(完整版)变量泵的原理及应用
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变量叶片泵的工作原理
变量叶片泵是一种常用的离心泵,它通过旋转叶片产生离心力以将液体输送出去。
该泵的工作原理如下:
1. 叶片的构造:变量叶片泵由许多叶片组成,这些叶片可以根据泵的工作需求进行调整。
叶片通常是弯曲的,以便在泵转动时能够收集和排放液体。
2. 泵的结构:变量叶片泵的核心部分是转子和壳体。
转子内置在泵的壳体内,它与主轴连接并能够自由旋转。
3. 运转过程:当变量叶片泵开始运转时,转子开始以高速旋转。
液体通过进口管道进入泵的壳体内,并沿着壳体的内表面向外流动。
4. 离心力的产生:当液体流经转子时,叶片会将液体加速,并形成离心力。
这个离心力将液体推向靠近出口处的泵壳。
5. 出口压力的增加:随着液体流向出口,泵壳逐渐变窄,这会导致压力的增加。
由于离心力的作用,液体在出口处的压力将进一步增加。
6. 液体排放:当液体达到一定压力时,它将被推向出口管道并被输送到目标位置。
同时,液体进口处再次进入泵内进行循环,泵就会持续工作。
总而言之,变量叶片泵通过旋转叶片产生离心力,使液体在泵
内流动并增加压力,从而实现液体的输送。
通过调整叶片和泵的参数,可以根据需要调整流量和压力。
变量泵控制阀原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以涵盖以下方面:变量泵控制阀作为一种重要的调节装置,在工业控制系统中扮演着至关重要的角色。
它是一种能够根据外部信号进行调节的设备,可以实现流体流量和压力的精确控制。
通过调节阀门的开度,变量泵控制阀可以对流体介质的流量进行精细调节,以满足工业生产过程中的各种要求。
在工业自动化控制过程中,变量泵控制阀被广泛应用于各个行业,包括化工、石油、电力、冶金等领域。
它不仅可以对流体传输系统中的流量进行控制,还可以对压力、温度等参数进行调节,从而实现对生产过程的智能化控制。
变量泵控制阀的工作原理基于机械和电子控制的相结合。
它通过电子调节电机或气动装置来改变阀门的开度,从而控制流体介质的流量。
变量泵控制阀的流量调节性能主要取决于阀门的开启程度和阀门内部的结构设计。
本文将对变量泵控制阀的原理进行详细解析,并介绍其在实际应用中的各种场景和案例。
通过对其工作原理和应用进行深入研究,可以更好地理解变量泵控制阀的作用和优势,为工业自动化控制系统的设计和优化提供参考。
1.2文章结构文章结构:本文将从两个方面来介绍变量泵控制阀的原理和应用。
首先,我们会详细介绍变量泵控制阀的原理,包括其工作原理、结构组成和工作过程中的关键因素等。
然后,我们将深入探讨变量泵控制阀在实际应用中的具体场景和案例,涵盖了工业、农业、建筑等多个领域。
通过这些实际案例,我们可以更好地理解变量泵控制阀的价值和作用。
为了更好地理解文章,本文将按照以下的结构进行组织。
首先,我们将在引言部分对变量泵控制阀的概述进行简要介绍,并明确文章的目的。
接下来,在正文部分的第一节中,我们将详细解析变量泵控制阀的原理以及其在控制系统中的作用和功能。
在第二节中,我们将通过实际应用案例来展示变量泵控制阀在不同领域中的应用,并探讨其在实际工程中的效果和优势。
最后,在结论部分,我们将对本文进行总结,并展望变量泵控制阀在未来的发展前景。
变量泵控制方式及其应用分类方式一:变量泵可以通过排量调节来适应机械在作业时的复杂工况要求,由于其具有明显的优点而被泛使用。
变量泵的控制方式多种多样,主要有压力切断控制、功率控制、排量控制和负载敏感控制四基本控制方式。
通过这四种基本控制方式的组合,可以得到具有复杂输出特性的组合控制。
1.1 压力切断控制压力切断控制是对系统压力限制的控制方式,有时也简称为压力控制。
当系统压力达到切断压力值,排量调节机构通过减小排量使系统的压力限制在切断压力值以下,其输出特性如图1-1a所示。
如果切断力值在工作中可以调节则称为变压力控制,否则称为恒压力控制。
图1-1b所示为压力切断控制的典型实方式。
