PVV1-1X/027RJ15DVB 是博世力士樂(lè) PVV 系列 1 號(hào)機(jī)座的小排量高壓型雙作用平衡式固定排量葉片泵,專(zhuān)為工業(yè)開(kāi)式液壓回路設(shè)計(jì),核心遵循容積式泵的工作邏輯,通過(guò)密封容腔的周期性容積變化完成吸油與排油,同時(shí)依托雙對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)、葉片液壓卸荷、浮動(dòng)配流盤(pán)補(bǔ)償?shù)葘?zhuān)屬設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高壓、高效、低噪、長(zhǎng)壽命的穩(wěn)定運(yùn)行,具體工作原理如下:
一、核心結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
該泵的核心工作組件由定子環(huán)、轉(zhuǎn)子、多片葉片、雙側(cè)配流盤(pán)、驅(qū)動(dòng)軸組成,外圍由高強(qiáng)度灰鑄鐵泵體與端蓋封裝,配套軸承、密封件、安裝法蘭構(gòu)成完整泵體。
其中定子環(huán)的內(nèi)輪廓為雙偏心對(duì)稱(chēng)的復(fù)合曲線,包含兩段半徑相等的大半徑圓弧、兩段半徑相等的小半徑圓弧,四段圓弧之間由平滑的過(guò)渡曲線連接;轉(zhuǎn)子與定子呈同心安裝,轉(zhuǎn)子外圓柱面上開(kāi)有與葉片數(shù)量對(duì)應(yīng)的徑向葉片槽,葉片可在槽內(nèi)沿徑向自由滑動(dòng);兩側(cè)配流盤(pán)緊貼轉(zhuǎn)子與定子端面,盤(pán)面上對(duì)應(yīng)定子曲線的吸、排油區(qū)域,分別開(kāi)有對(duì)稱(chēng)布置的吸油窗口與壓油窗口,各自連通泵體的吸油口與壓力油口。
二、基本吸排油工作過(guò)程
驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子按型號(hào)規(guī)定的順時(shí)針?lè)较颍ㄝS端視角,對(duì)應(yīng)型號(hào)代碼 “R")旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片在自身離心力與葉片槽底部油壓的共同作用下,頂端始終緊貼定子環(huán)的內(nèi)曲線內(nèi)壁。由此,相鄰兩片葉片、轉(zhuǎn)子的外圓柱面、定子的內(nèi)曲線表面、兩側(cè)配流盤(pán)的端面,共同圍成了多個(gè)獨(dú)立的密封工作容腔。
隨著轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn),密封工作容腔會(huì)跟隨葉片的伸縮發(fā)生容積變化:當(dāng)容腔從定子的小半徑圓弧區(qū)域向大半徑圓弧區(qū)域過(guò)渡時(shí),葉片從轉(zhuǎn)子槽內(nèi)逐步伸出,容腔容積持續(xù)增大,內(nèi)部形成局部真空,油箱中的液壓油在大氣壓作用下,經(jīng)泵體吸油口、配流盤(pán)吸油窗口充入容腔,完成吸油過(guò)程;當(dāng)容腔從定子的大半徑圓弧區(qū)域向小半徑圓弧區(qū)域過(guò)渡時(shí),定子內(nèi)壁將葉片逐步推回轉(zhuǎn)子槽內(nèi),容腔容積持續(xù)縮小,腔內(nèi)油液受到擠壓后壓力升高,經(jīng)配流盤(pán)壓油窗口、泵體壓力油口輸出至液壓系統(tǒng),完成排油過(guò)程。
由于定子采用雙偏心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子每完整旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)密封工作容腔都會(huì)依次完成兩次吸油與兩次排油,因此該泵屬于雙作用葉片泵;且定子曲線固定、轉(zhuǎn)子與定子同心,泵的每轉(zhuǎn)排量固定不變,因此為固定排量泵,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)輸出流量恒定。
三、徑向力自動(dòng)平衡原理
這是該系列泵實(shí)現(xiàn)高壓長(zhǎng)壽命的核心原理。雙作用結(jié)構(gòu)下,泵內(nèi)存在兩對(duì)沿徑向?qū)ΨQ(chēng)布置的低壓吸油區(qū)與高壓壓油區(qū),吸油區(qū)的低壓液壓力與壓油區(qū)的高壓液壓力,分別沿直徑相反的方向作用在轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸上,大小相等、方向相反,最終徑向液壓力會(huì)相互抵消。
