳参数匹配;

  (2)偏心距e 对于瞬时理论流量几乎没有影响;

  (3)从流量脉动角度出发,对于大排量的径向柱塞泵应尽量选择奇数大柱塞数。

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