双作用叶片泵
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双作用叶片泵工作原理介绍工作原理图A所示为双作用叶片泵的工作原理。
其工作原理与单作用叶片泵相似,不同之处在于双作用叶片泵的定子内表面似椭圆,由两大半径R圆弧、两小半径r圆弧和四段过渡曲线组成,且定子和转子同心。
配油盘上开两个吸油窗口和两个压油窗口。
当转子按图示方向转动时,叶片由小半径r处向大半径R处移动时,两叶片间容积增大,通过吸油窗口a吸油;当叶片由大半径R处向小半径r处移动时,两叶片间容积减小,液压油油液压力升高,通过压油窗口b压油。
转子每转一周,每一叶片往复运动两次。
故这种泵称为双作用叶片泵。
双作用叶片泵的排量不可调,是定量泵。
叶片泵2.排量和流量的计算由图A可知,叶片泵每转一周,两叶片组成的工作腔由最小到最大变化两次。
因此,叶片泵每转一周,两叶片间的油液排出量为大圆弧段R处的容积与小圆弧段r处的容积的差值的两倍。
若叶片数为z,当不计叶片本身的体积时,通过计算可得双作用叶片泵的排量为V=2π(R2-r2)b (1)泵的流量为q=2π(R2-r2)bnηv (2)式中,R为定子的长半径;,r为定子的短半径;b为叶片的宽度;n为转子的转速;ηv为叶片泵的容积效率。
由上述的流量计算公式可知,流量的大小由泵的结构参数所决定,当转速选定后,液压泵的流量也就确定了。
因此,双作用叶片泵的流量不能调节,是定量泵。
如果不考虑叶片厚度的影响,其瞬时流量应该是均匀的。
但实际上叶片具有一定的厚度,长半径圆弧和短半径圆弧也不可能完全同心,泵的瞬时流量仍将出现微小的脉动,但其脉动率较其他形式的泵小得多,只要合理选择定子的过渡曲线及与其相适应的叶片数(为4的倍数,通常为12片或16片),理论上可以做到瞬时流量无脉动。
双作用叶片泵在回路中的实例在一个工业装置中,双作用叶片泵被用于提供润滑剂的循环。
这个工业装置是一个大型机械装备,它有多个摩擦表面需要保持润滑,以减少磨损和摩擦热。
双作用叶片泵通过回路方式将润滑剂从储罐中抽出并泵送到机械装置的各个摩擦表面,然后再将已经使用过的润滑剂回收到储罐中进行再利用。
在这个回路中,双作用叶片泵是一个循环装置的核心组件。
它通过旋转的叶片产生负压,将润滑剂抽出储罐,并将其推送到机械装置中。
在这个过程中,润滑剂通过管道和阀门分别流入不同的润滑点。
一旦润滑剂到达摩擦表面,它会减少摩擦,并将热量带出,然后回流到储罐进行再循环使用。
这个回路中的双作用叶片泵还有其他一些重要的组成部分,例如油箱、过滤器和冷却器。
油箱是液压系统的储存装置,它存放润滑剂,并确保泵具有足够的润滑剂供应。
过滤器用于清除润滑剂中的杂质和颗粒,以确保润滑剂的质量和性能。
冷却器用于降低润滑剂的温度,防止过热。
在这个实例中,双作用叶片泵的运行非常重要。
它保证了机械装置的摩擦表面能够得到充分的润滑,从而减少磨损和热量产生。
双作用叶片泵的运行稳定性和可靠性也对整个液压系统的运行起着至关重要的作用。
总结起来,双作用叶片泵在回路中的实例是一个工业装置中的润滑循环系统。
它通过抽吸和推送润滑剂,确保机械装置的摩擦表面得到充分的润滑。
这个实例说明了双作用叶片泵在液压系统中的重要性和应用价值。
双作用叶片泵的可靠性和稳定性极大地影响着整个液压系统的工作效果和使用寿命。
双作用叶片泵的结构及原理叶片泵,是转子槽内的叶片与泵壳(定子环)相接触,将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵。
叶片泵转子旋转时,叶片在离心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先<小到大吸油后再由大到小排油,叶片旋转一周时,完成一次吸油与排油。
一、单作用叶片泵的工作原理叶片泵泵由转子1、定子2、叶片3、配油盘和端盖等a件所组成。
定子的内表面是圆柱形孔。
转子和定子之间存在着偏心。
叶片在转子的槽内可灵活滑动,在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下,叶片顶部贴紧在定子内表面上,于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。
