旋片式真空泵工作原理简介.docx

旋片式真空泵结构原理与工作原理
 旋片式真空泵是机械容积泵，是利用转子旋转，叶片在转子槽中随离心力和定子内表面形状出进产生容积变化，使油液获得压力能的一种液泵。该泵不仅容易获得2.5～7.0 MPa的压力，而且各密封容腔在旋转的每一瞬间所排出的油液是基本相同的，所以供油脉冲较小，排量和压力较均匀。旋片式真空泵的结构有许多种，最常的是中低压定量单级双作用泵，旋片式真空泵型即属此种。和单作旋片式真空泵相比，双作泵的转子，工作时能使所受的液体径向压力得到平衡。不仅轴承的载荷减到最小，延长了使寿命;而且工作较稳定。叶片是靠旋转离心力甩出的，因此，为使叶片(b)定子很好的接触，一般要求最低转速不得低于600 r/min,否则，便会内漏多、效率低;由此也产生一个启动扭矩低的优点。旋片式真空泵结构比齿轮泵稍复杂，成本稍高，价位比柱塞泵便宜。
    因此，目前在中低压供油系统和液压系统中，旋片式真空泵得到了十分广泛的应用。除广泛应用于喷油泵试验台燃油供给系统外;还广泛应用于组合机床、液压磨床、液压车床、液压刨床和注塑机等液压系统。
1、主要技术参数与性能指标(见表1)

2、结构特点与工作原理
2.1结构特点(如图1)

    该泵由法兰、泵轴5,泵体1.配油盘6、转子4、叶片3、定子2、压力侧板、泵盖以及滚动轴承、骨架油封、O形橡胶密封圈(以下简称O形圈)、螺栓(共3种9个全是圆柱头内六角螺栓，均简称螺栓)和挡圈等组成。
    泵轴由装在泵体和泵盖座孔中的轴承支承，转子(b)轴用花键联接，转子上开有倾角为10°～14°(有的无倾角)的径向均布狭槽，槽内装有可沿槽径向滑动的叶片，叶片外套装着转子同心的定子(也称腰形套或内凸轮)，转子前有配油盘，后有压力侧板，最后由泵盖封闭。
    配油盘上对称的开有:2个进油口相通的吸油窗和2个出油口相通的压油窗;压力侧板(兼配油盘)上只对称的开有2个配油盘吸油窗相对、也进油口相通的吸油窗。
    通过键动力源联接的泵轴带着转子旋转时，叶片受到离心力的作用，其端部便顶在定子即内凸轮表面上(油压建立后，叶片底部还受到油液压力的作用，这样会使其端部X加紧贴内凸轮表面)，叶片在离心力和内凸轮推力的共同作用下，便在槽中刹复运动。
    其他零件无有运动。配油盘(b)泵体装成一体，前边有法兰封闭;定子和压力侧板用两只螺栓固定在配油盘上;侧板上固定螺栓圆柱头(兼定位销)(b)泵盖上定位孔对正并进入定位孔后，用 4只螺栓7固定在泵体上。
2.2  工作原理(如图2)

   (1)吸油压油。定子内表面、转子外表面和两侧配油盘压力侧板端面之间形成一个密封容积。在图2A中，叶片1,4,4,7，和7,10,10,1等把这个容积分为abcd,cdef和efgh,ghab 4部分。当转子按图示箭头方向旋转时，叶片1,4和7,10各组成一个吸油腔;4,7和10,1各组成一个压油腔(在1～4和4～7间的叶片2,3和5,6都不能互成独立的工作腔)。从图2B中。可以看出，转子旋转某一角度后，cddoco(ghhogo)大于abboao(effoeo)，表明叶片从小半径圆弧面过渡到大半径圆弧面，叶片从槽内甩出，吸油腔容积不断增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压力作用下，经泵盖进油口(大)、配油盘和压力侧板吸油窗，吸入吸油腔;这便是泵的进油过程。effoeo(abboao)小于cddoco(ghhogo)，表明叶片从大半径圆弧面过渡到小半径圆弧面，叶片被内凸轮推进槽内，压油腔容积不断减小，压迫油液，使其获得压力能，经配油盘压油窗，泵体出油口(小)，将压油腔的油液排出;这便是泵的排油过程。
   (2)双作用力平衡。因为泵轴每旋转一转，叶片在转子槽中刹返运动2次，每个由叶片构成的容积完成2次吸油和排油过程。所以，这种泵称双作用泵。又因为这种泵的吸油(低压)和压油(高压)区是分别对称分布的;所以这种泵转子受到的液体径向压力是平衡的。因此，双作用泵输出压力比单作用泵要高。目前一般可达到7.0～10.5 MPa。
   (3)内漏困油(如图3)

    定子上的大((a/2)、小(b/2)半径圆弧面I (2-3,4-5,6-7，8-1)间的四段阿基米德螺旋面Ⅱ(1-2,3-4,5-6,7-8)，一方面是为了使两叶片构成的容积，在吸油区和压油区互相过渡时不致发生突变。因为叶片构成的容积，从吸油区向压油区或由压油区向吸油区过渡时，必须有一段处于完全密封的状态，否则压油腔吸油腔就会相通，就会从压油腔向吸油腔泄漏(即所谓内漏)。从一定意义上来说，泵的压力高低取决于密封容腔的密封程度。二是为了保证这个容积在完全密封形成“困油区”后不再发生容积变化，以免产生困油现象。困油现象指困油区随叶片运动，若容积由大变小，会使困油区内的油液受到很大的挤压力，其后果是使泵轴和定子受到很大的径向力;若容积由小变大，会使困油区产生真空，其后果是容易引起穴蚀;并且两者都会破坏泵的正常工作和产生较大的噪声。
   (4)排出、补充油液压力、磨损补偿。配油盘上对着叶片底部有油孔和环形油槽(压力侧板该位置上也有油槽，但无油孔)，是为了使转子叶片槽配油盘压油窗相通。因此，当叶片在转子槽中被内凸轮推进或被离心力甩出使得槽底的容积发生变化时，槽里的油液才能够得到排出或补充。油泵工作时，叶片底部即背面会受到油液压力的作用。这样，不仅会使叶片(b)定子的接触得到良好的密封，而且会使叶片(b)定子的磨损得到自动的补偿。
   (5)叶片受力转子强度。转子叶片槽有倾角。其作用是改善叶片沿内凸轮表面滑动时的受力情况，以免叶片在槽内阻滞甚至卡住;并使转子强度得到相应的改善。
  (6)排量行程。每转理论排量取决于叶片行程，其行程等于定子大小两圆弧面顶点中心距(即大小半径)之差，改善行程可改变排量。定量单级单作用旋片式真空泵转子定子不同心，有个偏心距e，改变偏心距。可改变排量，如图4。

   (7)进油出油。泵在工作时，必须用油箱里的油液不断地把吸油腔充满，这对泵的工作至关重要。供油和液压系统都必须有良好的进油口设计，即进油口比出油口要大。