当系统压力升高达到切断压力时,变量控制阀阀芯左移,推动变量机构使排量减小,从而实现压力断控制。
阀芯上的Pr为液控口,可以对切断压力进行液压远程控制和电液比例控制。
一些液压工况复杂,作业中执行机构需要的流量变化很大,压力切断控制可以根据执行机构的调速要按所需供油,避免了溢流产生的能量损失,同时对系统起到过载保护的作用。
a输出特性b典型实现形式图1-l 压力切断控制变量泵1.2 功率控制功率控制是对系统功率限制的控制方式。
当系统功率达到调定的功率值时,排量调节机构通过减小排量使系统的功率限制在调定功率值以下。
如果功率限制值在工作中可调则称为变功率控制,否则称为恒功率控制。
图1-2中所示为力士乐(Rexroth)A11VO恒功率泵的输出特性和具体实现结构。
其工作原理如下:变量油缸和复位油缸分别布置在泵体两侧,对变量机构进行差动控制,其中面积较大的变量油缸的压力受到变量控制阀的控制。
作用在小活塞上的系统压力经摇杆在控制阀芯左侧作用推力F,而阀芯右侧受到弹簧力的作用。
由于小活塞装在与变量机构一起运动的复位活塞上,所以摇杆对阀芯的推力为F=PAL l/L2(1)式中:P为系统压力;A为小活塞面积;L1为小活塞到摇杆铰点的距离;L2为变量控制阀杆到摇杆铰点的距离。
叶片变量泵叶片变量泵是一种新型的液压泵,它采用了叶片变量调节技术,通过改变叶片角度来控制流量和压力的变化,从而实现了对液压系统的精确控制。
它具有结构简单、性能稳定、控制精度高、能耗低等优点,被广泛应用于冶金、造船、机械、航空、石油等领域。
叶片变量泵的基本结构包括泵轴、叶片、泵体、进口和出口等部分。
泵轴是泵的核心部分,它连接着驱动装置和叶片。
叶片则是泵的关键部件,它通过叶片角度的改变来调节液压系统的流量和压力。
泵体则是固定叶片的部分,它内部有空腔,通过叶片间的间隙将液体抽入泵内,再通过泵轴转动将液体推出泵体。
进口和出口则是液体的进出口,它们与泵体相连,使液体流出泵体。
叶片变量泵的工作原理是利用叶片的变化来调节泵的流量和压力。
当驱动装置转动泵轴时,叶片随之转动。
当叶片角度较小时,泵的流量较小,压力较大,而当叶片角度较大时,则流量较大,压力较小。
通过调整叶片角度,可以实现对液压系统的精确控制。
叶片变量泵的优点之一是结构简单,由于没有过多的复杂部件,所以具有结构简单、维修方便的特点。
其次,叶片变量泵具有性能稳定的特点,因为叶片角度的变化能够实现精确控制,所以泵的性能也更加稳定可靠。
另外,叶片变量泵还具有控制精度高、能耗低等特点,可以满足液压系统对能耗、控制精度等方面的要求。
叶片变量泵的应用范围非常广泛,不仅可以应用于冶金、石油、机械等领域,还可以应用于飞机、船舶等领域。
例如,在飞机上,叶片变量泵可以用于高速液压缸的控制,实现对飞机翼面的控制;在造船行业中,叶片变量泵可以用于船舶推进系统的控制,实现对船速的精确调节;在机械制造行业中,叶片变量泵可以用于机床液压系统的控制,实现对机械运动的精确控制等等。
总之,叶片变量泵是一种广泛应用于液压系统中的新型液压泵,具有结构简单、性能稳定、控制精度高、能耗低等特点,应用范围非常广泛,对于提高液压系统的性能和效率具有重要的作用。
变量叶片泵的工作原理叶片泵是一种常见的离心泵,其工作原理是利用转子的旋转来产生离心力,从而将液体吸入并排出。
叶片泵通常由转子、叶片、泵体和轴承等部件组成。
叶片泵的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 吸入过程:当叶片泵开始运转时,转子会以高速旋转。
在转子的作用下,液体被离心力推向泵体的吸入口。
吸入口通常位于泵体的中心部位,并通过吸入管连接到液体的源头。
2. 进料过程:当液体通过吸入口进入泵体后,它会被叶片收集并输送到泵体的出口。
叶片的设计和排列方式可以有效地增加液体的进料压力,从而提高泵的效率。
3. 排出过程:在进料过程中,液体被推送到泵体的出口。
由于转子的旋转速度较高,液体受到离心力的作用而被迅速排出。
排出口通常位于泵体的边缘处,并通过排出管将液体输送到需要的位置。
