機械手-多用途氣動機器人結構設計,機械手,多用途,氣動,機器人,結構設計 外文翻譯資料 旋轉泵 旋轉泵應用于不同的設計中，在流體動力系統(tǒng)中極其常用。今天最常用的旋轉泵是外齒輪泵、內齒輪泵、擺線轉子泵、滑動葉片泵和螺旋泵。每種類型的泵都有優(yōu)點，適合于特定場合的應用。 直齒齒輪泵，這種泵有兩個嚙合的齒輪在密封殼體內轉動。第一個齒輪即主動輪的回轉引起第二個齒輪即從動輪的回轉。驅動軸通常連接到泵上面的齒輪上。 當泵首次啟動時，齒輪的旋轉迫使空氣離開殼體進入排油管。這種泵內空氣運動使泵吸入口處形成了真空，于是外部油箱的液體在大氣壓的作用下，由泵的入口進入，聚集在上下齒輪和泵殼體之間，齒輪連續(xù)的旋轉使液體流出泵的出口。 直齒齒輪泵的壓力的升高是由擠壓嚙合齒輪和腔體內的液體產(chǎn)生的。當齒輪脫開嚙合時，腔內形成真空，使更多的液體被吸入泵內。直齒齒輪泵是定排量的元件，當軸轉速不變時，輸出流量恒定。只有一種方法即改變輸入軸的轉速，能調節(jié)這種直齒齒輪泵的排量。現(xiàn)代應用在流體動力系統(tǒng)的齒輪泵的壓力可達3000psi。 圖示為直齒齒輪泵的典型特性曲線。這些曲線表明了泵在不同速度下的流量和輸入功率。當速度給定時，流量曲線接近于一條水平的直線。泵的流量隨出口壓力的升高而稍有降低，這是由于泵的出油口到吸油口的齒輪徑向泄漏所增加而造成的。滲漏有時定義為泄漏，泵出口壓力的增加也會使泄漏增加。表征泵的出口壓力和流量之間關系曲線常叫做水頭流量曲線或泵的HQ曲線；泵的輸入功率和泵流量關系曲線叫做功率流量特性曲線或PQ曲線。 直齒齒輪泵的輸入功率隨輸入速度和出口壓力的增加而增加。隨著齒輪泵速度的增加，流量（加侖/分）也增加。于是在出口壓力為120psi，轉速為200rpm時，輸入功率是5馬力。在轉速為600rpm時，輸入功率是13馬力?？v坐標壓力是120psi，橫坐標是200rpm和600rpm時，在HQ曲線上可以讀出相應的流量分別為40gpm和95gpm。 圖示是直齒齒輪泵在粘度不變時的情況。隨著流體粘度的增加（即流體變稠，不易流動），齒輪泵的流量降低。粘稠的流體在油泵高速運轉時，因為這種流體在油泵中不能迅速進入泵體完全充滿真空區(qū)，所以油流量受到限制。圖示為在流體動力系統(tǒng)中流體粘度的增大對旋轉泵工作情況的影響。當流體的粘度值為100SSU，出口壓力為80psi時，泵流量為220gpm。當流體的粘度值為500SSU時，泵流量減少到150gpm。由功率特性曲線可知，泵輸入功率也會增加。 可以用齒輪或其他內部元件每轉一圈輸出多少加侖來表示泵的流量。如果封閉定量泵的出口，則出口壓力將會增加，直至驅動馬達停止或泵內其他部分或排油管破裂。由于存在著破裂的危險，幾乎所有的流體動力系統(tǒng)都安裝壓力溢流閥。這種溢流閥可安裝在泵內，也可安裝在排油管路。 滑動式葉片泵 這些泵有大量的葉片，葉片能在轉子的槽內自由的滑進滑出。當驅動轉子時，離心力，彈簧或壓力油使葉片伸出槽子，頂在泵殼體的內腔或凸輪環(huán)上。隨著轉子的旋轉，葉片之間的流體經(jīng)過吸油口時，完成吸油。流體順著泵殼體到達排出口。在排出口，流體被排出，進入排油管。 圖示的滑動式葉片泵中的葉片安裝在橢圓形的腔內。當轉子開始旋轉時，離心力使葉片伸出槽子。同時葉片又受到其底部腔內壓力油的作用力，壓力油來源于槽子端部的配流盤。吸油口通過A和A1口相通，他們位于直徑的相對位置。同樣兩排油口位于類似的位置。油口這樣配置，使葉片轉子保持壓力平衡，從而使軸承不受重載影響。當轉子逆時針旋轉時，從吸油管出來的流體進入A和A1口，聚集在葉片之間，沿周向流動后，通過B和B1口排出。這樣設計的泵壓力可達2500psi。的泵必須分級才能達到這么大的壓力，而現(xiàn)在用一級泵即可達到。在轉子上應用均流均壓閥可以達到高壓。轉速通常限制在2500rpm這是因為考慮到離心力和凸輪環(huán)表面葉片之間的磨損。圖示為泵在轉速為1200rpm粘度在100F的條件下的特性曲線。 每個槽內安裝兩個葉片可以控制其作用于殼體內部和凸輪環(huán)上的力。雙葉片會產(chǎn)生更緊的密封，能減少從排油口到吸油口之間的泄漏這種入口和出口相對應的設計也能維持液壓平衡。這些都是定量泵。 不改變轉速就不能改變葉片泵的流量，除非油泵采用特殊設計。圖示為滑動式變量葉片泵。它不用雙吸油和排油口。轉子在壓力腔內轉動，轉子形成的偏心量是可調的。隨著偏心的程度或偏心率的變化，流體的流量也隨著變化。圖示為轉子在旋轉180°范圍內，產(chǎn)生一真空度以便于油液進入，同時壓油區(qū)也在180°范圍內旋轉。吸油區(qū)和壓油區(qū)的起始段梢有重疊。 