叶片泵的Solidwords三维动态仿真
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作者简介:余志顺(1983—),男,浙江开化人,西华大学能源与环境学院能源与动力工程系教师,硕士,主要从事流体及动力机械内部流场及优化研究,公开发表论文3篇,参与国家级及省级项目3项;符杰(1978—),男,四川达州人,能源与环境学院能源与动力工程系副教授,主要从事流体动力机械内部流动及新产品开发研究;曾永忠(1969—)男,四川乐山人,能源与环境学院能源与动力工程系副教授,主要从事流体及动力机械内部流场及优化研究。
摘要叶片泵课程是能源与动力工程专业的主要专业核心课程,该课程的实践教学的质量是衡量该专业教学质量的重要参考指标。
借助当今先进的设计和制造技术,引入三维建模技术和快速成型技术构建“二维设计-三维造型-快速成型-性能验证”四位一体的叶片泵课程实践教学的综合平台,能够提高学生对叶片泵设计和制造专业素养。
关键词叶片泵三维造型快速成型性能验证实践教学Construction of a Practice Teaching Platform for the Vane Pump Course Based on "Two-dimensional Design-Three-dimensional Modeling-Rapid Prototyping-Perfor 原mance Verification"//Yu Zhishun,Fu Jie,Zeng Yongzhong Abstract The vane pump course is a main professional core course for the major of energy and power engineering,with the quality of practice teaching as an important reference in measur-ing the teaching quality of the major.By means of the advanced design and manufacturing technology at present,3D modeling technology and rapid prototyping technology are introduced to construct a "two-dimensional design-three-dimensional model-ing-rapid prototyping-performance verification"four-in-one comprehensive platform for the practice teaching of the vane pump course,in order to improve students'professional quality of vane pump design and manufacture.Key words vane pump;3D modeling;rapid prototyping;perfor-mance verification;practice teaching能源与动力工程专业是一门实践性很强的工科专业。
XX学院毕业设计题目基于Solidworks的齿轮泵仿真系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目:基于Solidworks的齿轮泵仿真设计要求:1.对齿轮泵的工作参数(流量、效率、转速)、几何参数(齿数、模数、齿宽)、主要部件参数(分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等)进行设计和确定。
2.运用solidworks对齿轮泵的各个零部件(泵盖、泵体、齿轮轴、紧固件等)进行建模,熟练掌握solidworks的建模方法。
3.运用solidworks对齿轮泵进行装配,掌握solidworks的装配方法。
4.对装配体进行干涉检查,对其进行运动分析。
设计进度要求:第一周到第四周下达任务书,查阅、收集相关资料。
第五周到第七周,进行齿轮泵的工作参数,几何参数等进行设计和确定。
第八到十周,用solidworks进行齿轮泵的零件建模及装配体建模。
第十周到十二周,撰写论文,对论文进行排版修改。
指导教师(签名):摘要SolidWorks是一款功能强大的三维设计软件,具有强大的参数化建模功能。
在SolidWorks的标准菜单中包含了各种用于创建零件特征和基准特征的命令。
通过运用这些特征造型技术可以很方便的设计出需要的实体特征。
应用SolidWorks软件,可以建立出齿轮泵各个零部件的三维模型,进行装配后建立齿轮泵虚拟样机。
参数化造型设计是SolidWorks软件核心功能之一,包括曲面和实体造型以及基于特征的造型等。
它提供尺寸驱动的几何变量,用交互式方法检查模型变化的结果,其模型可智能化。
参数化造型虚拟技术通过记录几何体间的所有依存关系,自动捕捉设计者的意图。
此设计中主要利用三维设计软件SolidWorks,建立了齿轮泵的虚拟样机模型,并在此基础上利用SolidWorks软件对齿轮泵进行运动仿真、基体受力分析等。
建立运动机构模型,进行机构的干涉分析,跟踪零件的运动轨迹,分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等,并用动画、图形、表格等多种形式输出结果,其分析结果可指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。