叶片泵的工作原理可以通过以下几个方面来解释:1. 离心力的作用:叶片泵利用转子的旋转产生离心力,使液体产生压力差。
当液体被推送到泵体的出口时,液体的压力会增加,从而实现液体的输送。
2. 叶片的作用:叶片泵的转子上通常装有多个叶片,这些叶片可以收集液体并将其输送到出口。
叶片的设计和排列方式可以影响泵的效率和性能。
3. 轴承的支撑:叶片泵的转子通常由轴承支撑,以确保转子的平稳旋转。
轴承的选择和润滑对泵的运行稳定性和寿命有重要影响。
叶片泵具有以下几个特点:1. 高效率:叶片泵在液体输送过程中利用离心力实现液体的高效输送,能够满足不同流量和压力要求。
2. 适用范围广:叶片泵适用于各种液体的输送,包括清水、污水、化学液体等。
3. 结构简单:叶片泵的结构相对简单,易于维护和维修。
4. 体积小巧:叶片泵体积较小,占用空间少,适用于空间有限的场所。
然而,叶片泵也存在一些缺点,例如噪音较大、易受到液体颗粒的影响等。
因此,在选择和使用叶片泵时,需要根据具体的应用场景和要求进行综合考虑。
叶片泵是一种利用转子旋转产生离心力来实现液体输送的设备。
其工作原理简单明了,适用范围广泛。
泵的原理及应用1. 泵的概述泵是一种将流体从低压区域转移至高压区域的装置。
它通过能量转换实现流体的输送,是流体机械中常见的设备之一。
泵的原理是基于流体的压力差异,在不同压力下对流体施加力,从而实现流体的运输。
2. 泵的工作原理泵的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:•吸入阶段:泵通过创建一个负压区域,使流体从低压区域进入泵。
•压缩阶段:一旦流体进入泵,泵会通过某种机制(如叶轮、活塞或螺杆)对流体进行压缩,增加其压力。
•排出阶段:压缩后的流体通过泵的出口排出,并传递至高压区域,完成流体的输送。
泵的工作原理基于流体的连续质量守恒和能量守恒定律。
其中,泵所需的能量来自外部输入,常用的驱动方式包括电动机、蒸汽引擎和柴油机等。
3. 泵的应用领域泵是广泛应用于各行各业的设备,以下是一些常见的泵的应用领域:3.1 工业领域•给水泵:用于将水从水源输送至工业生产设备,如冷却系统、锅炉和加热器等。
•化工泵:用于输送各种化工液体,如酸、碱、溶剂和化学药品等。
•原油泵:用于输送原油和石油产品,如石油精炼和油田开采等。
3.2 建筑领域•排水泵:用于排除建筑物中的地下水和雨水,确保地下室和地下车库的干燥。
•污水泵:用于处理污水,如城市污水处理厂和废水处理设备等。
3.3 农业领域•灌溉泵:用于将水从水源输送至农田,满足植物的灌溉需求。
•饲料泵:用于输送饲料和饮水至养殖场,保证养殖动物的正常生长。
3.4 其他领域•汽车引擎冷却泵:用于循环冷却液,防止汽车引擎过热。
•空调循环泵:用于循环制冷剂,实现空调系统的冷却和制热功能。
4. 泵的选择和维护•选择泵:在选择泵时,需要考虑泵的流量、扬程、工作压力和输送介质等参数。
还应根据具体应用需求选择适合的泵类型,如离心泵、容积泵或轴流泵等。
•维护泵:定期检查和维护泵的运行状况,包括清洁泵内部、检查密封件和轴承的磨损情况,及时更换磨损部件,确保泵的正常运行。
综上所述,泵是一种将低压流体转移至高压区域的设备。
A4VG变量泵介绍
A4VG变量泵使用高品质的材料和先进的制造工艺,具有较长的使用
寿命和良好的性能稳定性。
它采用可变位异型齿轮结构,通过改变齿轮轴
心的位置,实现泵出流量的调节,从而实现流量和压力的可调范围。
A4VG
变量泵还配备了先进的液控技术,可以根据工作负荷的需求自动调整流量
和压力,提高工作效率和能源利用率。
A4VG变量泵的主要应用领域包括建筑工程、矿山工程、农业机械等。
在建筑工程中,A4VG变量泵广泛应用于混凝土泵车、混凝土搅拌站等设
备中,通过提供稳定的液压动力,确保混凝土输送和搅拌的顺畅进行。
在
矿山工程中,A4VG变量泵用于挖掘机、推土机等设备中,通过提供高压
液压力来实现土石方的开采和转运。
在农业机械中,A4VG变量泵广泛应
用于农业机械的提升、推拉等工作中,通过提供大流量的液压力来实现相
应的操作。
