1、弓卜发与应用山东机械2 0 0 0年第1期等宽凸轮机构在柱塞泵中的应用济南大学王红岩原理相同,均可由图1来描述。户户, J】 .户l体腔塞柱泵油摘要介绍了等宽凸轮驱动的柱塞泵的工作原理,推导出了排量及流量的计算公式,并对泵的排量和脉动进行了分析。关键词等宽凸轮机构柱塞泵动态特性流量1引言柱塞泵是一种常用的液压系统动力源。现有的柱塞泵,无论是轴向柱塞泵,还是径向柱塞泵,其工作图1柱塞泵工作原理总管组成。不论管路复杂程度如何,均可以分为串联管路和并联管路两类。串联管路总阻力应等于各管段阻力之和;并联管路中各支管阻力相等;各管路的交汇点(分流或合流)流量应保持平衡。通风系统中,如果并联支路阻力不平衡
2、,则不能按预定风量值输送空气。亦即阻力小的支路实际风量比预定风量大,阻力大的支路实际风量比预定风量小。因此,必须调整管段阻力,一般可采取下列措施:(1)阀门调节。通过改变阀门开度,调节管路阻力。但对一个多支管的通风系统进行实际调试,必须反复调整,测试才能完成,达到预期的流量分配。(2 )调整支管管径D= D (P/P)0 25 式中D调整后的管径, ;I)一调整前的管径, ;P调整前的支管阻力, Pa ;P调整后的支管阻力, Pa。一般情况下,两并联支路阻力差不超过10一15 % ,可不必进行上述阻力平衡。3 . 3系统划分同一工种的排风尽可能合并成一个排风系统,但要注意排风点不宜过多,否则每
3、个排风点的排风效果不宜均衡。下列过程的排风不能合并成一个系统:( l)砂轮机和布轮抛光机的排风不能合并;(2)化学、电化学部分的排风应与磨、抛光、喷砂等部分的排风分开;(3)氰化物槽的排风不能与酸槽的排风合并;(4)有机溶剂除油应有单独的排风系统,并考虑防火、防爆措施。3 . 4风管布置及型式风管布置直接关系到通风系统的总体布置,它与工艺、土建、电气、给排水等专业关系密切,应相互配合,协调一致。风管布置应满足下列要求:(l)由于排风管内壁会产生冷凝水,因此,风管应有不小于0 . 0 5的排水坡度,并在风管的最低点和通风机的局部采取排水措施。(2)氰化物和有机除油槽的排风系统,其风管的正压段不应
4、穿过其他房间。(3)由于硬聚氯乙烯质量轻、表面光滑、便于制作并具有良好的防腐蚀性能,排除工艺槽有害气体的风管一般均采用硬聚抓乙烯塑料板制作。(4)为减少系统阻力,管道布置时应力求管路短,转弯少。尽量避免采用直角弯头及断面的突然变化(5)当风管断面尺寸大时,为充分利用建筑空间,通常采用矩形风管,其高宽比愈接近1愈好。(6)为最大限度地利用板材,实现风管制作安装机械化、工厂化,应尽量采用统一规模,使管道定型化。参考文献1谢洪波等电镀车间设备与工艺设计济南山东科学技术出版社, 19 89 . 25 62孙一坚工业通风北京中国建筑工业出版社. 19 4 . 69山东机械2 0 0 0年第1期弓卜发与应
5、用当柱塞泵运动时,油腔容积随之变化。容积增大是吸油过程,容积减小是排油过程。目前在工程上应用的柱塞泵中,一个柱塞只有一个油腔(单油腔) ,柱塞往复运动一个循环(既一个双行程) ,吸油、排油各一次,只有二分之一个双行程排油,造成了两大缺点:流量小,排油脉动大。为了解决上述问题,采取了增多柱塞数量的措施,随之带来了体积庞大、结构复杂的新问题,排油的脉动问题也没有彻底解决。本文以等宽凸轮的工作原理为基础,寻求柱塞泵的创新结构,采取双油腔结构,使柱塞每双行程排油两次,以达到增大流量、降低脉动的目的;进而对多运动循环(凸轮转动一周,柱塞完成多个双行程运动循环)双油腔柱塞泵进行了探讨,以期实现大流量、小脉
6、动的目标。2等宽凸轮驱动的柱塞泵无论凸轮的廓形是哪种曲线,等宽凸轮机构的工作原理都是一样的。以廓形最简单的偏心圆等宽凸轮为例,说明等宽凸轮机构驱动的柱塞泵的工作原理。2 . 1等宽凸轮柱塞泵的工作原理图2为偏心圆等宽凸轮驱动的柱塞泵工作原理图。凸轮转动时,从动件(柱塞)上下运动,油腔1、2的容积随之变化。油腔1处于排油状态时,油腔2就处于吸油状态;油2处于排油状态时,油腔1处于吸油状态。柱塞运动时,总有一个油腔处于排油状态。( ) ;。为凸轮的转动角速度(花司s )。由图3可清楚地看到,具有双油腔的偏心圆等宽凸轮在整个运动循环中始终有液压油排出,而传统的单油腔柱塞泵仅在二分之一个运动循环中排油
7、。所以,与现有柱塞泵相比,偏心圆等宽凸轮柱塞泵的排量增大、脉动减小。偏心圆等宽凸轮柱塞泵的流量为Q ,可由下式计算。Q =褚en x l o一6 ( l /而n ) ( 2 )其中, d为柱塞直径( ) ; e为偏心圆凸轮的偏心量(rnm ) ; n为凸轮的转速(r/而n )。l瓜.运动循环)(a )单油腔柱鑫泵排t曲找I口l (运动肠环)(b冲心目等宽凸轮柱塞泵排t曲找图2偏心圆等宽凸轮柱塞泵2 . 2特性分析为了便于分析问题,假设容积效率为10 % ,即仅对理论排量进行分析。偏心圆等宽凸轮柱塞泵的理论瞬时排量q可通过下式计算。q一譬、(。)、x 10一( 1/)(1 )其中, d为柱塞直径
8、( ) ; e为偏心圆凸轮的偏心量图3排量曲线比较3结束语偏心圆等宽凸轮柱塞泵的排油脉动较传统的柱塞泵有了明显的改善,但并没有完全解决排油脉动问题。另外,工作时由于离心力的存在使得泵的振动问题较为突出,凸轮转速越高,振动就越严重,不适于高速运转。偏心轮等宽凸轮驱动的柱塞泵存在的缺点完全由凸轮廓形所决定,若采用对回转中心具有对称性的廓形(圆弧三边形等) ,就不存在离心力和由此造成的振动。综上所述,等宽凸轮驱动的双油腔柱塞泵能够实现排量大和脉动小,结构简单,工作稳定,具有很好地开发前景和实用价值。参考文献1郭培全.钟康民,圆弧三边形等宽凸轮机构【J .机械设计,19更, 16 ( 12 ) : 3 2一3 3 .2丁树模,姚如一,液压传动 M .北京:机械工业出版社.19 9 2 0