第50卷第5期农业工程与装备2023年10月V ol.50No.5 AGRICULTURAL ENGINEERING AND EQUIPMENT Oct. 2023韩业翔1,杨文敏1*,陈冰2,冯少生2(1.湖南农业大学机电工程学院,湖南长沙410128;2.湖南天一奥星泵业有限公司,湖南平江410400)摘要:为提高离心泵叶轮扭曲叶片的曲面质量,改善离心泵的水力性能,以TSY150-200型单级双吸离心泵的叶轮为例,采用保角变换法的逆向思维,利用SolidWorks的3D草图功能,直接绘制叶片的空间流线和空间截线,利用曲线和曲面质量检测、调整工具,检查其曲率、拐点等参数,并通过控标进行调整,以保证曲线和曲面的质量。
最后使用ANSYS CFX对离心泵的全流域进行CFD分析,内部流动状态表明使用该造型方法得到的叶轮叶片具有良好的曲面质量。
关键词:离心泵叶轮;扭曲叶片;保角变换法;数值模拟中图分类号:TH311文献标志码:A文章编号:2096–8736(2023)05–0014–04Establishment and hydraulic analysis of a three-dimensional hydraulic model for the impeller of a single stage double suction centrifugal pump HAN Yexiang1,YANG Wenmin1*,CHEN Bing2,FENG Shaosheng2(1.College of Mechcmical and Electrical Engineering, Hunan Agriculture University, Changsha,Hunan 410128, China;Hunan Tianyi Aoxing Pump Industry Co., Ltd, Pingjiang, Hunan 410400, China) Abstract: In order to improve the surface quality of the twisted blades of a centrifugal pump and enhance its hydraulic performance, the impeller of the TSY150-200 single-stage double-suction centrifugal pump was studied. This paper uses the reverse thinking of conformal transformation method and the 3D sketch function of SolidWorks to draw the spatial streamline and spatial transect of the blade. The curvature, inflection point and other parameters of curves and surfaces are checked by means of quality detection and adjustment tools to ensure the quality of curves and surfaces. Finally, the entire flow field of the centrifugal pump is analyzed using ANSYS CFX for CFD analysis, and the internal flow state indicates that the impeller blades obtained through this shaping method have excellent surface quality.Keywords: centrifugal pump impeller; twisted blades; conformal transformation method; numerical simulation叶轮是离心泵进行能量转换的核心部件, 叶片曲面的光顺程度与叶轮的过水能力息息相关,进而直接影响着离心泵的水力性能[1]。
**大学毕业设计(论文)题目:基于SolidWorks齿轮泵建模与装配指导教师: ****** 职称:教授学生姓名:****** 学号:*********** 专业:********************************* 院(系):********完成时间:2013年5月10号2013 年5 月10 日摘要 (II)Abstract (III)1前言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的和意义 (1)1.3国内外现状 (1)2设计需求与分析 (2)2.1软件Solidworks的介绍 (2)2.2齿轮泵的分类及应用 (2)2.3齿轮泵的工作原理 (2)3零部件的设计 (4)3.1基座设计 (4)3.2前盖设计 (6)3.3后盖设计 (7)3.4垫片设计 (10)3.5螺栓设计 (11)3.6传动轴设计 (13)3.7支撑轴设计 (14)3.8压紧螺母设计 (15)3.9圆柱齿轮设计 (17)3.10圆锥齿轮设计 (19)4装配体的设计 (23)4.1传动轴装配 (23)4.2支撑轴装配 (25)4.3总装配 (25)4.4制作爆炸图及仿真动画 (30)5小结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)齿轮泵是通过一对参数和结构相同的渐开线齿轮的相互滚动啮合,将基体内的低压液体升至能做功的高压油的重要部件。
是把发动机的机械能转换成液压能的动力装置。