总之,A4VG变量泵是一种高性能、高可靠性的液压泵,具有广泛的
应用领域和良好的适应性。
它通过先进的设计和制造工艺,能够满足各种
工况和工作环境下的需求,提供稳定的液压动力和高效的工作效率,为各
种大型机械设备的运行提供可靠的支持。
单作用叶片泵的变量原理
1.叶轮形状和叶片数量:
2.叶片的角度:
叶片的角度也称为开裂度,它决定了液体从进口到出口的流动路径和速度。
叶片角度的大小直接影响液体的流出速度和泵的效率。
通常来说,叶片角度越小,液体流速越快,但效率会降低,反之亦然。
3.泵体的几何形状:
泵体的几何形状是叶片泵的重要设计参数。
泵体的形状决定了液体在泵内的流动方式和流经叶轮的路径。
泵体几何形状的设计需要考虑到流体力学原理,以减小阻力和压力损失,提高泵的效率。
4.叶轮的转速:
叶轮的转速是单作用叶片泵的一个重要变量。
叶轮的转速越高,泵的流量和扬程也会相应增加。
但是,过高的转速可能导致泵的振动、噪音和磨损增加,因此需要控制在安全合理的范围内。
5.进口压力和出口阻力:
进口压力和出口阻力也是单作用叶片泵的关键变量。
进口压力和出口阻力的大小会影响泵的出口流量和扬程。
通常,进口压力较高且出口阻力较小时,泵的出口流量和扬程也会增加。
否则,出口流量和扬程会减小。
6.密封装置:
泵的密封装置是控制泵内液体漏出的关键组件之一、泵的密封性能会直接影响泵的效率和使用寿命。
常见的密封方式包括机械密封和填料密封等,选择合适的密封方式可以有效减少泵的泄漏量。
综上所述,单作用叶片泵的性能和工作原理受到多个变量的影响,包括叶轮形状和叶片数量、叶片的角度、泵体的几何形状、叶轮的转速、进口压力和出口阻力以及密封装置等。
合理选择和控制这些变量,可以提高单作用叶片泵的效率和可靠性,满足不同工况下的要求。
变量柱塞泵工作原理简介变量柱塞泵是一种常用的液压泵,广泛应用于各种工业领域。
其主要特点是能够根据工作需求调节输出流量,并具有较高的工作效率和压力稳定性。
本文将介绍变量柱塞泵的工作原理及其组成部分。
工作原理变量柱塞泵的工作原理基于柱塞与转盘间的惯性力和压力差。
它由以下主要部分组成:1.驱动轴:负责带动柱塞进行往复运动的轴。
2.柱塞:位于转盘上的圆柱形零件,通过驱动轴的运动而进行往复运动。
3.装置盘:与柱塞配合使用,由一系列油窝组成,控制流体的进出。
4.进出口阀:用于控制液体进出装置盘的阀门。
5.扇叶:位于转盘上,用于增加液压泵的压力稳定性。
变量柱塞泵的工作过程如下:1.油液通过进口阀进入泵体内。
2.驱动轴带动柱塞进行往复运动,柱塞在运动过程中通过装置盘上的油窝与进出口阀进行连通和切断。
3.当柱塞与油窝连通时,油液被推入装置盘的一侧。
4.当柱塞与油窝切断连通时,相反方向的柱塞压力和惯性力将油液从盘的一侧排出,同时使另一侧的油液进入。
5.油液经过一段时间的运动后,通过出口阀排出变量柱塞泵。
特点与优势变量柱塞泵具有以下特点与优势:1.可调节流量:通过调节柱塞的运动速度和泵体的结构,可以灵活地调节输出流量。
2.高工作效率:由于柱塞与装置盘的设计,变量柱塞泵能够在工作过程中保持较高的工作效率。
3.压力稳定性:由于存在扇叶的设计,变量柱塞泵能够在各种工况下保持较为稳定的压力输出。
4.高精度控制:变量柱塞泵能够通过控制柱塞的运动速度,实现对流量的高精度控制。
5.高可靠性:由于结构简单、工作稳定,变量柱塞泵具有较高的可靠性和使用寿命。
应用领域变量柱塞泵在许多工业领域广泛应用,包括但不限于:•液压机械:用于驱动液压打包机、液压剪切机等机械设备。
•工业生产线:用于输送液体、控制液压系统等。
•工程机械:用于驱动挖掘机、起重机等工程机械设备。
•农业机械:用于驱动拖拉机、收割机等农业机械设备。
结论变量柱塞泵作为一种常见的液压泵,具有可调节流量、高工作效率、压力稳定性、高精度控制和高可靠性等优势。
动轴中心线转动,通过中心弹簧将柱滑组件中的滑靴压在变量头(或斜盘)上。
这样,柱塞随着缸体的旋转而作往复运动,完成吸油和压油动作。
这种变量型式的泵,输出压力小于调定恒压力时,全排量输出压力油,即定量输出,在输出油液的压力达到调定压力时,就自动地调节泵流量,以保证恒压力,满足系统的要求。
