ANSON安頌PVF-15-35-10S屬于平衡式葉片泵，雙作用葉片泵的吸、壓油口對稱,轉(zhuǎn)子軸和軸承的徑向液壓作基本平衡;即徑向力平衡卸荷式雙作用葉片泵的所有葉片均由壓油腔引入高壓油，使葉片頂部可靠地與定子內(nèi)表面密切。6>雙作用葉片泵的葉片通常傾斜安放,葉片傾斜方向與轉(zhuǎn)子徑向輻射線成傾角θ，且傾斜方向不同于單作用葉片泵，而沿方向前傾，用于葉片的受力情況，近觀點(diǎn)認(rèn)為傾角為ol佳。3.1 設(shè)計總體思路本設(shè)計為定量葉片泵的設(shè)計，葉片泵實現(xiàn)定量可以是定心的單作用葉片泵和雙作用葉片泵，此處選擇雙作用葉片泵進(jìn)行設(shè)計。以雙作用葉片泵本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實現(xiàn)定量，并參考YB型葉片泵結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)有新技術(shù)和新觀點(diǎn)進(jìn)行雙作用葉片泵的設(shè)計。3.2泵體結(jié)構(gòu)方案分析與選定本設(shè)計為單級雙作用葉片泵，它分為單級圓形平衡式葉片泵和單級方形平衡式葉片泵兩種類型。3.2.1圓形葉片泵圓形葉片泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在問題:1>采用固定側(cè)板，轉(zhuǎn)子側(cè)面與側(cè)板之間的間隙不能自動補(bǔ)償，高壓時泄漏嚴(yán)重。只能工作在7.0MPa以下的中、低壓。2>進(jìn)、出油道都鑄造在泵稱為暗油道>，鑄造清沙困難。而且油道狹窄，高轉(zhuǎn)速時由于流速過快，流動阻力大，容易出現(xiàn)吸空和氣蝕。3>側(cè)板與轉(zhuǎn)子均帶耳軸，雖然支承定心，但毛坯費(fèi)料，加工不方便。這種結(jié)構(gòu)裝配時對后泵蓋聯(lián)接螺釘擰緊扭矩的均勻性要求很嚴(yán)，否則容易側(cè)板和轉(zhuǎn)子的傾側(cè)，使側(cè)板與轉(zhuǎn)子端面的軸向間隙不均勻，造成局部磨損。. 3.2.2方形葉片泵方形葉片泵主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與圓形葉片泵相比，主要有以下改進(jìn):1>簡化了結(jié)構(gòu)，在同等排量的情況下，外形尺寸和重量比圓形泵大大減小。2>取梢轉(zhuǎn)子和側(cè)板的耳軸，了加工工藝性，而且可節(jié)省毛坯材料。裝配時即使泵蓋四個螺栓的擰緊力矩不很均勻,也不致影響側(cè)板與轉(zhuǎn)子端面的均勻。3>采用浮動壓力側(cè)板，了容積效率和工作壓力。4>進(jìn)油道設(shè)在泵體，排油道設(shè)在泵蓋，均為開式油道，不僅鑄造方便，而且油道通暢，即使高轉(zhuǎn)速工作時流動阻力也較小5>傳動釉輸入端一側(cè)的支 承較強(qiáng)，能夠承受徑向載荷，允許用皮帶或齒輪直接驅(qū)動，有一定的耐沖擊和振動能力。3.2.3 方案選定綜上所述，方形葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，能夠適應(yīng)高轉(zhuǎn)速和較高壓.力工作，耐沖擊、振動能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，因此特別適用于工程車輛液壓。加之其加工工藝性也比圓形泵優(yōu)越得多，所以在一般工業(yè)機(jī)械上也廣泛應(yīng)用，已逐步取代圓形泵。
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綜合考慮以.上因素選定方形葉片泵為本設(shè)計的葉片泵類型。定子對葉片頂部產(chǎn)生的反作用合力F可以分解為F和F;兩個分力見圖3-1>,其中橫向分力F;枝葉片靠向轉(zhuǎn)于榴一側(cè)并形成轉(zhuǎn)子槽對葉片的反力和阻力見圖3-2>， 對葉片的十分不利，嚴(yán)重時將會造成轉(zhuǎn)子槽的局部磨損，泄漏，甚至因力太大而使葉片被咬住不能伸縮。此外，F(xiàn),還使葉片懸伸部分承受彎矩作用，假如F,力過大，或者葉片懸伸過長，葉片還有可能折斷。因此，F(xiàn);分力的存在對葉片泵的壽命和效率都很不利，設(shè)計上應(yīng)設(shè)法盡量誠小其數(shù)值。在圖3-3中，a是定子曲線點(diǎn)處法線方向與葉片方向的夾角，稱為壓力角，γ是定子與葉片的角。