本文在调研的基础上,对齿轮泵的三维模型进行的设计与分析。
旨在让大家更加了解与认识齿轮泵。
论文首先提出了齿轮泵的背景和意义以及国内外发展现状和最新科技,陈述了设计需求,针对本专业——计算机辅助设计做出了介绍。
然后在三维设计软件solidworks的基础上进行零部件的设计,生成各个零部件的三维模型以及工程图纸,使人对其在三维和二维上都有一定的认识。
最后对各个零部件进行装配和仿真分析,使人了解其工作原理。
关键词:CAD/CAM 设计装配仿真AbstractGear pump/wheel pump is an important component, which can translate low pressure liquid in machine to high pressure oil which can be able to work, through mutual scroll meshing of a pair of involute gear which have same parameter and structure. It is a pzowerplant, translating mechanical energy of engine to hydraulic energy. On the basis of survey, this article will design and analyse 3d model of gear pump in order to let people learning and understanding more about gear pump.Firstly, the article propose the backgroud and significance of gear pump,develop situation at home and abroad and its latest technology, stated the design requirement and necessary, make introduction against computer aided design major. Then proceed the design of components and parts on the basis of the 3d design software-solidworks, creating 3d model of every parts and engineering drawing, make people have certain understanding on 3d model and 2d model. At last,come to assembly and simulated analysis of every parts, make people understand its working principle.Keywords: CAD/CAM design assembly simulation.1 前言1.1设计背景随着科技的进步,国内发展状况日新月异,工业、农业、商业以及其它各个行业都在迅猛的前进。
收稿日期:2008-06-15作者简介:余泽通(1979-),男,河南南阳人,助教,本科,主要从事机械制造教学研究。
基于S olid works 的齿轮泵工作原理动态仿真研究余泽通1,杨彬彬2,宋长源1(1.河南科技学院机电学院,新乡453003;2.新乡市高级技工学校,河南新乡453003)摘要:为了提高学生对齿轮泵结构和工作原理的认识和掌握,本文介绍了基于Solid works 的齿轮泵工作原理动态仿真。
通过对齿轮泵结构的分析,主要完成了齿轮泵组成零件的实体建模、零件的动态装配和工作原理的动态仿真。
利用Solid works 软件制作的齿轮泵结构装配动态仿真和工作原理的动态仿真可以保存为AV I 格式,有利于该仿真的普及和推广。
关键词:齿轮泵;工作原理;动态仿真;Solid works中图分类号:TH137 文献标识码:A 文章编号:167326060(2008)0320085203Soli dworks Ba sed D ynam i c S i m ul a ti on of Gear Pum p ’sW ork i n g Pr i n c i pleYu Zet ong,et al .(Henan I nstitute of Science and Technol ogy,Xinxiang 453003,China )Abstract:T o hel p the students master the working p rinci p le of gear pu mp,this paper intr oduced the dyna m ic sti m ulati onof it based on Solid works .Thr ough analyzing the structure of gear pu mp,this paper accomp lished the dyna m ic of gear pu mp ’s access ory physical models,its asse mbly and its working p rinci p le .The dyna m ic sti m ulati on can be saved in AV I,which is good for its popularity .Key words:gear pu mp;working p rinci p le;dyna m ic si m ulati on;s olid work1 问题的提出目前液压技术已广泛应用到机械制造、工程机械、船舶、冶金设备等各个行业。