泵的输出恒压值,根据需要,在调压范围内可以无级调定,泵的结构见图 6 ,该结构将输出的压力油同时通至变量活塞下腔和和恒压阀的控制油入口,当输出压力小于调定恒压力时,作用在恒压阀芯上的油压推力小于调定弹簧力,恒压阀处于开启状态,压力油进入变量活塞上腔,变量活塞压在最低位置,泵全排量输出压力油;当泵在调定恒压力工作时,作用在恒压阀芯上的油压推力等于调定弹簧力,恒压阀的进排油口同时处于开启状态,使变量活塞上下腔的油压推力相等,变量活塞平衡在某一位置工作,若液压阻尼(负载)加大,油压瞬时升高,恒压阀排油口开大、进油口关小,变量活塞上腔比较下腔压力降低、变量活塞向上移动,泵的流量减小,直至压力下降到调定恒压力,这时变量活塞在新的平衡位置工作。
反之,若液压阻尼(负载)减小,油压瞬时下降,恒压阀进油口开大,排油口关小,变量活塞上腔比较下腔油压升高,变量活塞向下移动,泵的流量增大,直至压力上升至调定恒压力。
主体部分(参见结构剖)由传动轴带动缸体旋转,使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传YCY14-1B :斜盘式压力补偿变量(恒功率)柱塞泵/ 马达结构剖视YCY14-1B :斜盘式压力补偿变量柱塞泵/ 马达工作原理主体部分(参见结构剖)由传动轴带动缸体旋转,使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传动轴中心线转动,通过中心弹簧将柱滑组件中的滑靴压在变量头(或斜盘)上。
这样,柱塞随着缸体的旋转而作往复运动,完成吸油和压油动作。
压力补偿变量泵的出口流量随出口压力的大小近似地在一定范围内按恒功率曲线变化。
当来自主体部分的高压油通过通道(a)、(b)、(c)进入变量壳体下腔(d)后,油液经通道(e)分别进入通道(f)和(h),当弹簧的作用力大于由油道(f )进入伺服活塞下端环形面积上的液压推力时,则油液经(h)到上腔(g),推动变量活塞向下运动,使泵的流量增加。
恒压变量泵基础知识(适合新手)一、工作原理恒压变量泵:拿泵的出口压力值和输入信号的值进行比较,然后通过变量机构的位置变化来确定泵的排量。
恒压变量控制:是指当流量做适应性的调节时,压力变动十分微小,可以向系统提供一个恒压源。
由于推动恒压阀动作的控制油,来自变量泵本身的出油口,所以属于自控式变量泵。
二、恒压变量泵的压力自动恒定过程:如图所示:CP为恒压阀,它的作用就是控制变量活塞缸的进油和回油,而控制活塞的伸出与回缩动作直接控制斜盘的倾角,从而使泵的排量发生变化。
恒压阀右侧调压弹簧的预紧力设定值为Pt(恒压阀的阀芯动作时行程非常小,可以认为弹簧的预紧力始终为其设定值Pt);泵的出口压力为Pp;泵的出口流量为qp;泵能输出的最大流量qpmax;负载所需流量qL。
1、排量增大的过程:当Pp<>2、压力上升的过程:若随后负载所需要流量qL<>3、排量减小的过程:当Pp>Pt时(泵出口的压力Pp上升到超过弹簧预紧力Pt时),恒压阀的阀芯右移,控制活塞无杆腔引入泵出口的高压油,斜盘倾角逐渐减小,最终在qp=qL时停止。
4、压力下降的过程:由于泵输出的流量已完全用于推动负载,因此没有多余的流量支撑原先的高压了,所以泵出口的压力Pp开始减小,直至减小到Pp=Pt为止。
此时,恒压阀关闭,变量活塞停止运动,变量过程结束,泵的工作压力稳定在恒压阀弹簧预紧力的设定值。
5、保压的过程:此后,如果负载不发生变化,那么系统就一直工作在恒压工况。
此时,泵的输出流量可以为0,但并不是说斜盘的倾角完全为0,此时倾角应该是处在一个很小的位置,使得泵内部的流量与泵内部的泄漏相一致,并且还要维持支撑负载的压力。
6、但是,如果负载对流量需求减少,那么泵出口压力升高,则重复步骤2~4。
7、同样,如果负载对流量需求增大,那么当泵出口压力小于弹簧预紧力时,则重复步骤1~4。
三、恒压变量泵在什么情况下应用能更好地发挥其节能的作用呢?•低压保持全流量输出,实现快速移动(该过程中该泵相当于一个定量泵)。
