葉片泵的性能參數
葉片泵的主要性能有壓力、排量、轉速、效率和壽命等,主要結構參數有定子滑道曲面的長、短半徑(雙作用葉片泵)
(1)壓力 單作用變量葉片泵的工作壓力一般不超過17.5MPa。雙作用定量葉片泵的最高工作壓力現已達28~30MPa,略低于齒輪泵。凸輪轉子葉片泵的工作壓力可達21MPa。
(2)排量的估算及范圍 葉片泵的排量主要取決于定子和轉子的寬度、定子的內徑及偏心距(單作用葉片泵)、定子滑道曲面的長、短半徑(雙作用葉片泵)及葉片數、葉片厚度、葉片傾角等。葉片泵排量的近似計算公式見下表。
葉片泵排量的近似計算公式
類型 |
計算簡圖 |
排量(mL/r)近似計算公式 |
說明 |
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V=2πeBD×10-3 |
e-定子偏心距,mm;
B-定子和轉子的寬度,mm;
D-定子環(huán)內徑,mm |
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V=2B[π(R2-r2)-
(R-r)/cosθ-bZ] ×10-3 |
B-定子和轉子的寬度,mm;
R/r-定子滑道曲面的長、短半徑,mm;
θ-葉片傾角;
b-葉片寬度,mm;
Z-葉片數 |
已知常見變量葉片泵產品排量范圍為6~120mL/r。雙作用葉片泵產品的排量范圍為0.5~4200mL/r,但常用排量為2.5~300mL/r。
(3)轉速 常用單作用變量泵的最高轉速約3000r/min,其同時還有最低轉速的限制(一般為600~900r/min),以保證有足夠的離心力可靠地甩出葉片。小排量的雙作用定量葉片泵的最高轉速達8000~10000r/min,但一般產品只有1500~2000r/min,一般低于齒輪泵。
(4)效率 單作用定量葉片泵在額定工況下的容積效率可達92%;雙作用定量葉片泵在額定工況下的容積效率可超過94%,均略低于齒輪泵,但葉片泵的機械效率一般較高。故兩者的總效率相差無幾。圖X 所示為一種雙作用葉片泵的效率曲線。
(5)壽命 由于軸承負荷較小和配流盤受力均衡等原因,高壓葉片泵的使用壽命一般均比齒輪泵長,可達5000h以上。
(6)噪聲 單作用變量葉片泵的噪聲比較高,僅略低于變量柱塞泵。雙作用定量葉片泵的噪聲很低,與內齒輪泵水平相當。
(7)功率密度 由于雙作用葉片泵單位結構體積中可設置的工作容積較大(“雙作用”的特點),因此在排量相同時,尺寸有可能比齒輪泵更小;但后者許用壓力和轉速較高,且外齒輪泵多用鋁合金殼體,故在功率密度方面仍然是齒輪泵占優(yōu)勢。
(8)主要結構參數 對于雙作用定量葉片泵,定子滑道曲面大、小半徑之比一般為R/r=1.06~1.15。增大轉、定子寬度B可減少沿端面的泄漏占總輸出流量的比例,對提高容積效率有利,但B值過大時將使配流窗口中流速過高,壓力損失增大,對于單作用泵還會使軸承受力惡化,一般為B/r=0.45~1。例如,流量為25~200L/min的YB系列葉片泵B=20~40mm。單作用泵的偏心距一般為e/D=
滿足分隔工作容積密封條件的最小葉片數(應取偶數)Zmin=6,從轉子強度考慮,葉片數以少為好,但為了減小流量脈動等,Z值尚須與定子滑道曲面中過渡段的形狀相匹配,一般取2=8~18,并以Z=10和12者為多。為了降低流量脈動,單作用泵的葉片數則應為奇數(常取Z=9~21)。
葉片厚度在滿足強度要求和工藝可能性的前提下應盡可能地薄,一般為b=1.8~2.5mm。例如,流量為12~200L/min的YB系列葉片泵的葉片厚度b=2.25mm。
單作用泵的后傾角一般為θ=O°~24°。雙作用泵的葉片前傾角通常為θ=0°~14°。例如,流量為1O~1OOL/min的YB系列葉片泵的葉片前傾角為θ-13°。