基于SolidWorks的齿轮油泵的三维建模和运动仿真本文以齿轮油泵为例,利用SolidWorks软件进行零件三维建模和运动仿真,重点介绍齿轮的建模及装配方法,为同类产品的虚拟设计提供有效参考,并为在校学生深入学习solidworks软件提供必要帮助。
标签:solidworks软件;齿轮建模;虚拟装配;运动仿真随着现代科学技术的发展,三维CAD 技术得到普及。
SolidWorks 作为主流机械设计软件,功能强大简便易学。
本文通过solidworks软件对齿轮油泵各组成零部件的实体造型、虚拟装配、拆装动画、运动仿真的描述,真实地展示了齿轮油泵的实际装配和工作过程,及时发现设计中存在的问题,从而降低成本,提高设计效率,缩短设计时间。
本文中所有实例均采用solidworks2012版完成。
1 齿轮油泵三维实体建模齿轮油泵是各种机械润滑和液压系统的输油装置。
是机械设计中基本部件。
由泵体、泵盖、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、垫片、紧盖螺钉、填料、压盖、压盖螺母、定位销等十几个零件组成。
要实现齿轮油泵虚拟装配和运动仿真,首先要对组成零件进行实体造型。
在齿轮油泵的组成零件中,螺钉、螺母、垫片和定位销等为标准件,可从SolidWorks 标准件库存中直接调用;泵体、泵盖为铸造箱体类零件,齿轮轴为典型的回转体零件,这些都是机械零件中的典型结构,建模过程不再赘述。
对初学者或对SolidWorks软件不太熟悉的设计师来说,齿轮建模比较困难,下面介绍几种方便实用的建模方法。
1.1 方法1——利用GearTrax中文版齿轮插件GearTrax是一个SolidWorks常用插件,为机械工程师提供了一种简单方便用于精确齿轮及齿轮副的自动设计工具,可设计的圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿形带轮、蜗轮蜗杆、花键、带轮等,方便快捷,且模型精确程度较高。
在GearTrax操作界面中按齿轮参数要求输入齿轮模数,齿数、齿面厚度、斜齿轮需输入螺旋角及左右旋向,点击完成按钮,使用时最好提前打开solidworks 软件并设置使用英文菜单,齿轮轮齿将在SolidWorks软件中自动完成,再自行建造齿轮轮毂、轮辐、键槽或销孔等结构即可完成齿轮建模。
摘要液压泵是随着液压传动技术的产生而产生的,随着我国工业和科学技术的不断发展,机、电、液一体化在整个机械行业所占的比重越来越大,液压传动技术在诸多领域得到了越来越广泛的应用,因此,液压泵作为动力元件成为液压传动元件中不可缺少的一部分,起到非常重要的作用,同时越来越受人们的关注。
单作用叶片泵作为液压泵的一种,在液压传动系统中有较为广泛的应用。
基于单作用叶片泵的应用范围和优缺点,本文主要对单作用叶片泵做了从结构设计到部分结构性能分析的工作。
其主要过程是通过现有工况确定单作用叶片泵主要的零件尺寸,然后通过SolidWorks软件对单作用叶片泵进行三维实体建模和虚拟装配。
再对装配体中叶片的运动进行运动学分析和装配体进行动力学分析,最后对转子的静态应力进行有限元分析。
整篇论文对于单作用叶片泵的设计具有参考和实用意义,同时也对单作用叶片泵的优化具有一定的指导作用。
关键字:单作用叶片泵,有限元,优化设计AbstractHydraulic pump is produced with hydraulic transmission technology, With the continuous development of industry and science and technology in our country, machine, andelectric, iquid integration in throughout machinery industry by accounted for of share increasingly big.Hydraulic drive technology get has increasingly widely of application in many area.So hydraulic pump as power components became hydraulic drive components in the not missing of part, up to very important of role, while increasingly by people of concern.Single-acting vane pump as a hydraulic pump.There are used in hydraulic transmission system more and more.Based on the scope of application of the single-acting vane pump and the advantages and disadvantages.This article focuses on single-acting vane pump part made from structural design to structural