变量低压叶片泵低压叶片泵是一种常见的泵类设备,广泛应用于工农业生产和生活领域。
本文将对低压叶片泵进行介绍和分析,以便读者更加深入了解这一设备的特点和作用。
低压叶片泵是一种通过叶片旋转来产生离心力,从而实现液体输送的泵类设备。
它通常用于输送清洁的液体,如水、油等,工作压力较低,适用于一些要求较低的场合。
低压叶片泵结构简单,维护方便,价格相对较低,因此在许多领域都有着广泛的应用。
低压叶片泵的工作原理是通过电机驱动叶片旋转,叶片在旋转的过程中产生离心力,将液体吸入并压出。
叶片泵的出口处通常装有排气阀,以防止在停止运行后液体倒流。
叶片泵的流量和扬程取决于叶片的数量、叶片的形状和叶片的直径等因素。
在工农业生产中,低压叶片泵通常用于灌溉、供水、排污、农田排灌等方面。
在建筑工程中,叶片泵也被广泛应用于给排水系统、冷却系统等。
此外,在一些特殊行业,如石油、化工等,低压叶片泵也扮演着重要的角色。
低压叶片泵相比其他泵类设备具有以下优点:1. 结构简单:叶片泵结构简单,易于维护和维修。
2. 运行平稳:叶片泵工作稳定,振动小,噪音低。
3. 价格低廉:叶片泵价格相对较低,性价比高。
4. 适用范围广:叶片泵适用于各种清洁液体的输送。
然而,低压叶片泵也存在一些缺点:1. 效率较低:叶片泵的效率一般较低,能耗较大。
2. 输送介质有限:叶片泵只适用于清洁液体的输送,不能输送固体颗粒或高粘度液体。
3. 扬程有限:叶片泵的扬程较低,适用于一些要求较低的场合。
总的来说,低压叶片泵作为一种常见的泵类设备,在工农业生产和生活中都有着重要的地位和作用。
它的结构简单,使用方便,价格适中,适用范围广泛。
然而,在选择使用时,也需要根据具体的工农业生产需求和介质特性来进行合理的选择,以发挥其最大的作用和效益。
希望本文对读者对低压叶片泵有所帮助,使大家对这一设备有更深入的了解。
1.1液压变量泵(马达)的发展简况、现状和应用1.1.1 简述液压变量泵及变量马达能在变量控制装置的作用下能够根据工作的需要在一定范围内调整输出特性,这一特点已被广泛地应用在众多的液压设备中,如:恒流控制、恒压控制、恒速控制、恒转矩控制、恒功率控制、功率匹配控制等。
采用变量泵(马达)系统,具有显著的节能效果,近年来使用越来越广泛,而且新的结构和控制方式发展迅速,各个生产厂也在不断改进设计,用以满足液压系统自动控制的不断发展需要。
使用液压系统的目的在于可使某一执行对象以预定的速度向正反两个方向运动。
此时,为调节速度需进行节流,致使能量有所损失,并导致系统效率降低,为此需采用变量泵实现容积控制。
使用变量泵进行位置和速度控制时,能量损耗最小。
正确地使用和调节泵的流量,可使其只排出满足负载运动速度需要的流量,而使用定量泵时只有部分流量供给负载,其余的流量需要旁通至油箱。
此外,为了在不增加管路阻力的条件下提高液压马达的速度,也有必要为减少液压马达的排量而采用变量马达。
表1-1 三大类泵的主要应用现状排量类型型式模型样式容积排量图1-1 三大类泵的变量调节1.1.2 叶片变量泵(马达)的研发历史和发展根据密封工作容积在转子旋转一周吸、排油次数的不同,叶片泵分为两类,即完成一次吸、排油的单作用叶片泵和完成两次吸、排油的双作用叶片泵。
根据叶片泵输出流量是否可调,又可分为定量叶片泵和变量叶片泵,双作用叶片泵均为定量泵。
根据叶片变量泵的工作特性不同可分为限压式、恒压式和恒流量式三类,其中限压式应用较多。
恒压式变量泵一般系单作用泵。
该泵的定子可以沿一定方向作平衡运动,以改变定子与转子之间的偏心距,即改变泵的流量。
它的变量机能由泵内的压力反馈伺服装置控制,能自动适应负载流量的需要并维持恒定的工作压力。
在工作中,还可根据要求调节其恒定压力值。
因此,在使用该泵的系统中,实际工况相当于定量泵加溢流阀,且没有多余的油液从系统中流过,使能耗和温升都大大降低,缩小了泵站的体积。
该泵如与比例电磁阀匹配,可以在系统中实现多工作点自动控制。
限压式变量叶片泵有内反馈式和外反馈式两种。
内反馈式变量泵的操纵力来自泵本身的排油压力,外反馈式是借助于外部的反馈柱塞实现反馈的。
