f.葉片與定子內(nèi)表面的磨損及對策 由于雙作用葉片泵定子內(nèi)表面的矢徑變化梯度比較大,要求在吸油區(qū)段的葉片具有更大的徑向加速度才能確保其外端不脫空,然而由于運(yùn)動(dòng)摩擦力等的影響,僅靠葉片本身的離心力往往無法滿足要求,故這種泵通常都使葉片槽底通過配流盤上開設(shè)的環(huán)形槽始終與泵的壓油腔相連。如圖3—6所示,環(huán)形槽a通過配流盤背面的溝槽(虛線所示)和壓油區(qū)接通,環(huán)形槽的位置與轉(zhuǎn)子的葉片槽底部相對應(yīng),從而將高壓油引入所有葉片槽底部,借助液壓力可使位于吸油區(qū)的葉片快速伸出。
對于工作壓力較高的泵而言,處于壓油區(qū)的葉片頂部和底部的液壓作用力可基本平衡。但引入吸油區(qū)葉片槽底部的液壓力卻又顯著超過了使葉片伸出所需要的力,造成在此區(qū)段中的葉片與定子內(nèi)表面的接觸應(yīng)力過大,致使摩擦阻力增加,機(jī)械效率下降,接觸面磨損加?。ㄔ谖投谓K點(diǎn)附近尤甚),嚴(yán)重時(shí)還會因端部所受切線方向的阻力太大而導(dǎo)致葉片外伸部分折斷。因此對于高壓雙作用葉片泵需要對作用在葉片底部的外推力進(jìn)行補(bǔ)償(中低壓泵一般無此必要)。
葉片處于吸油區(qū)時(shí),葉片底部壓力油作用的外推力F的大小為
F=pA (3-1)
式中 p——葉片根部的油液壓力;
A——葉片根部有效受壓面積。
對作用在葉片底部的外推力進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑泶篌w上有兩類:一是設(shè)法將吸油區(qū)葉片槽底部的壓力p降到合理的數(shù)值;二是采用特殊葉片結(jié)構(gòu)設(shè)法減少葉片底部的有效受壓面積A。也可以用內(nèi)置彈簧力取代液壓力外推葉片。具體措施如下。
i.減壓引油方式 圖H所示為附設(shè)定值減壓閥和采用浮動(dòng)配流盤的葉片泵。泵的壓油腔經(jīng)泵內(nèi)附設(shè)的定值減壓閥6降低壓力后引入吸油區(qū)葉片槽底部,從而減小葉片2對定子1的作用力。此法有可能達(dá)到優(yōu)化的推力值。但減壓閥不僅復(fù)雜價(jià)昂,而且自身要消耗一部分輸出流量,致使泵的容積效率降低;而簡單的節(jié)流槽又難以完全滿足壓力分布的要求,故目前已很少采用。
ii.采用特殊葉片結(jié)構(gòu)常用的特殊葉片結(jié)構(gòu)有雙葉片結(jié)構(gòu)、子母葉片結(jié)構(gòu)、階梯葉片結(jié)構(gòu)等。
圖I所示為雙葉片結(jié)構(gòu),兩塊頂端制成圓角斜面、相向疊合的一對葉片2,兩個(gè)小葉片頂端和滑道所形成的三角形腔室4通過疊合面上的溝槽5與葉片槽底6相連,把與葉片槽底相通的排油腔中的壓力引入這一小室,從而在葉片頂端與滑道之間構(gòu)成一個(gè)不完全卸荷的靜壓軸承。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是具有與工作壓力成比例的補(bǔ)償效應(yīng);由于葉片頂端在滑道面上形成了兩道密封線而進(jìn)一步減小了泄漏。缺點(diǎn)是難以保證葉片的強(qiáng)度;引入葉片疊合面間的高壓油產(chǎn)生的力將大于滲入葉片及轉(zhuǎn)子槽間油液的壓緊力,其差值產(chǎn)生的撐開力會加劇葉片和轉(zhuǎn)子槽的磨損。此結(jié)構(gòu)較適用于大規(guī)格的葉片泵。
子母葉片結(jié)構(gòu)如圖J所示,在轉(zhuǎn)子葉片槽中裝有各葉片下部制成中間分開的子葉片7和母葉片3,子母葉片能自由地相對滑動(dòng)。轉(zhuǎn)子1上的壓力平衡孔6使母葉片的頭部和底部液壓相等。泵的壓油壓力經(jīng)過配流盤、轉(zhuǎn)子槽通到子母葉片之間的中間壓力腔5。如不考慮離心力、慣性力,葉片作用在定子上的推力為
F=(p2–p1)bt (3-2)
階梯葉片結(jié)構(gòu)如圖K所示,葉片沿厚度方向分割成階梯形狀,轉(zhuǎn)子上的葉片槽也做成相應(yīng)的形狀,它們之間的中間油腔經(jīng)配流盤上的槽與壓力油相通,設(shè)在轉(zhuǎn)子上的壓力平衡油道把葉片頂部的油壓引入葉片底部。與母子葉片結(jié)構(gòu)相似,在壓力油引人中間油腔之前,設(shè)置節(jié)流阻尼,使葉片向內(nèi)縮時(shí)此腔保持足夠的壓力,保證葉片緊貼定子內(nèi)表面。此種結(jié)構(gòu)的葉片槽形狀較復(fù)雜,工藝性較差。
iii.彈簧加壓如圖L所示,在轉(zhuǎn)子槽底部預(yù)設(shè)了幾根壓縮彈簧(圓柱彈簧或燕形彈簧)幫助葉片外伸,當(dāng)槽底與同相位的配流窗口連接時(shí),葉片端部對滑道的壓緊力僅取決于泵的轉(zhuǎn)速及接觸位置的矢徑值,而與工作壓力無關(guān)。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)還在于葉片的運(yùn)動(dòng)不會影響泵的瞬時(shí)排量。缺點(diǎn)是需在轉(zhuǎn)子槽底部鉆孔,對強(qiáng)度有不利影響,同時(shí)也常常難以滿足對彈簧疲勞強(qiáng)度的要求。