当转子按逆时针方向旋转a,图右侧的叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,产生真空,于是通过吸油口6和配油盘5上窗口将油吸入。
而在图的左侧。
叶片往里缩进,密封腔的容积逐渐缩小,密封腔中的油液经配油盘另一窗口和压油口1被压出而输出到系统中去。
这种泵在转子转一转过程中,吸油压油各一次,故称单作用泵。
转子受到径向液压不平衡作用力,故又称非平衡式泵,其轴承负载较大。
改变定子和转子间的偏心量,便可改变泵的排量,故这种泵都是变量泵。
二、双作用叶片泵的工作原理结构它的作用原理和单作用叶片泵相似,不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成,且定子和转子是同心的。
在图示转子顺时针方向旋转的情况下,密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐-大,为吸油区,在左下角和右上角处逐渐减小,为压油区;吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。
这种泵的转子每转一转,每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。
泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的,作用在转子上的液压力径向平衡,所以又-为平衡式叶片泵。
双作用叶片泵的瞬时流量是脉动的,当叶片数为4的倍数时脉动率小。
为此,双作用叶片泵的叶片数一般都取12或16。
双作用叶片泵的工作原理1.双作用叶片泵的定义双作用叶片泵是一种机械式泵类别,其工作原理是利用旋转的叶轮将液体从一个区域移动到另一个区域。
2.双作用叶片泵的构造和组成双作用叶片泵主要由转子、定子、叶片、箱体和液压控制系统等部分组成。
其中,叶片是比较重要的组成部分,其数量和几何构造对泵的性能和输出有很大的影响。
3.双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理是基于离心力和惯性力的。
当驱动转子旋转时,它会产生一个在离心方向上的力,使液体被抛到叶片之间的空间内。
在转子旋转时,叶片会受到液体的推力,并沿壁面滑动,这样液体就被压缩,从而形成了正向流。
当叶片滑出这一区域时,这部分液体就被从出口处放出。
相反的情况也会发生——当转子旋转时,液体会填进与叶片相反的一侧。
叶片转过来,并推动液体,使其从叶片之间挤出。
如此一来,就产生了相反方向的流动。
这两种流动交替发生,形成了正电、负电。
液压控制系统用于控制这个过程,使之按照一定的规律交替发生。
4双作用叶片泵的适用场合双作用叶片泵通常用于需求压力大、流量大的场合,如:建筑、航空、海洋、解决污染、卫生、工业制造及农业等领域。
5.双作用叶片泵的优缺点优点:(1)有非常稳定的输出流。
(2)效率高、运行平稳。
(3)泵机体的结构紧凑。
缺点:(1)噪音较大,需要较多的维护。
(2)排放液流较大,对环境造成的影响大一些。
(3)价格较高,一般只适用于需要大流量和高压力的场合。
6.总结双作用叶片泵既有优点,也有缺点,它的选择与具体场合有关。
在选用双作用叶片泵时,应根据流量、压力等参数,结合自身需要选用合适的流体机械,来更好地实现预期效果。
第七节双作用叶片泵双作用叶片泵(Double-acting vane pump)是一种常见的液压泵,其工作原理是通过双向运动的叶片在泵腔内产生压力差,从而将液体输送出去。
双作用叶片泵由泵体、叶片、转子、端盖等组成。
泵体中有两个叶片槽,每个叶片槽内置有一片叶片,叶片能够在槽内自由伸缩。
转子是通过齿轮等传动装置与驱动设备相连,可以在泵体内旋转。
端盖用于封闭泵腔,同时有进出液体的通道。
在工作时,转子的旋转使得叶片跟随转动。
当转子转动时,叶片在槽内沿着泵体内壁移动。
当叶片与泵腔接触时,叶片被压紧,密封泵腔;当叶片离开泵腔时,泵腔与入口连通。
因此,泵体内的液体被吸入泵腔,在叶片的运动下被推向出口。
双作用叶片泵的最大特点是可以实现双向输送液体。