限压式变量叶片泵具有压力调整装置和流量调整装置。
泵的输出流量可根据负载变化自动调节,当系统压力高于泵调定的压力时流量会减少,使功率损失降为最低,其输出功率与负载工作速度和负载大小相适应,具有高效、节能、安全可靠等特点,特别适用于作容积调速液压系统中的动力源。
先导式带压力补偿的变量叶片泵允许根据系统要求自动调节其流量,可在满足工作要求的同时降低能耗。
压力补偿的工作原理是:在先导压力作用下,被控柱塞移动,从而使泵的定子在某一位置平衡。
当输出压力与先导压力相等时,定子向中心移动,并使输出流量满足工作要求。
在输出流量为零的情况下,泵的输出为补偿泄漏和提供先导压力油,而系统压力保持不变。
补偿器的响应时间非常短,不会产生压力超调。
叶片马达和叶片泵一样,也有单作用式和双作用式之分。
由于单作用式液压马达的偏心量小,容积效率低,结构复杂,故一般所用的液压马达都是双作用式的。
因此,变量叶片马达很少在工业上使用。
1.1.2.2 轴向柱塞泵(马达)的发展历史(1)弯轴或轴向柱塞泵(马达)这是汉斯·托马(Hans Thoma)1940年的发明。
此后于1946年,他又对缸体的同步驱动进行了改进,将万向接头改为连杆方式,将阀板由平面改成球面。
最近,博世力士乐(Bosch Rexroth)公司又推出了将连杆与柱塞组成一体的采用锥形柱塞(柱塞杆装在密封部上)的改进型式。
该发明自问世以来60多年间内不断进行改进,现在已经成为各领域最广泛应用的产品。
目前只有博世力士乐公司生产变量弯轴泵,主要品种有A7V系列,排量为20~1000mL/r,最高压力为35MPa,变量角为18°。
该公司还开发了A7VO系列泵,该泵为锥形连杆活塞式,排量为28~1000mL/r,最高压力为40MPa。
在A7V和A7VO基础上,博世力士乐公司还开发了A6V和A6VM变量马达。
此外,林德公司也生产BMV/R型变量弯轴马达,但最大排量只有50.2~60.3mL/r,额定压力为42MPa,最高压力为50MPa,供小型液压设备闭式回路用。
目前,北京华德液压集团有限公司、上海液压泵厂、贵阳501厂等生产博世力士乐的弯轴泵和马达。
弯轴泵和马达的发展趋势如下。
1) 由于结构原因,弯轴泵不能带辅助泵,因此只能作为开式回路用泵;此外,由于弯轴泵的变量机构带动缸体一起摆动,因此变量的响应速度较低。
2) 作为变量泵,由于其制造工艺复杂,成本较高,因此,排量在250mL/r以下的变量泵正逐步丧失竞争优势,但大排量泵还非其莫属。
3) 无论定量还是变量马达,特别是弯轴角40°的锥形连杆活塞结构,由于其具有起动和传递转矩大的独特优点,有较好的发展前途。
(2)斜盘式轴向柱塞泵与马达这是对1905年哈维·威廉(Harvey Williams)和雷诺兹·詹尼(Reynolds Janney)发明的轴式液压传动装置进行改进后得到的,结构更加简单的变量泵与变量马达,1950年后已开始了大量生产。
与斜轴式相比,它体积小、重量轻,具有良好的排量控制响应性能,所以在各种液压泵中的应用日益扩大。
斜盘式轴向柱塞泵与马达还可以有轻型与重载之分。
1)轻型轴向柱塞泵和马达。
2)重载斜盘泵和马达重载斜盘泵和马达是指用于工作条件较恶劣、负载重、额定压力为31.5~42MPa、最高压力为40~50MPa结构较复杂的斜盘泵和马达。
①闭式回路用斜盘泵与马达系统。
它广泛地用于工程和建设机械。
其特点是泵上装有补油泵,泵和液压马达上共同装有闭式系统用全套集成阀,用户只要连接两根管道,就能使该系统运转,如振动压路机、水泥搅拌车等就广泛采用这种系统。
最早生产这种产品的是美国萨澳(SAUER)公司其产品为20系列泵与马达系统。
20世纪80年代中期,上海高压油泵厂引进了美国萨澳(SAUER)20系列泵与马达系统。
现在,萨澳(SAUER)公司已在上海浦东合资生产最新的90系列泵与马达系统。
目前,世界上已经有多家公司生产这类泵与马达闭式系统。
其中比较著名的有美国伊顿(Eaton)公司、丹尼逊(Denison)公司,德国的博世力士乐公司、林德公司等。
