베인 펌프의 작동 원리

생성 날짜 05.17

f. 블레이드 및 스테이터 내부 표면의 마모 및 대응책 이중 작동 베인 펌프의 스테이터 내부 표면에서 벡터 직경 변화의 큰 기울기로 인해, 오일 흡입 섹션의 블레이드는 외부 끝이 비어 있지 않도록 더 큰 방사 가속도를 가져야 합니다. 그러나 운동 마찰의 영향으로 인해 블레이드 자체의 원심력은 종종 요구 사항을 충족할 수 없으므로, 이러한 종류의 펌프는 일반적으로 블레이드 홈의 바닥을 밸브 플레이트의 고리 홈을 통해 펌프와 연결하여 펌프의 오일 압력 챔버와 연결합니다. 그림 3-6에 나타난 바와 같이, 고리 홈 a는 밸브 플레이트 뒷면의 홈(점선)을 통해 오일 압력 영역과 연결됩니다. 고리 홈의 위치는 로터의 블레이드 홈 바닥에 해당하므로 모든 블레이드 홈의 바닥으로 고압 오일을 유입할 수 있습니다. 유압의 도움으로 오일 흡입 영역에 위치한 블레이드는 빠르게 확장할 수 있습니다.

고압에서 작동하는 펌프의 경우, 압력 영역에서 블레이드의 상단과 하단의 유압력이 기본적으로 균형을 이룰 수 있습니다. 그러나 오일 흡수 구역의 블레이드 슬롯 하단의 유압력은 블레이드를 확장하는 데 필요한 힘보다 상당히 높아, 이 구역에서 블레이드와 스테이터의 내면 사이에 과도한 접촉 응력이 발생하게 됩니다. 이는 마찰 저항을 증가시키고 기계 효율성을 감소시키며 접촉면의 마모를 심화시킵니다(특히 오일 흡수 구역 끝 근처에서). 심한 경우, 블레이드는 끝에서 너무 많은 접선 저항으로 인해 손상되어 디스크의 연장이 파손될 수 있습니다. 따라서 고압 더블 액팅 베인 펌프의 경우, 일반적으로 중압 및 저압 펌프에서는 필요하지 않지만, 베인의 하단에 작용하는 외부 추력을 보상할 필요가 있습니다.

날이 오일 흡수 영역에 있을 때, 날의 바닥에 있는 압력유의 외부 추력 F는 0입니다.

F=pA                            (3-1)

Where P -- 블레이드 뿌리에서의 유압;

A -- 날개 뿌리의 효과적인 압축 영역.

블레이드 바닥에 작용하는 외부 추력에 대한 보상 원리는 두 가지가 있습니다: 하나는 오일 흡수 영역의 블레이드 홈 바닥에서 압력 P를 합리적인 값으로 줄이려고 하는 것이고, 다른 하나는 블레이드 바닥에서 유효 압력 면적 a를 줄이기 위해 특수 블레이드 구조를 사용하는 것입니다. 내부 스프링 힘을 사용하여 유압을 대체하여 블레이드를 외삽할 수도 있습니다. 구체적인 조치는 다음과 같습니다.

i. 그림 h은 설정 값 감압 밸브와 플로팅 포트 플레이트가 있는 베인 펌프를 보여줍니다. 펌프에 부착된 감압 밸브 6은 펌프의 압력 챔버 내 압력을 감소시키고, 이를 오일 흡입 영역의 블레이드 홈 바닥으로 유도하여 블레이드 2가 스테이터 1에 미치는 힘을 줄입니다. 이 방법으로 최적의 추력 값을 달성할 수 있습니다. 그러나 감압 밸브는 복잡하고 비쌀 뿐만 아니라 출력 유량의 일부를 소모하여 펌프의 체적 효율성을 감소시킵니다. 또한 단순한 스로틀링 홈은 압력 분포 요구 사항을 완전히 충족하기 어려워 현재는 거의 사용되지 않고 있습니다.

