VPC系列液压泵产品一致性的试验研究

　　引言

　　VPC系列液压泵是一种限压式变量叶片泵,此泵具有效率高、噪音低、使用寿命长等特点,广泛应用于金属切削机床,压力机械以及其它有变量或保压要求的液压系统中。

　　液压系统中的液压泵是系统发热及能耗的主要来源,液压泵品质的好坏与泵的能耗有着直接关系,它关系着液压系统是否正常工作以及使用寿命。本文就将如何降低油液温升、降低功耗展开探讨。

　　全文以VPC-30-7. 0限压式变量叶片泵为例,其结构图如图1所示。

　　根据文献资料[1]:液压泵的总效率=容积效率×机械效率。

　　容积损失主要是由内、外泄漏所造成的,内泄漏主要是由转子7、定子4及叶片6与配油盘11、侧板12的间隙,叶片6与转子槽16的间隙,轴15与衬套14的间隙等形成的,从理论上讲,间隙是越小越好。

　　机械损失主要是由转子7、叶片6与配油盘11、侧板12之间,轴15与衬套14之间的粘性摩擦造成的,从理论上讲:间隙是越大摩擦越小,这就与前面所要求的矛盾了。因此,选择一个合理间隙,使泵的总效率最大是节能的根本。

　　笔者认为,转子7与配油盘11的间隙、定子4与配油盘11的间隙对容积损失和机械损失影响最大,叶片6与转子槽16的间隙、轴15与衬套14的间隙等对其影响次之。所以,本文通过采用手工研磨的方法,控制配油盘11、定子4、转子7以及泵体内台阶尺寸,使产品油液温升合格、泄漏量最小、功率最低。

　　1　试验方案

　　容积损失和机械损失都很难与叶片泵的结构尺寸建立数学模型,因此通过在试验台上安装一个功率表,直接检测电机的输入功率P,i如图2所示。在截流压力下(输出功率=0),通过修整泵体内零件的配合间隙,使油液温升合格,噪声合格,泄漏量DR最小,输入功率Pi最低,即为合格产品。

　　本文主要考虑转子与定子的间隙和定子与泵体内台阶的间隙对功率Pi、泄漏量DR以及油液温升的影响,并拟表格如表1所示,其它项的记录表格(泄漏量、油液温升)和表1基本一样。

　　2　试验成果

　　现已对400台VPC系列叶片泵进行了试验,并记录了每台泵的定子与泵体内台阶的间隙、转子与定子的间隙、功率、泄漏量以及油液温升等数据,采用MATLAB对试验数据进行统计和整理,最终可得到直观图形,如图3~图5所示。

　　如图3,在间隙均为0. 003 mm时,电机输入功率是最低的,仅750W,随着两处间隙的增大,电机输入功率也随之升高;当间隙均为0. 012 mm时,功率为1050W;如图4,在间隙均为0. 003mm时,泄漏量是最小的,约700mL/min,随着两处间隙的增大,泄漏量也随之增大;当间隙均为0. 012 mm时,功率可达1500mL/min;如图5,在转子与定子的间隙为0. 006 ~0·009 mm、定子与泵体内台阶的间隙为0. 004~0. 007mm时,油液温升是最小的,仅15℃;在间隙均为0·003 mm时,间隙偏小,摩擦热量太大,导致油液温升偏高;在间隙均变大时,泄漏量增大,导致油液循环加快,风冷系统降温速度有限,导致油液温度偏高。