圖示，在最小的工作壓力下可以得到最大的流量。隨著壓力的升高，流量按預設的規(guī)律減少。當流量減到最小值，壓力增大到最大值。泵只需要提供補充回路中元件滑動配合間隙中泄漏流體。 這種變量泵的設計可以保護管路，溢流閥不是必須的。其他回路中，為阻止局部壓力超過正常壓力水平，可以用安全閥或溢流閥來控制。 為了自動控制流量，采用可變彈簧負載調節(jié)器。安裝這種調節(jié)器，泵的出口壓力作用于活塞或定子內表面，壓縮的彈簧產(chǎn)生位移。如果泵的出口壓力高于調節(jié)器彈簧的設定值時，彈簧被壓縮。這使壓力環(huán)（定子）移動，減少相對于定子的偏心量，于是，泵的流量減少，得到所需的壓力。這種油泵設計的出口壓力在100psi和2500psi之間。 圖示為變量泵補償器的特性，標出輸入功率值，可以準確計算所需的輸入功率。變量泵可以預先設定不同壓力值的變化規(guī)律。高低壓泵控制既能提供有效的卸荷回路，也能為先導控制回路提供足夠壓力。 圖示陰影區(qū)域為變量泵在背壓100psi壓力下的閉式回路。油液以100psi卸荷閥或溢流閥排出，可以維持正常的控制回路壓力，這些是消耗的功率。兩級壓力控制回路包括：先導液壓控制和電磁控制。圖示負號表示電磁鐵不帶電，先導控制油回油箱。于是泵排出的控制油的力小于調節(jié)器彈簧力，所以得到最小壓力。圖示正號為電磁鐵帶電，控制油的力大于調節(jié)器彈簧力。與簡單的溢流閥原理一樣，小球和彈簧決定控制力的大小。這樣預先設定最大工作壓力。 另一種兩級壓力控制系統(tǒng)是利用所謂的差動卸荷調節(jié)器。它應用于高低壓或雙泵回路中。調節(jié)器通過壓力傳感器自動卸荷大流量泵以達到最小的空載壓力設定值。空載壓力指的是由于變量泵控制機構工作所形成的特定壓力。泵的實際空載流量等于系統(tǒng)的泄漏量與控制流量之和。當泵空載時，即使液壓系統(tǒng)在提供加緊或保壓作用，也不會需要較大的功率。 調節(jié)器是液壓操縱的，差動活塞帶有雙壓力控制，當外部控制壓力作用于控制卸荷口時，差動活塞允許完全卸荷。 空載壓力的最小設定值由調節(jié)器主彈簧A控制。最大壓力由溢流閥調節(jié)點B控制。調節(jié)器的操作壓力由大容積泵提供，從小孔C進入。 為了說明如何使用這種裝置，假設回路需要1000psi的最大壓力，由一個5-gpm來提供。在壓力達到500psi時，需要大流量（40gpm），繼續(xù)上升到1000psi，流量減少。由流量為40-gpm的帶有卸荷調節(jié)器的泵組成的雙泵系統(tǒng)可滿足要求。 我們可以把40-gpm的泵從500psi卸荷壓力調整至200psi最小設定壓力（或另一需求值），這樣5-gpm泵可以使回路達到1000psi或更高壓力。 圖中為雙泵系統(tǒng)控制壓力源。由一個40-gpm的泵提供調節(jié)器腔內壓力，就可以達到最大設定壓力。彈簧設定力加上調節(jié)器的腔內壓力共同決定了40-gpm泵的最大壓力。第二個控制源是特殊的回路，它能達到1000psi?？刂朴屯ㄟ^小孔D進入調節(jié)器作用于卸荷活塞E?；钊鸈面積比安全閥中提動閥F的有效面積大15％。因此卸荷差動力大約為15％。調節(jié)器將在500psi卸荷，會在500psi以下15％或425psi時起作用。這里所謂的卸荷，指的是40-gpm的泵無輸出量。 隨著回路中壓力從0到500psi的增加，調節(jié)器腔內的壓力也隨著增加，直到溢流閥的設定值時，溢流閥打開，流體流出油箱。 調節(jié)器腔內的壓力降是最大的疊加值，允許油泵達到卸荷狀態(tài)。同時，當系統(tǒng)壓力繼續(xù)增加超過700psi時，導致活塞E最底部的壓力比頂部的壓力大。活塞使提升閥F完全打開，溢流提升閥全部開啟導致調節(jié)器腔內壓力進一步下降至零。流體通過小孔C進入調節(jié)器腔，經(jīng)過溢流提升閥直接回油箱，不增加調節(jié)器腔內的壓力。40-gpm的泵卸荷壓力可以減小至更低的設定值。調整卸荷調節(jié)器，40-gpm的泵達到卸荷。隨著壓力到1000psi，回路的流量減至5gpm。在1000psi時，5-gpm泵也達到卸荷設定，于是流量僅僅維持系統(tǒng)壓力。在500psi時，40-gpm的油泵卸荷。需要600psi的系統(tǒng)壓力把40gpm的泵卸荷到最小壓力200psi。600psi的先導控制油通過孔D進入并作用于差動活塞E。在500psi時，泵流量減少到零。100psi的附加壓力需要完全打開提升閥，使調節(jié)器腔內的壓力減小至零。當回路壓力減小時，兩個泵以同樣的方式來工作。 ? ? ? ? - 4 -