当转子旋转使得叶片从泵腔的一侧移到另一侧时,叶片会与泵腔的另一侧接触,将液体推向相反的方向。
这样的设计使得双作用叶片泵能够高效地输送液体,提高工作效率。
双作用叶片泵具有以下优点:1.输送能力高:双作用叶片泵通过双向运动的叶片,能够实现高效地输送液体。
2.压力稳定:双作用叶片泵在工作时,叶片始终与泵腔接触,有效地封闭泵腔,使得泵腔内的压力保持稳定。
3.使用寿命长:双作用叶片泵的叶片位置在运动中不断变化,减轻了叶片与泵腔的摩擦,延长了使用寿命。
然而,双作用叶片泵也存在一些缺点:1.液体粘稠度要求高:双作用叶片泵对液体的粘稠度要求较高,不能输送过于粘稠的液体。
2.噪音大:双作用叶片泵在工作时会产生较大的噪音,影响工作环境。
3.效率较低:双作用叶片泵的效率相对较低,能量损耗较大。
双作用叶片泵广泛应用于液压系统、自动化设备、工程机械等领域。
其可靠性高、使用寿命长,使得双作用叶片泵成为液压传动的重要组成部分。
总的来说,双作用叶片泵通过双向运动的叶片在泵腔内产生压力差,实现液体的双向输送。
虽然存在一些缺点,但其优点使得双作用叶片泵在液压传动中具有重要的应用价值。
双作用叶片泵的拆装结果分析
双作用叶片泵的拆装结果分析需要根据具体情况进行具体分析。
通常,双作用叶片泵的拆装过程可以分为以下几个步骤:
1. 拆除泵体
首先需要将泵体拆下来,一般需要用螺栓将泵体固定在底座上,这时候需要拆下这些螺栓。
如果泵体拆下时比较困难,可以使用吊车或者吊杆等辅助工具来作业。
同时,需要注意安全,避免泵体掉落造成人员伤亡或设备损坏。
2. 拆卸转子
转子是泵的重要组成部分,需要仔细拆卸。
需要注意的是,在拆卸转子时,需要避免对转子表面造成损伤,同时还需要注意转子和轴的配合间隙。
3. 拆卸叶片
在双作用叶片泵的拆装过程中,需要注意叶片的拆卸。
叶片需要细心拆卸,避免叶片损坏,影响泵的正常使用。
4. 清洗零部件
拆卸完成后,需要对泵的零部件进行清洗。
清洗时需要注意使用清洁剂,并避免使用过于强力的清洁剂,影响泵的正常使用。
5. 检查零部件是否有损坏
在拆卸和清洗后,需要对泵的零部件进行检查,确认是否有损坏。
如果有损坏,需要及时更换零部件,以确保泵的正常运行。
需要注意的是,双作用叶片泵的拆装过程较为复杂,需要有相关专业人员进行操作。
同时,在拆装过程中,需要注意人身安全,避免发生意外。
双作用叶片泵
双作用叶片泵是一种常用的工业泵,能够同时进行吸入和排出流体,具有高效、可靠的特点。
它由泵轴、叶轮、泵壳等组成。
双作用叶片泵的工作原理是通过泵轴的旋转,使叶轮固定在泵轴上的叶片产生离心力,从而将流体吸入泵壳内。
当泵轴旋转到一定角度后,叶片与泵壳之间的间隙沿叶片的轨迹逐渐变窄,从而将流体排出。
双作用叶片泵的叶轮一般采用半圆形叶片或矩形叶片,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
泵壳通常采用铸铁制造,内部经过精密加工,以确保叶片的正常工作。
双作用叶片泵的性能参数包括流量、扬程、效率等。
流量是指单位时间内通过泵的液体体积,扬程是指液体从进口到出口的高度差,效率是指泵的能量转化效率。
双作用叶片泵的应用范围广泛,可用于输送清水、污水、油料等各种液体。
在工业生产中,常用于水处理、石油化工、冶金、食品加工等领域。
总之,双作用叶片泵具有双向工作能力,能够同时进行吸入和排出流体。
它是一种高效、可靠的工业泵,适用于各种液体的输送。
双作用叶片泵工作原理介绍
1.叶片和泵轮:双作用叶片泵由一个固定的叶片和一个旋转的泵轮组成。
泵轮上有多个叶片,与泵轮同心。
当泵轮旋转时,叶片紧贴在泵轮的内表面,形成一个密封的腔室。
2.进出口和排气阀:双作用叶片泵的进出口处设有阀门。
进口阀门打开时,液体进入泵的腔室;排气阀门打开时,泵内的空气排除,确保泵中只有液体。
3.离心力:当泵轮旋转时,叶片与泵轮的内表面间会形成一个密闭的空腔。
由于泵轮的旋转,叶片会受到离心力的作用,即由内向外的推力。
推力足够大时,液体将在腔室内得到加速,增加排出压力。
4.出口压力:当泵轮旋转的速度足够高时,液体将被加速到一定的速度,并形成高压区域。
叶片紧贴泵轮表面,形成密闭腔室。
随着泵轮的继续旋转,使得密闭腔室和泵轮的出口之间的压力差足够大,将液体从泵的出口排出。