analysis. Its main processes are determined by existing conditions of single-acting vane pump parts dimensio. Through SolidWorks software for single-acting vane pump for three-dimension solid modeling, and virtual Assembly.Assembly blade motion in kinematics analysis and Assembly dynamics analysis, static finite element analysis of the stress of the last rotor. Papers for the design of single-acting vane pump with references and practical significance, as well as optimization of single-acting vane pump capable of guiding.Keywords: single-acting vane pump; finite; optimal design目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.1.1 CAD技术的发展 (1)1.1.2 SolidWorks软件简介 (1)1.1.3 单作用叶片泵简介 (3)1.2 课题研究的目的与意义 (4)1.3 课题研究的内容 (5)2 单作用叶片泵结构的设计及尺寸参数的初定 (6)2.1 单作用叶片泵结构的设计 (6)2.1.1 单作用叶片泵的计算中用到的主要技术参数 (6)2.1.2 确定单作用叶片泵的工况 (6)2.1.3 被设计的单作用叶片泵的结构分析 (7)2.1.4 确定单作用叶片泵的结构 (7)2.1.5 确定单作用叶片泵的参数 (7)2.2 单作用叶片泵的零件尺寸的初定 (8)2.2.1 配油装置尺寸的确定 (8)2.2.2 轴尺寸的初步确定 (9)2.2.3 轴承的选取 (10)2.2.4 轴的受力分析及校核 (10)2.2.5轴承寿命的校核 (12)2.2.6压力调节端零件尺寸的确定 (13)3 单作用叶片泵零件的三维实体建模 (15)3.1箱体类零件建模 (15)3.2 调流量端零件的建模 (17)3.3 定子环定位端零件的建模 (18)3.4 配油零件的建模 (20)4 单作用叶片泵的虚拟装配 (22)4.1 配油装置的装配 (22)4.2 调压装置零件之间的配合 (23)4.3 箱体配合零件的装配 (24)4.4 总装配 (25)5 单作用叶片泵运动学及动力学分析 (28)5.1 对于叶片顶端的运动学分析 (28)5.2 转子动力学分析 (30)6 有限元分析 (33)6.1 转子的静态应力有限元分析 (33)6.2 叶片瞬间静态应变的有限元分析 (38)论文总结 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 (47)1 绪论1.1 课题研究背景1.1.1 CAD技术的发展制造的全球化、信息化和需求的个性化,都需要企业能在最短的时间内推出用户满意的产品,并且能够开速占领市场。
三元叶片泵的三维造型设计及装配三元叶片泵的三维造型设计及装配《三维造型设计》实训说明书题目:三元叶片泵的三维造型设计及装配班级:机械设计与制造1104班姓名:李孟博学号:2 1 0 23 1 1 04 2 2 指导老师:李彩风、孙振杰实训时间:2013.7.1—2013.7. 5 目录第一章Pro/E软件3 1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定3 1.2Creo系统的主要模块及功能简介3 1.3工作界面3 第二章零件建模4 2.1大滑块的零件建模4 2.2压盖的零件建模5 2.3泵体的零件建模5 第三章工程图绘制8 3.1设置格式8 3.2大滑块的工程图9 3.3压盖的工程图10 3.4泵体的工程图11 第四章装配图13 总结15 第一章Pro/E软件Creo是美国参数科技公司PTC公司于2010年10月推出CAD设计软件包。
Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、Concrete的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包,是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。
1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定1.Pro/E野火版4.0的运行环境CPU:2.0GHz以上;硬盘:剩余空间4GB以上;内存:256MB以上;显存:64MB以上;鼠标:滚轮式三键2.设置Pro/E的启动位置;鼠标右键单击Pro/E 的快捷方式图标 1.2Creo系统的主要模块及功能简介1.草绘模块(Sketch):创建和编辑二维平面草图2.零件模块(Part):创建三维模型3.装配模块(Assembly):组装部件或完整产品4.工程图模块(Drawing):由三维模型生成二维工程图5.制造模块(Manufacturing):高速加工、专业化加工及模具设计 1.3工作界面第二章零件建模2.1大滑块的零件建模1、画出Ф38的圆,对称拉伸出22. 2、倒角0.5*45 3、切出左视图22f7的平面4、切出长18宽25的槽2.2压盖的零件建模1、画出Ф15和Ф40的同心圆,拉伸高度为2 2、以RIGHT面为草图,画以偏离中心15的轴线画小端(4.5/2)角度为45的梯形;旋转切除。
