Paramètres de performance de la pompe à piston axial
Les principales performances de la pompe à piston axial comprennent la pression, le déplacement, la vitesse, l'efficacité et la durée de vie. Les principaux paramètres structurels incluent le diamètre du piston, le nombre de pistons, l'angle de la plaque oscillante, etc.
(l) Pression dans tous les types de pompes hydrauliques, la pompe à piston peut atteindre la pression de travail la plus élevée. La pression de la pompe à piston à axe droit et à axe incliné atteint généralement 40 ~ 48mpa, et certains produits militaires atteignent même 60MPa ; la pression maximale de la pompe à piston à plaque oscillante rotative atteint 100MPa.
(2) Le déplacement de la pompe à piston axial dépend principalement du diamètre du piston, de la course effective du piston, de l'angle d'inclinaison de la plaque oscillante (l'angle entre l'arbre de transmission et l'axe du cylindre) et du nombre de fois que chaque piston agit dans chaque cycle de travail.
La formule de calcul générale du déplacement de la pompe à piston est
V=Kπ/4d2hZ×10-3 (mL/r) (4-1)
Où K -- le nombre d'actions de chaque piston dans chaque cycle de travail ;
D -- diamètre du piston, mm;
H -- course efficace du piston, mm;
Z -- nombre de plongeur.
La formule de calcul du déplacement de la pompe à piston axial est présentée dans le tableau ci-dessous.
Formule de calcul du déplacement de la pompe à piston axial
type | Volume (mL/r) formule de calcul | dire expliquer |
Pompe à piston à arbre droit | V=π/4d2ZDtanγ×10-3 | d- diamètre du piston, mm ; Z- nombre de pistons ; D- diamètre du cercle de distribution des pistons, mm ; γ- angle d'inclinaison du plateau incliné, (°) |
Pompe à piston à axe incliné | V=π/4d2ZDsinγ×10-3 | d- diamètre du piston, mm ; Z- nombre de pistons ; D- diamètre du cercle de distribution des douilles de bielle sur le disque d'entraînement de l'arbre, mm ; γ- angle entre l'axe de l'arbre d'entraînement et l'axe du cylindre, (°) |
La plage de déplacement de la pompe à piston à arbre droit commun est de 1,5 ~ 1500 ml / R ; la plage de déplacement de la pompe à piston à arbre incliné est de 5 ~ 2500 ml / R ; la plage de déplacement de la pompe à piston à plaque oscillante est de 2,5 ~ 100 ml / R.
(3) La vitesse autorisée de la pompe à piston rotatif est très élevée, et la valeur spécifique varie en fonction des spécifications de déplacement. Par exemple, la vitesse de la pompe à petit déplacement peut dépasser 10000 R / min, la vitesse de la pompe à déplacement moyen est de 3000 ~ 5000 R / min, et la vitesse de la pompe à arbre droit de grande série lourde peut atteindre plus de 2000 R / min dans des conditions de précharge.
(4) L'efficacité parmi tous les types de pompes hydrauliques connues, le volume de travail de la pompe à piston a une ligne de scellement complètement continue (surface), donc elle peut atteindre la plus haute efficacité volumétrique. En raison des bonnes conditions de lubrification entre les paires mobiles, son efficacité mécanique a atteint un niveau très élevé. Actuellement, l'efficacité volumétrique et l'efficacité mécanique de la pompe à piston axial de série lourde de 40 MPa près du point de fonctionnement nominal sont supérieures à 95 %, et la plus haute efficacité totale est de 91 % à 93 %. Parce que l'angle de balancement du corps de cylindre de la pompe à piston à arbre incliné peut être plus grand, le "volume mort" dans le volume de travail est relativement petit, et il n'y a pas d'élément de fuite du palier hydrostatique à patin. De plus, l'état de contrainte du corps de cylindre et du piston est meilleur, son efficacité volumétrique et son efficacité mécanique seront supérieures à celles de la pompe à piston à arbre droit de même catégorie.