5.泵的工作循环:双作用叶片泵的工作循环包括吸入、提升、排出和排气四个过程。
首先,当泵轮旋转时,进口阀门打开,泵轮的腔室吸入液体;然后,进口阀门关闭,出口阀门打开,泵轮推动叶片将液体提升;接着,泵轮的腔室和排气阀门组成的腔室连接,压力差使得液体从泵的出口排出;最后,排出阀门关闭,进口阀门打开,泵轮吸入液体,完成一个工作循环。
总结起来,双作用叶片泵的工作原理基于离心力和叶片的旋转。
泵轮和叶片的旋转产生离心力,使得液体加速并排出。
进出口阀门的打开和关
闭控制液体的吸入和排出。
泵的工作循环包括吸入、提升、排出和排气四个过程,通过不断重复这一循环,实现液体的输送。
双作用叶片泵工作原理关键信息项:1、叶片泵的结构组成2、工作原理的详细步骤3、进出油口的工作状态4、流量和压力特性5、优缺点分析11 双作用叶片泵的结构组成双作用叶片泵主要由定子、转子、叶片、配油盘和传动轴等部件组成。
定子的内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线所组成的近似椭圆形状。
转子上均匀分布着若干个径向槽,叶片可在槽内自由滑动。
配油盘分别位于定子的两侧,用于实现进出油的分配。
111 定子定子是双作用叶片泵的固定部件,其内部轮廓的设计对于泵的性能起着关键作用。
112 转子转子是旋转部件,其径向槽的数量和分布影响着泵的排量和工作稳定性。
113 叶片叶片在转子的槽内滑动,与定子和配油盘共同作用,实现吸油和压油过程。
114 配油盘配油盘上分别设有吸油窗口和压油窗口,确保油液的准确进出。
12 工作原理的详细步骤双作用叶片泵的工作原理基于叶片在转子槽内的运动以及与定子、配油盘的相互作用。
当转子顺时针旋转时,叶片在离心力和根部压力油的作用下,紧贴在定子的内表面上。
在转子与定子的接触线从定子的短半径圆弧向长半径圆弧过渡的区段内,密封工作腔的容积逐渐增大,形成局部真空,通过配油盘上的吸油窗口从油箱吸油。
在从定子的长半径圆弧向短半径圆弧过渡的区段内,密封工作腔的容积逐渐减小,将油液从压油窗口压出。
121 吸油过程在吸油区,由于定子内表面曲线的变化,工作腔容积增大,产生负压,从而将油液吸入。
122 压油过程在压油区,工作腔容积减小,油液受到挤压,压力升高,通过配油盘的压油窗口排出。
13 进出油口的工作状态双作用叶片泵的两个配油盘上,一侧为吸油窗口,另一侧为压油窗口。
在转子旋转一周的过程中,每个工作腔都完成两次吸油和两次压油,因此泵的输出流量比较均匀。
吸油窗口始终与吸油管路相连,压油窗口始终与压油管路相通,从而保证了油液的连续吸入和排出。
14 流量和压力特性双作用叶片泵的流量理论上是均匀的,但实际上由于存在泄漏等因素,流量会有一定的脉动。
引言在广泛应用的各种液压设备中,液压泵是关键性的元件,它们的性能和寿命在很大程度上决定着整个液压系统的工作能力,因此对液压泵的合理选择和正确使用显得格外重要。
即使是使用维护液压设备或从事液压系统的设计、生产,而不是从事液压元件开发、生产的工程技术人员,也有必要深入了解液压泵的结构及性能。
本次设计中主要是从设计双作用叶片泵的方面来进入研究的。
本设计主要从双作用叶片泵的结构、原理、性能以及它的合理使用与维护来进行的,对于叶片泵参数设计的问题也有涉及。
采用了国内通常所称的双作用式。
本设计的内容安排比较单一,只涉及了一种YB型的双作用叶片泵,而且其中的很多数据并不是按顺序来进行设计的,有些事根据网上的实验材料来进行取值的,先介绍的是双作用叶片泵的基本原理,接下来是流量计算,在然后是双作用叶片泵各零件和部件的设计,最后组装成为一个整体的双作用叶片泵。
由于本设计中,能够直接收集到的资料有限,不尽之处在所难免,希望您能指正。
1.双作用叶片泵的概述1.1 工作原理如图1-1所示。
它的作用原理和单作用叶片泵相似,不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成,且定子和转子是同心的。
在图示转子顺时针方向旋转的情况下,密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大,为吸油区,在左下角和右上角处逐渐减小,为压油区;吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。
