螺旋叶片式液压泵工作性能分析

　　在一些精密机床的液压系统中所采用的螺杆泵具有结构简单紧凑、运转平衡、输油均匀、噪声小、容积效率高等优点.但它的主要缺点是螺杆工作面的加工难度大,不易加工高精度的螺杆.螺旋叶片式液压泵恰好克服了上述缺点,且其结构和工作原理与螺杆泵相似,性能也优于螺杆泵,因此在精密机床、设备和仪器的液压系统中有着广阔的前景[1,2].为了提高液压泵的工作效率,从低震动、低噪音和加工工艺性出发,设计一种螺旋叶片式液压泵,分析其结构特点、密封工作腔的形成和消失过程及工作原理,并对其工作性能和密封性等方面与螺杆泵进行对比分析,得到了预期的结果.

　　1 工作原理

　　1.1 主要机构要素

　　螺旋叶片式液压泵的工作部分主要由液压缸、螺旋叶片、转子等3个零部件组成,其结构形状及装配关系如图1所示.

　　转子的主要工作部分是外圆柱面和在该面上加工的等螺距的矩形单头螺旋槽,其尺寸和形状精度要求均很高,与它相配的也是等螺距、等截面的矩形单头螺旋叶片.其工程材料应具有良好的弹性和耐磨性等.装配时先把螺旋叶片装在转子的螺旋槽中,使螺旋叶片在转子螺旋槽中沿径向出入灵活.再把装好的螺旋叶片转子组合件装入液压缸中,保证螺旋叶片的外表面与液压缸内表面之间接触良好及密封性好.为保证密封性在转子外表面与液压缸表面之间的接触形式应选择线接触.装配后转子轴线与液压缸轴线应保持互相平行,且应有预定的偏移量.

　　工作时,转子外表面和液压缸内表面及每个等螺距螺旋叶片与液压缸内表面的接触线之间形成密封工作腔(图2),密封工作腔的数量取决于螺旋线的圈数.

　　1.2 吸压油原理

　　吸油和压油工作原理如图3所示,内接于液压缸的螺旋叶片以转子轴线为回转中心旋转时,首先右端螺旋线的起始点与液压缸内表面和转子工作面的某一母线及螺旋叶片的螺旋线相接触,形成最初的密封工作腔.

　　当转子带动螺旋叶片旋转1周时,叶片螺旋面连续向左移动的同时密封工作腔也移动1个螺旋导程.并在右端形成1个新的密封工作腔,如此随着转子的连续旋转,在螺旋叶片式液压泵的右端不断地形成新的密封工作腔,并不断地从右向左移动,到达左端就自行消失.该泵吸油和压油的工作原理是在每个密封工作腔的形成过程中,右端的密封容积逐渐增?和压油口之间的密封层次也越多,密封性就越好.为了减少螺旋叶片和液压缸内表面之间的滑动摩擦损失,最好是液压缸绕其轴线旋转时带动转子一起旋转,这对液压泵的排量和流量均无影响.