变量叶片泵的Solidwords三维建模及动态仿真摘要本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真,主要是根据变量泵各实际零件尺寸及形状,通过测绘及观察配合关系,分析其工作原理后,运用Solidwords三维建模软件对其进行实体建模。
在整个设计过程中,需充分理解变量泵的运动原理,了解其排量和流量的计算形式。
清楚变量泵的特点,对各零件的尺寸要精确测量,避免装配时尺寸不当。
首先,需要对变量泵实体进行拆卸,在拆卸过程中需记住各配合关系;其次,对拆下的零件进行测量,记下其实际尺寸,并运用三维建模软件进行绘制;然后,将各个零件按照配合关系装配起来,形成装配体;最后,做出实体动画,仿真分析其工作原理,并对其进行说明。
单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量,使液压系统在工作进给时能量利用合理,效率高,油的温升小。
AbstractThe topics for graduate design variables leaves the pump dynamic three-dimensional modeling and simulation, Variables are mainly based on the actual parts of the pump size and shape, through the mapping and observation with, Analysis of its working principles, Solidwords use of its three-dimensional modeling software modeling. Throughout the design process, the need for full understanding of the movement principle of variable pump, aware of their displacement and flow of the calculation.Variable pump clearly the characteristics of the various components to accurately measure the size, to avoid improper assembly at the size. First, the need for variable pump entities to be demolished, the demolition process in line with the need to keep in mind; Secondly, removing the parts were measured, recorded its actual size and use of three-dimensional modeling software rendering; Then, with relations between various parts in accordance with the assembly, formed assembly; Finally, to entities animation, simulation analysis of its working principles, and its description. Single variable pump is the main feature of it by changing the stator and rotor of the eccentricity to regulate the flow of pumps, hydraulic system at work when the feed energy use reasonable, high efficiency, small temperature rise of oil.目录摘要 (1)Abstract (2)第一章泵的分类 (4)第二章单作用变量叶片泵 (4)1.1 单作用变量叶片泵组成及优缺点 (4)1.2 单作用式叶片泵的工作原理及结构特点 (5)1.3 内、外反馈式变量叶片泵 (7)1.4 限压式变量泵的特性曲线 (9)第三章单作用叶片泵的排量和流量 (11)第四章单作用叶片泵的要点分析 (11)第五章单作用泵各项特点 (12)第六章叶片泵的常见故障及排除方法 (13)第七章叶片泵的拆装修理 (15)7.1 拆卸 (15)7.2 修理 (15)7.3 装配 (16)7.4 清洁和密封 (16)第八章单作用变量泵三维建模过程分析 (17)8.1 Solidwords的发展 (17)8.2 零件的三维建模 (17)8.3 零件的装配 (17)第九章变量泵零件的加工工艺过程 (18)结论 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)第一章泵的分类1、按作用次数分不同,分为单作用叶片泵、双作用叶片泵和多作用叶片泵;2、按排量是否可变,分为定量泵和变量泵;3、按压力等级不同,分为中低压叶片泵(7MPa以下),中高压叶片泵(16MPa以下)和高压叶片泵(20MPa~30 MPa以下)。