这种泵的转子每转一转,每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。
泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的,作用在转子上的液压力径向平衡,所以又称为平衡式叶片泵。
定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。
当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。
图1-1 双作用叶片泵工作原理Fig 1-1 Double-acting vane pump principle of work1—定子;2—吸油口;3—转子;4—叶片;5—压油口1.2 结构特征归纳上述工作原理,双作用叶片泵主要有以下结构特征:(1)转子与定子同心;(2)定子内表面由两段大圆弧、两段小圆弧和四段过渡曲线组成;(3)圆周上有两个压油腔、两个吸油腔,转子轴和轴承的径向液压作用力基本平衡; (4)所有叶片根部均由压油腔引入高压油,使叶片顶部可靠地与定子内表面密切接触;(5)叶片通常倾斜安放,叶片倾斜方向与转子径向辐射线成倾角θ,但倾斜方向不同于单作用叶片泵,而沿旋转方向前倾,,如图1-1所示,也是用于改善叶片的受力情况。
1.3 用途双作用叶片泵的突出优点在于径向作用力平衡,卸除了转子轴和轴承的径向负荷,因此获得广泛应用。
但由于结构上很难实现排量变化,故多为定量泵。
当转速一定时,泵的输出流量一定,不能调节变化。
平衡式叶片泵存在的另一问题是,吸油区各叶片根部与顶部的液压作用力不平衡,叶片顶部作用着吸油腔的低压,而根部承受着压油腔的高压,叶片顶部与定子内表面的接触压力较大,容易造成定子内表面的不均匀磨损,所以工作压力一般限制在7.0Mpa以下。
如果采用特殊的结构措施解决上述问题,工作压力可以提高到17.5~28.0Mpa。
2.双作用叶片泵的结构以及各零部件参数的确定2.1叶片的设计从工艺和转子强度着眼,希望叶片数取少为好,满足密封的最少叶片数是6;叶片数增加,可使过渡角α增大,叶片不“脱空”的R r值可以增大过流面积改善吸入性能又可使理论流量加大,但流量增大要受到叶片排挤的限制,故要选取适当;叶片数与定子曲线适当匹配可使瞬时几何流量均匀,下面就这一问题加以分析。
2.1.1 叶片数的确定不同于单作用叶片泵,双作用叶片泵的叶片数为偶数,定子曲线为“圆修”的阿基米德螺线此种曲线时,因为“圆修”角d ϕ比较小,在大部分范围内d d ρϕ=C (常数),所以只要吸油区过渡段上的叶片数为常数即可保证瞬时流量均匀。
因密封的最小叶片数Z=6,故过渡区的叶片数14Z m n =-= 式中 n ──自然数。
故Z=4(n+1)等加速和正弦加速曲线修正时,02(0~)2r c S C Z R παγ=-由于d d ρϕ曲线在加速区和减速区分别成为中心对称,所以只要过渡区上的叶片数为偶数时,即可保证()id d ρϕ∑等于常数,使流量均匀。
即 124Z n -= 式中 n ──自然数。
故Z=4(2n+1)即Z=12﹑20……等,双作用叶片泵的瞬时流量是脉动的,所以当叶片数为4的倍数时脉动率小。
为此,双作用叶片泵的叶片数一般都取12或16。
这样可使流量均匀,因20以上数字太大,故在此次设计中,选用叶片数为Z=12b)实线为等加速修正曲线,点划线为正弦加速修正曲线图2-1 叶片数Z与ε的匹配Fig2-1 Number of leaves Z and εmatcha)1013Zε==过渡区叶片的ddρϕ值b)1415Zε==过渡区叶片的ddρϕ值2.1.2 叶片的厚度叶片的厚度在最大压力下(一般为额定压力的1.25倍),应有足够的强度和刚度,在强度和工艺条件允许的情况下应尽力减薄,使叶片底端面积减小,以减小叶片对定子的压紧力。
根据工艺条件,一般取S=(1.8~2.5)mm取值 S=2mm对于采用特殊叶片结构的高性能叶片泵,S 还取决于叶片压紧机构的需要。
2.1.3 叶片安放角s θ和径向高度L叶片前倾后,在进入压油区时,过流断面逐渐增大,还能起到油压的缓冲作用,这对改善叶片和转子体承受动载荷的状态是有一定好处的叶片前倾便于压回,叶片后倾便于抛出。
