径向柱塞泵性能参数
径向柱塞泵的主要性能有压力、排量、转速、效率和寿命等,主要结构参数有柱塞的直径及数量、斜盘倾角等。
(1)压力 径向柱塞泵中阀配流泵的压力较高,普遍达到了32MPa以上,某些产品甚至高达200MPa;轴配流泵的压力一般在20MPa以上。
(2)排量的估算及范围 径向柱塞泵的排量主要取决于柱塞直径、柱塞的有效行程以及偏心距及每个工作循环中各柱塞的作用次数。
径向柱塞泵排量的通用计算公式:
V=K(π/4)d2hZ×l0-3 (mL/r) (5-1)
式中 K——每个工作循环中各柱塞的作用次数;
d——柱塞直径,mm;
h——柱塞的有效行程,mm;
Z——柱塞数。
对于单作用径向柱塞泵,由于作用次数K=1,柱塞的有效行程h=2e(e为偏心距),所以排量计算公式为
V=(π/4)d2×2e×Z×10-3=(π/2)d2eZ×10-3 (mL/r) (5-2)
径向柱塞泵的排量范围较大,为0.5~5000mL/r,常用排量因产品结构类型不同而异。
(3)转速 径向柱塞泵的许用转速也很高,具体数值因排量规格不同而异,例如小排量泵的转速可超过10000r/min,中等排量泵的转速为3000~5000r/min,大规格泵的转速也可达10000r/min以上。
(4)效率 径向柱塞泵的容积效率和总效率与泵的工况有关。额定工况下阀配流泵的容积效率可达96%~98%,总效率可达85%~88%。
(5)使用寿命 在正确的使用条件下(特别是采用了适当黏度的工作介质并保持其足够的洁净度),径向柱塞泵在额定工况下的使用寿命是很长的。但一般而言,径向柱塞泵不如轴向柱塞泵的寿命长。
(6)流量脉动和噪声 与齿轮泵、叶片泵和螺杆泵相比,柱塞泵的流量脉动和噪声较大。柱塞泵流量脉动是噪声的主要诱因。在各类柱塞泵中,阀配流柱塞泵噪声水平最高。
柱塞数对流量脉动大小有很大影响。传统设计准则认为,柱塞数取为奇数且柱塞越多,流量脉动越小,考虑到结构布置的难易程度,一般取柱塞数Z=3、5、7、9,并沿圆周方向均布。但由于阀配流柱塞泵的建压与供油过程与传动轴旋转相位、工作缸内外压差及配流阀的启闭特性等有关,因此上述柱塞数为奇数的设计准则对此类泵的意义不重要了。出于制造工艺性及减轻轴承负载的考虑,许多阀配流泵都选用了偶数柱塞。
(7)功率密度及性价比高压大流量的柱塞泵具有很高的功率密度和性价比。径向柱塞泵由于其径向尺寸较大,故其功率密度不如轴向柱塞泵大。
(8)主要结构参数柱塞数Z与柱塞直径d及偏心距e是三个相互制约的参数,且与结构类型、性能、强度、刚度、工芝性有关。当考虑泵的排量、流量脉动及结构工艺性确定了柱塞数Z后,柱塞直径d可由柱塞数和排量计算得出。偏心距e一般可按下式确定:
e=md (mm) (5-3)
式中m——系数,m=0.25~0.5,工作压力高时取小值,反之取大值。