II. 특수 날 구조가 채택되었습니다. 일반적으로 사용되는 특수 날 구조는 이중 날 구조, 쌍날 구조, 단계형 날 구조 등이 있습니다.

그림 I은 이중 블레이드 구조를 보여줍니다. 두 개의 블레이드 2는 상단에서 필렛 경사면으로 만들어져 서로 반대 방향으로 겹쳐져 있습니다. 두 개의 작은 블레이드의 상단과 슬라이드웨이로 형성된 삼각형 챔버 4는 겹쳐진 표면의 홈 5를 통해 블레이드 그루브 바닥 6와 연결됩니다. 블레이드 그루브 바닥과 연결된 오일 배출 챔버의 압력이 이 챔버로 유입되어 블레이드 상단과 슬라이드웨이 베어링 사이에 불완전한 언로드 정압을 형성합니다. 이 방법의 장점은 작동 압력에 비례하는 보상 효과가 있으며, 블레이드 상단의 슬라이드 표면에 두 개의 밀봉 라인이 형성되어 누수가 더욱 줄어든다는 것입니다. 단점은 블레이드의 강도를 보장하기 어렵다는 점입니다; 블레이드 겹침 표면 사이에서 발생하는 고압 오일에 의해 생성되는 힘이 블레이드와 로터 그루브 사이의 오일 압착력보다 커지며, 이 차이에 의해 발생하는 개방력은 블레이드와 로터 그루브의 마모를 악화시킵니다. 이 구조는 대형 베인 펌프에 더 적합합니다.

날개의 구조는 그림 J에 나타나 있으며, 로터 블레이드의 슬롯에는 중간에 분리된 날개 7과 날개 3이 있습니다. 날개는 자유롭게 슬라이드할 수 있습니다. 로터 1의 압력 균형 홀 6은 모 블레이드의 머리와 바닥에서 유압을 평형 상태로 만듭니다. 펌프의 압력유는 포트 플레이트와 로터 슬롯을 통해 딸 블레이드와 모 블레이드 사이의 중간 압력 챔버 5로 전달됩니다. 원심력과 관성력을 고려하지 않으면, 스테이터에 작용하는 블레이드의 추력은

F=(p2–p1)bt                         (3-2)

계단형 블레이드의 구조는 그림 K에 나타나 있습니다. 블레이드는 두께 방향을 따라 계단 모양으로 나뉘어 있습니다. 로터의 블레이드 홈도 이에 상응하는 형태로 제작됩니다. 이들 사이의 중간 오일 캐비티는 밸브 플레이트의 홈을 통해 압력 오일과 연결됩니다. 로터의 압력 균형 오일 통로는 블레이드 상단의 오일 압력을 블레이드 하단으로 이끕니다. 모자와 아들 블레이드의 구조와 유사하게, 압력 오일이 중간 오일 챔버로 유입되기 전에 스로틀 댐핑이 설정되어 블레이드가 내부로 수축할 때 챔버 내에 충분한 압력을 유지하여 블레이드가 스테이터의 내부 표면에 밀착되도록 합니다. 이러한 구조를 가진 블레이드 홈의 형태는 복잡하며 가공성이 좋지 않습니다.

III. 스프링 압력은 그림 L에 표시된 바와 같이, 여러 개의 압축 스프링(원통형 스프링 또는 제비 스프링)이 로터 슬롯의 바닥에 미리 설정되어 날개가 바깥쪽으로 확장하는 데 도움을 줍니다. 슬롯 바닥이 동상 흐름 분배 창과 연결될 때, 슬라이드웨이에 대한 날개 끝의 압축력은 펌프 속도와 접촉 위치의 벡터 직경에만 의존하며, 작업 압력과는 아무런 관계가 없습니다. 이 구조의 장점은 날개의 움직임이 펌프의 순간 변위에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 단점은 로터 슬롯 바닥에 구멍을 뚫어야 하므로 강도에 부정적인 영향을 미치며, 스프링 피로 강도의 요구 사항을 충족하기 어려운 경우가 많다는 것입니다.

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