其中美国公司都是斜盘泵-斜盘马达闭式系统,德国博世力士乐公司是斜盘泵—弯轴马达闭式系统,而林德公司既有斜盘泵—斜盘马达闭式系统,也有斜盘泵—弯轴马达闭式系统。
我国贵州力源液压件厂也生产萨澳(SAUER)20系列泵与马达闭式系统。
②开式系统用斜盘泵通常,开式系统泵相对于闭式系统泵有更高的要求,要求其有较好的自吸能力,较低的噪声和较多的变量型式,所以闭式系统泵一般不能用于开式系统。
然而,闭式系统泵生产厂家为了降低成本,提高泵的零件通用化程度,往往在闭式系统泵的基础上派生出开式系统泵,如博世力士乐公司的A4SVO开式系统泵就是由闭式系统泵A4V基础上开发出来的;林德公司HPR202系列开式系统泵是HPV202闭式系统泵的改进产品。
我国目前大量生产的CY型轴向柱塞泵也属于开式系统重载斜盘泵。
(3)径向变量泵和马达在泵体内两侧装有大、小控制柱塞,压力油通过泵体上的油道,一路进入小控制柱塞,另一路通过变量机构(调节阀)产生一压降后,再进入大控制柱塞腔。
泵工作时可通过调整变量控制机构,使大小控制柱塞在水平方向上移动定子,来改变偏心距的大小,从而达到变量的目的。
柱塞泵的容积效率高,运转平稳,流量均匀性好,噪声低,工作压力高等优点,但柱塞泵对液压油的污染较敏感,结构较复杂,造价较高。
1.1.5 发展趋势电子排量泵是当前正在开发的一种液压泵变量控制的方式,其控制原理可见图1-2及图1-3。
图1-2 电子排量泵的控制原理图1-3 电子排量泵控制方框图电子排量泵已由各世界著名液压厂商供应市场,它能适应恒压、负载敏感与恒功率等各种变量要求。
对于需要精确平稳运动与复杂控制的场合,电子排量泵提供了一个平台,用于控制泵的输出压力、输出流量以及输出功率。
现有的转速控制的二次调节系统也可进一步发展利用此平台。
电子排量控制(EDC)可接受PLC或计算机(工控装置)的控制信号,同时泵的内部还有传感器将泵斜盘位置反馈到比例阀的放大器。
智能控制完全可以融合在其中,从而提高控制的精确性、稳定性,达到节能与系统控制的双重效果。
电子排量泵实质上是对泵的变量机构作位置闭环控制,根据系统控制要求,利用所设置的智能控制算法(如采用自适应控制等)来达到应用的目的。
这些算法可通过将其软件程序固化在电子控制器内或者与上位计算机相互通信,使液压泵具有恒压力、恒流量及恒功率等全部功能。
目前这种液压泵的性能可以达到滞环<±1%、重复精度<±0.5%及线性度<±2%EDC(电控变量)。
其不仅为系统控制,无论是电控、遥控、光控带来了硬件基础,也对液压系统的控制增加了信息处理的手段。
网络装置也可以建立在此系统基础上,通过网络可以对系统中的液压泵进行下列控制或通信:1)对设备具有远程通信功能。
2)通过远程设备用户可以启用软件调整泵的有关参数。
3)通过远程设备对液压泵进行调试以及故障诊断。
4)对泵的运行参数进行采集及数据下载。
1.2.2 容积泵(马达)变量调节的基本原理与特点变量调节的主要目的是控制系统的流量。
在工程实践中,与流量有关的问题,可以从两个不同的角度来考察与分析。
第一,从系统的角度,考察与分析系统是如何实现调速的。
这里,常将流量控制系统区分为以下几种。
(1)阀控(节流调速)系统定量泵与各种控制阀配合进行调速控制。
其特点是响应快,可进行微小流量调节,但能量损失大,效率低,多用于小功率场合。
(2)泵控(容积调速)系统由各种变量泵与相关变量控制阀配合进行调速控制,其特点是能量损失小,效率高,并能实现多种功能的复合控制,如恒压、恒流、p+q+P(P —功率)等;尽管响应速度较慢,但已能满足大部分工业应用的要求。
(3)变转速控制以往常指由电发动机驱动定量泵的情况,转速的变化往往处于被动状态。
近10年来采用交流电动机的变频调速控制,即通过改变变频电动机的转速,来改变定量泵的输出流量,与发动机转速变化相比,具有主动变速的特点。
与常规的阀控、泵控系统相比,其基本特点是,既有泵控系统节能的特色,又接近阀控系统的快速性。
目前,主要是受到定量泵可能的最低转速(小流量区)和最高可能转速(大流量区)的限制,以及大功率变频器可靠性与经济性的制约。
第二,考察与分析液压泵本身的变量控制,对应于第一的(2),这属于本书讨论的范畴。