基于該原理,驅(qū)動(dòng)軸與支撐軸承僅需承受扭矩傳遞的載荷,無(wú)需承受傳統(tǒng)單作用泵的巨大徑向不平衡液壓力,軸承負(fù)載降低 90% 以上,大幅延長(zhǎng)了軸承與泵的整體使用壽命,也為高壓運(yùn)行提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。該型號(hào)作為 1 號(hào)機(jī)座產(chǎn)品,憑借小排量結(jié)構(gòu)的受力優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)最高 210bar 的連續(xù)工作壓力,適配高壓小流量的工業(yè)工況。
四、葉片自適應(yīng)壓緊與液壓卸荷原理
該泵采用分區(qū)控壓的葉片液壓卸荷設(shè)計(jì),而非傳統(tǒng)全周高壓壓緊結(jié)構(gòu),兼顧了密封性能與低磨損高效率,具體原理如下:
配流盤(pán)對(duì)應(yīng)葉片槽底部的區(qū)域分為高壓區(qū)與低壓卸荷區(qū),分別與壓油腔、吸油腔連通。在壓油區(qū)域,葉片背部通入系統(tǒng)高壓油,推動(dòng)葉片緊緊貼合定子內(nèi)壁,壓力越高壓緊力越強(qiáng),保證高壓工況下容腔的密封性能,有效控制內(nèi)泄漏,保障容積效率;在吸油區(qū)域,葉片背部接入低壓吸油回路,卸除大部分壓緊力,僅靠離心力維持基礎(chǔ)貼合,大幅降低葉片與定子內(nèi)壁的接觸應(yīng)力,減少摩擦磨損與無(wú)用功率損耗。
葉片的壓緊力可隨系統(tǒng)工作壓力動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié):系統(tǒng)壓力升高時(shí),壓油區(qū)葉片壓緊力同步提升,保證高壓密封;系統(tǒng)低壓運(yùn)行時(shí),壓緊力同步降低,減少摩擦損耗。相比傳統(tǒng)全高壓壓緊結(jié)構(gòu),該設(shè)計(jì)可降低 40% 以上的摩擦損耗,額定工況下容積效率可達(dá) 92% 以上,同時(shí)顯著延長(zhǎng)定子與葉片的使用壽命。
五、浮動(dòng)配流盤(pán)壓力補(bǔ)償與緩沖配流原理
該泵的雙側(cè)配流盤(pán)采用浮動(dòng)式安裝設(shè)計(jì),配流盤(pán)的背面通入系統(tǒng)壓力油,形成均勻分布的軸向壓緊力,將配流盤(pán)端面緊密貼合在轉(zhuǎn)子與定子的端面上,保證端面密封,減少油液從轉(zhuǎn)子端面的內(nèi)泄漏。
當(dāng)泵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行,配流盤(pán)與轉(zhuǎn)子端面出現(xiàn)正常磨損后,背面的壓力油會(huì)持續(xù)推動(dòng)配流盤(pán)軸向移動(dòng),自動(dòng)補(bǔ)償磨損產(chǎn)生的間隙,始終維持穩(wěn)定的端面密封性能,避免容積效率隨使用時(shí)長(zhǎng)快速衰減,延長(zhǎng)泵的有效使用壽命。
同時(shí),配流盤(pán)的吸油窗口與壓油窗口端部設(shè)計(jì)有漸進(jìn)式三角緩沖槽,密封容腔在吸油與排油切換的過(guò)渡過(guò)程中,油液會(huì)通過(guò)三角緩沖槽逐步升壓或降壓,避免壓力突變產(chǎn)生的液壓沖擊、氣蝕與噪音,同時(shí)降低輸出流量的脈動(dòng)幅度,該型號(hào)流量脈動(dòng)率可控制在 4.5% 以內(nèi),運(yùn)行平穩(wěn)安靜,適配精密加工設(shè)備等對(duì)振動(dòng)敏感的場(chǎng)景。
六、整體運(yùn)行邏輯總結(jié)
該泵通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),依托葉片隨定子曲線的伸縮實(shí)現(xiàn)密封容腔的容積變化,完成 “吸油 - 升壓 - 排油" 的持續(xù)循環(huán),為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力油液;同時(shí)通過(guò)雙作用徑向力平衡結(jié)構(gòu)降低機(jī)械負(fù)載、通過(guò)葉片卸荷設(shè)計(jì)減少摩擦損耗、通過(guò)浮動(dòng)配流盤(pán)補(bǔ)償維持長(zhǎng)期效率,實(shí)現(xiàn)高壓、高效、低噪、長(zhǎng)壽命的動(dòng)力輸出,適配機(jī)床夾緊回路、小型液壓站、工裝液壓系統(tǒng)等多種工業(yè)場(chǎng)景。