第二章单作用变量叶片泵1.1 单作用变量叶片泵组成及优缺点(1)单作用变量叶片泵的组成(如下图所示)图1-1单作用变量叶片泵1-中泵体2-定子3-转子4-叶片5-螺钉6-传动轴7-套筒8-弹簧9-端盖10-螺钉11-螺钉单作用叶片泵由定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等组成。
(2)单作用叶片泵的优缺点优点:流量可调,其中限压式叶片泵,当泵的出口压力有变化时,流量可自行调节。
缺点:①由于径向液压力只作用在转子表面的半周上,因此转子承受的径向力不平衡,轴承所受的径向力大,降低了轴承的寿命,泵的压力难于提高。
②转子做等速转动,但流量有脉动。
③若输出流量相同,体积比双作用叶片泵大。
单作用叶片泵一般不作为定量能源使用,用量最多的是限压式变量泵,其参数范围是:转速1450~1800r/min,流量12~60L/min,压力调节范围0~6.3Mpa.(3)双作用泵的优缺点:优点:流量脉动小,噪声低,轴承受力平衡,使用寿命长,单位体积的排量大,可制成变量泵;缺点:自吸能力较差,实用工况范围较窄,对污染物比较敏感,制造工艺较复杂。
1.2 单作用式叶片泵的工作原理及结构特点(1)单作用式叶片泵的工作原理如图1-2所示为单作用式叶片泵的工作原理图。
与双作用式叶片泵显著不同之处是,定子1的内表面是光滑圆柱面,转子2与定子间有一偏心距e,两端的配油盘上只开有一个吸油窗口和一个压油窗口。
转子旋转时,叶片3依靠离心力使其顶部与定子内表面相接触。
因此,必须保证单作用叶片泵转动时,叶片相对于转动方向为后倾。
由于配油盘上开有吸、压油窗口各一个,那么,转子旋转一周,叶片在转子槽内往复运动一次,每相邻两叶片间的密封容积产生一次增大和减小的变化,并完成一次吸油、压油过程,故称为单作用式叶片泵。
又因为转子、轴和轴承等零件承受的径向液压力不平衡,因此这类泵又称为非卸荷式叶片泵,其额定压力不超过7Mpa。
对于单作用式叶片泵,只要改变其偏心距e的大小,就可以改变泵的排量和流量,故单作用式叶片泵常做成变量泵。
1-定子2-转子3-叶片图1-2 单作用式叶片泵的工作原理图(2)单作用式叶片泵的结构特点转子转一周,吸、压油各一次,称为单作用;吸、压油口各一半,径向力不平衡,称为非卸荷。
当单作用叶片泵叶片处于压油区时,叶片底部通压力油;当叶片处于吸油区时,叶片底部通低压油,叶片的顶部和底部相通,它们的液压力平衡,避免了叶片与定子内表面严重磨损的问题。
如果在吸油腔叶片底部仍通压力油,叶片顶部就会给定子内表面以较大的摩擦力,以致减弱了压力反馈的作用。
单作用叶片泵的结构复杂,轮廓尺寸大、相对运动的机件多、泄漏较大、噪声较大;轴上承受不平衡的径向液压力,导致轴及轴承磨损加剧,因此额定压力不能太高;容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。
但是,它能够实现变量,在功率利用上较为合理。
泵的定子内表面为圆柱面,与转子中心存在偏心距e,配流盘上只有一个吸油口和一个排油口,转子上的径向液压力不对称,转子上存在不平衡力。
改变定子与转子偏心距的方向也就改变了泵的吸、压油口,即原来的吸油口变成压油口,原来的压油口变成吸油口;改变上述偏心距的大小意味着改变了泵的排量。
当偏心量为零时,密封容腔不会有容积变化,因此也就不具备液压泵的工作条件了。
同样道理,为了使叶片运动自如、减小磨损,叶片槽通常向后倾斜,这是因为叶片底部分别通吸压油,所以叶片顶部和底部受力平衡,叶片向外运动时主要靠旋转时的惯性力。
图1-3 叶片泵的转子与配流盘a-转子b-配流盘①定子和转子偏心安装移动定子位置以改变偏心距,就可以调节泵的流量。
偏心反向时,吸油压油方向也相反。
通过改变偏心距e来改变排量,通常单作用叶片泵做成变量泵。
②叶片后倾如图1-3为了减小叶片与定子间的磨损,叶片底部油槽采用在压油区通压力油、在吸油区与吸油腔相通的结构形式,因而,叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。
这样,叶片仅靠旋转时所受的离心力作用向外运动顶在定子内表面。
根据力学分析,叶片后倾一个角度更有利于叶片向外伸出,通常后倾角为24°。
③径向液压力不平衡由于转子及轴承上承受的径向力不平衡,所以,该泵不易用于高压,其额定压力不能超过7Mpa。
单作用叶片泵的叶片数取奇数,以减小流量脉动率。
(3)单作用式叶片泵结构特性分析①密封叶片泵工作时,排油腔的压力油有可能通过径向间隙和轴向间隙向吸油腔泄漏,所以,保证这两处间隙的密封是提高叶片泵容积效率的必然途径。
径向间隙是指叶片顶端于定子内表面的间隙,压力油通过位于过渡密封区的叶片顶端间隙向吸油腔泄漏,其泄漏途径很短,所以影响最大,为保证叶片与定子内表面接触,通常采用以下2条措施:a.利用离心力使叶片贴紧定子内表面。
这种方法最简单,但不大可靠。
当叶片位于过渡密封区时,一侧的压力油通过径向间隙泄漏,同时给叶片一个回缩的压力,有可能克服离心力而使叶片与定子内表面脱离接触,导致泄漏增大。
b.利用向叶片底槽通入压力油,使叶片可靠伸出。
但在吸油区叶片上下压力差很大,将加速叶片与定子内表面的磨损,所以,为解决这个问题,通常只能在排油区和过渡密封区向叶片底槽通入压力油,而在吸油区叶片底槽则与吸油腔相通,使叶片上下液压力平衡,减小叶片与定子间的磨损。
②径向液压力单作用叶片泵一侧为排油腔,另一侧为吸油腔,始终存在不平衡的径向液压力,其值F 为:F=PDB式中P-排油腔与吸油腔的压力差D-定子内圆直径B-转子宽度由于存在径向液压力,使泵轴和轴承要承受很大的径向载荷,因此单作用叶片泵又称非卸荷泵。