En raison des fuites et du frottement, la courbe d'efficacité totale obtenue en multipliant l'efficacité volumétrique et l'efficacité mécanique montre une tendance d'abord à augmenter puis à diminuer avec l'augmentation de la pression et de la vitesse. En raison de l'influence de la rigidité de support du mécanisme à déplacement variable, l'efficacité de la pompe à déplacement variable est toujours légèrement inférieure à celle de la pompe à déplacement constant. De plus, l'efficacité de la pompe hydraulique a une grande relation avec le caractère, la qualité et la température du milieu de travail.
La figure P montre la courbe d'efficacité caractéristique totale d'une pompe à piston quantitative à arbre incliné typique.
(5) La durée de vie des paires de frottement des principales pièces de travail des pompes à piston modernes a généralement une bonne couche de lubrification liquide. Certaines d'entre elles sont conçues selon le principe du palier hydrostatique Keding, et toutes sont fabriquées à partir de matériaux haute performance et subissent un traitement de finition et un traitement thermique. Par conséquent, dans des conditions d'utilisation correctes (en particulier lorsque le milieu de travail avec une viscosité appropriée est utilisé et que sa propreté suffisante est maintenue), la pompe à piston est facile à utiliser. Dans des conditions nominales, la durée de vie est très longue, par exemple, pour les pompes à piston axial de la série lourde, elle peut atteindre plus de 10000 à 12000 h. En général, la durée de vie des pompes à piston axial est plus longue que celle des pompes à piston radial, et la pompe à cylindre rotatif est plus longue que la pompe à plaque oscillante dans la pompe à piston à axe droit.
(6) Comparé à d'autres pompes hydrauliques, la pulsation de débit et le bruit de la pompe à piston sont plus importants. La pulsation de débit de la pompe à piston est la principale cause de bruit. Parmi tous les types de pompes à piston, le niveau de bruit de la pompe à piston à soupape de siège est le plus élevé, tandis que celui des autres pompes à piston est presque le même. Le nombre de plongeurs a une grande influence sur la pulsation de débit, et un nombre impair de plongeurs est meilleur qu'un nombre pair pour réduire la pulsation de débit. Pour cette raison, le critère de conception traditionnel est de prendre le nombre de plongeurs comme impair, c'est-à-dire 5, 7, 9, 11, etc.
(7) Densité de puissance et performance des coûts la haute pression, la grande vitesse et la large gamme d'enveloppe de travail de la pompe à piston lui permettent de transmettre une grande valeur de puissance. La densité de puissance dans le système haute pression peut atteindre plus de 10 kW / kg, surtout en tant que pompe variable haute pression, elle a un bon rapport coût-performance, qui ne peut pas être remplacé par d'autres types de pompes. Cependant, parce qu'il s'agit d'un élément de coque non porteur de pression, la valeur de déplacement par unité de volume de structure n'est pas aussi grande que celle de la pompe à engrenages et de la pompe à palettes, donc la pompe à piston est encombrante et coûteuse dans le système hydraulique à moyenne et basse pression et en tant que pompe quantitative.
(8) Les principaux paramètres structurels Z, D et R sont trois paramètres mutuellement restrictifs, qui sont liés au type de structure, à la performance, à la résistance, à la rigidité et à la capacité de traitement. Lorsque le nombre de plongeurs est élevé, le déplacement de la pompe à piston axial peut être augmenté, mais si le nombre de plongeurs est trop élevé, la taille radiale de la pompe ainsi que le volume et le poids de l'ensemble de la pompe augmenteront. Afin de réduire la pulsation du débit, le nombre de plongeurs dans la pompe à plongeur doit être impair, généralement z = 5 ~ 9, z = 9 pour la pompe à plongeur à arbre traversant et z = 7 pour la pompe à plongeur sans arbre traversant.
L'angle d'inclinaison de la plaque oscillante de la pompe à piston à arbre droit est généralement compris entre 18 ° et 21 °. L'angle entre l'arbre de transmission et l'axe du cylindre de la pompe à piston à arbre incliné est généralement γ max = 25 ° à 45 °.