双作用叶片泵叶片前倾,防止了吸油区出现的叶片卡死情况,副作用是吸油区叶片受力情况变坏。
双作用定量叶片泵定子曲线是由四段不同半径的圆弧(R 、r )与四条过渡曲线组成等加速曲线,在过渡曲线上及过渡曲线与圆弧的交接处,定子曲线给叶片的约束反力变化大,容易卡死,故而采取了叶片前倾。
图上叶片与OB 线间的夹角θ即为倾片倾角,NN 线是B 点的法线,叶片与法线间的角度γ为叶片在过渡曲线上的压力角,OB 与NN 线间的夹角β为向心线的压力角,由于压力角ψ是变数,为使过渡区各点受力比较均匀,可取 s θ=max 12ψ=10°为使叶片在转子槽内运动灵活以避免卡死,叶片留在槽内的最小高度,不应小于叶片的径向高度L 的23。
图2-2 叶片的安放角Fig2-2 Leaf blade's imposition angle2.2 定子的设计定子作为双作用叶片泵的一个部件,它的作用是很重要的,叶片泵的性能、寿命和效果都主要是由它决定的,定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成,从外表来看,它的外面是一个正圆,而里面是一个不规则的孔,且定子和转子是同心的。
下面就从它的八部分来进行设计。
2.2.1 小半径与工作角定子的小半径是叶片收缩时候的区段,在这区段里由于叶片的收缩,正好是一个吸油和排油的分水段,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出。
定子小半径的确定如下:r=z r +(0.5 ~1)mm=50mm式中 rz ──转子半径。
小半径r 的圆弧段的范围角2β≧2zπ=34°2.2.2 定子大半径与范围角定子大半径R 增大可使排量显著增加,其最大值受叶片不“脱空”条件和压力角限制。
设计中可取Rr =1.06 1.15取 R=55mm也可以根据流量来计算:222[()]cos t v v R rQ Q Bn R r ZS ηπηθ-==--展开并移项后,可得出关于R 的一元二次方程,其有意义的根为2b R a -=式中a=cos πθb=-SZc=2()cos 2vQrSZ r Bn πθη-+s θθ=B ──转子轴向宽度(m );Z ──叶片数;Q ──实际(额定)流量3(/)m s ;v η──容积效率;S ──叶片厚度(m);n ──泵的转速(rps )。
一般大半径为R 的圆弧段范围角,为1β=2z π+(6°~8°)=36°2.2.3 过渡段由于大圆弧和小圆弧的半径不同而又共圆心,所以两者之间的连续需要曲线来进行连接,而这段曲线就是过渡段。
对过渡段的曲线修正方法有很多种,例如阿基米德螺线修正,等加(减)速修正、正余弦修正和高次型曲线修正等。
大小圆弧之间过渡曲线的形状和性质决定了叶片的运动状态,对泵的性能和寿命影响很大,所以定子曲线问题也就是大小圆弧之间连接过渡曲线的问题。
过渡段夹于大小圆弧之间,它的范围也是有大小圆弧段的范围角决定的,过渡段范围角大小如下:121[()]2απββ=--=89° 2.3 转子的设计2.3.1 转子半径转子作为与轴的连接部分,主要是力的承受着,叶片镶嵌在转子里,它承载着叶片,带动叶片做旋转运动,叶片同时在其中做伸缩运动,转子半径由花键轴颈0d 和叶片高度L 根据槽根部的强度确定,0d 取值为49mm ,转子半径确定为z r =(0.9~1)0d =49mm2.3.2 转子轴向宽度转子﹑叶片和定子都有一个共同的轴向宽度B ,B 增加可减少端面泄漏的比例,使容积效率增加,但B 增加会加大油窗孔的过流速度,转子轴向宽度B 与流量成正比。
在系列设计中,确定径向尺寸后,取不同的宽度B ,可获得一组排量规格不同的泵。
对于径向尺寸相同的泵,B 增大会使配油窗口的过流速度增大,流动阻力增大。
据统计资料可略取B=(0.45~1)r=0.5r=25mm式中 r ──定子小半径。
最终经验算油窗口的流速不要超过6~9m/s ,确定B 值。
2.4 配油盘的设计2.4.1 配油盘的封油角配油盘是泵的配油机构,从图3.17中可以看出,在配油盘的压油窗口上开有一个三角槽,它的作用主要是用来减小泵的流量脉动和压力脉动。