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蜗杆泵液压功率、流量、压力与螺杆泵流量和压力的关系
来源: | 作者:蔚水智能 | 发布时间: 2025-01-14 | 1314 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:

液压功率为压力和流量的乘积,一旦系统确定,则属于恒定值,决定了液压动力站所能提供的给液压大的功率限制,同时,由于控制阀流量的控制,实际上给液压马达的流量也会进一步缩减。液压动力站所提供给蜗杆泵的实际功率是以控制阀该联的液压流量和液压压力提供的,即功率P=PV。这决定了蜗杆泵的最大功率。

液压流量决定了蜗杆泵的转速。在选定了液压马达的型号基础上,液压马达每转一转所需的流量理论上是一定的,一定流量的液压流量能驱动同一液压马达旋转的速度是可以预见的。如100L/min的液压流量在驱动100cc排量的液压马达时,如果不考虑液压效率和容积效率,那么液压马达的转速就是1000rpm。

蜗杆泵的转速和蜗杆泵的结构一起决定了蜗杆泵的流量。由上已知,蜗杆泵的转速是液压流量决定的,在一定的转速下,蜗杆泵的排量和转速一起决定了蜗杆泵的流量。与上述液压马达工作原理类似,蜗杆泵也是有排量和容积效率的,如果不考虑容积效率的变化,那么每转一圈则排出一定体积的介质,如果以每转一圈排量为0.3L,那么1000rpm的排量为0.3*1000*60/1000=18m³/hour。

液压压力和液压马达的排量以及容积效率一起决定了蜗杆泵的转矩。蜗杆泵的转矩和容积效率决定了蜗杆泵的最高扬程。在离心泵的压力系统中,由于介质进口和出口是始终联通的,所以扬程主要取决于介质的出口速度,但是在蜗杆泵的传输系统中,隔离了进口和出口的通道,因此进口和出口承受不同的压力,蜗杆泵的最高扬程即在于出口压力极高的情形下液压马达能够持续输出转矩并实现介质的排放。由于液压马达的排量是设计阶段就已经选定了的,液压效率基本是一贯的,因此在实际系统中,可以调节的只有液压压力的大小。

蜗杆泵的流量还与内部结构有关,泵的内空腔随着转子转一圈而排出相当体积的介质,因此泵的内空腔决定了它的排量,内空腔体积×蜗杆泵转速然后×效率=实际流量。

液压压力的大小实际上是有负载来决定的,它只有一个能够负载的上限。在自适应调节的液压系统中,为了节能的需要,采用了负载敏感的调节机制来调节液压泵,即如果负载压力较小,则使用较小的系统压力和较大的系统排量来获得更高的蜗杆泵转速。同时在负载压力较大时则使用较高的系统压力和较小的系统排量来获得蜗杆泵较高的转矩和较小的转速和排量。

负载的压力即体现为泵的扬程。如扬程60m,那么出口压力大于6bar才能获得持续的介质输送。如在扬程100m的蜗杆泵出口再叠加了10m的出口高度,那么蜗杆泵将因为无法提供110m扬程所需的液压压力而出现零出水的现象。

调节液压流量是液压系统最重要的应用任务。一般都使用流量控制阀,并配合负载敏感控制来实现在低压力时,液压泵可以提供更多的流量以确保蜗杆泵能够高速运转,从而获得更多的排量。

蜗杆泵的最大流量是在较小扬程时获得的。如果80m³/hour是最大流量,最大流量都是在压力较低时获得的,即类似于出口压力较低(如扬程2m,出口压力0.2bar)时,蜗杆泵的容积效率最高,此时如果转速足够高,可以提供非常大的排量,但是如果此时转速较低,那么流量就会成比例减少。

蜗杆泵的效率较高,系统刚性较大。和其他泵一样,蜗杆泵也存在容积效率,一般离心泵的容积效率大约在0.4~0.6之间,而蜗杆泵的使用间隙密封,内泄漏比较少,因此容积效率大约在0.7~0.8左右,较高的容积效率固然使得有效排量加大,但同时对于系统的刚性也提出了比较高的要求,则需要具有较大的扭矩的液压马达才能承受来自出口压力的冲击。