由圖可見，各角度之間存在如下關(guān)系φ≈a-γ(3-3)因此，要使φ角為0應(yīng)使壓力角等于角γ。由此得出結(jié)論，定子曲線與葉片作用的壓力角a等于角γ時.對葉片產(chǎn)生的橫向作F,小，葉片與轉(zhuǎn)子槽之間的相互作和磨損量小，所以壓力角的優(yōu)值app為Aop =arctg/=γ(3-4)當(dāng)系數(shù)J。=0.13時，am=γ=7l。如圖3-3所示，在葉片向方向前傾放置的情況下，吸油區(qū)定子與葉片作用的角a為a=ψ+θ(3-5)式中ψ為定子曲線點(diǎn)A處的法線與半徑0A的夾角，θ為葉片的傾斜角，即葉片方向與半徑方向0A的夾角。3.3.2葉片傾角的兩種觀點(diǎn)1>觀點(diǎn):平衡泵葉片應(yīng)具有一定的前傾角0,觀點(diǎn)認(rèn)為，平衡式葉片泵的葉片應(yīng)該向方向朝前傾斜放置。以往生產(chǎn)的大多數(shù)葉片泵亦按此原則設(shè)計制造，葉片前傾角其至達(dá)1014。這種觀點(diǎn)的主要理由如圖3-4a所示:定子對葉片作用的橫向分力F, 取訣于法向反力F。和壓力角a，即F=Fisina，為了使F盡可能沿葉片方向作用，以減小有害的橫向分F，壓力角a越小越好。因此令葉片相對于半徑方向傾斜一個角度0，傾斜方向是葉項沿方向朝前偏斜，使壓力角a小于ψ角，即a=ψ-0，否則壓力角a=ψ將較大。2>新觀點(diǎn): 認(rèn)為取葉片前傾角θ=0更為合理影響壓力角a大小的因素包括定子曲線的形狀反映為ψ角的大小>和葉片的.傾斜角θ。實際上定子曲線各點(diǎn)的y角是不同的，轉(zhuǎn)子中，要使壓力角a在定子各點(diǎn)均保持為優(yōu)值a=Qp=γ，除非葉片傾斜角0,能在不同轉(zhuǎn)角時取不同的值，且與ψ保持同步反值變化,而這在結(jié)構(gòu)上是不可能實現(xiàn)的。因此，葉片在轉(zhuǎn)子上安放的傾斜角只能取一個固定平均合理值,使得運(yùn)轉(zhuǎn)時在定子曲線上有較多的壓力角接近于優(yōu)值aqp=γ。
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而5次曲線um值略小， an值略大， 輸出的流量均勻性基本相同，而J1..值較小。由于建立方程時用邊界條件約束了曲線兩端的u、a值，所以ua特性不僅在曲線自身范圍內(nèi)連續(xù)光滑，而且在端點(diǎn)上也沒有突變,完全了“硬沖”、“軟沖)是一種綜合性能的曲線，能的低噪聲效果。其次，數(shù)控機(jī)床的普及為加工復(fù)雜高次曲線創(chuàng)造了條件，如今非高次曲線由于其較差的力學(xué)和振動特性，實際中已經(jīng)很少使用。加之，本設(shè)計平衡式葉片泵為普通葉片泵，普通葉片泵一般壓力范圍在6.3MPa 7.0MPa，而本設(shè)計額定壓力為7.0MPa，壓力較高，為其力學(xué)與振動性能，故選擇綜合性能的5次曲線作為葉片泵的定子曲線。綜合以上各種定子曲線特性，選擇以典型高次曲線即5次曲線作為定子曲線的設(shè)計方案。5.4.2左配流盤V形尖槽正因為β。/β≥1，當(dāng)相鄰兩葉片同時處于β角范圍內(nèi)時，由兩葉片、轉(zhuǎn)子、定子和側(cè)板所圍成的容積cdef圖中帶點(diǎn)部分與吸、排油窗均隔離，出現(xiàn)閉死現(xiàn)象。如果是從吸油區(qū)轉(zhuǎn)向壓油區(qū)，例如在平衡式葉片泵的大圓弧K段(出現(xiàn)閉死時cdef密閉容積內(nèi)的油液仍保持與吸油腔壓力p,相同的低壓。隨著轉(zhuǎn)子向前轉(zhuǎn)動，一但接通排油窗口，內(nèi)于壓差懸殊，壓油腔的高壓油將在瞬間內(nèi)反仲入兩葉片間的容腔。使該腔壓力迅猛升高，出現(xiàn)所謂酌“高壓回流”，造成很大的壓力沖擊。每轉(zhuǎn)過一個β角都如比重復(fù)-次。這種周期性的高壓回流液壓沖擊不僅葉片泵輸出流量和輸出壓力的脈動，更重要的是造成定子環(huán)的徑向振動，從而產(chǎn)生噪聲.并加快定子內(nèi)曲面與葉頂?shù)哪p，對葉片泵的正常工作影響極大。葉片泵越是工作在高壓，上述閉死現(xiàn)象所造成的高壓回流液壓沖擊也越嚴(yán)如果兩葉片間的容腔是從壓油區(qū)轉(zhuǎn)向吸油區(qū),例如在平衡式葉片泵的小圓弧階段出現(xiàn)閉死時。cdef密閉容積內(nèi)的油液處于等同于壓油壓力p,的高壓。一旦接通吸油窗口，閉死容積內(nèi)的高壓油將在瞬間內(nèi)向吸油腔，突然泄壓，同樣也對泵的正常工作不利，但閉死容積內(nèi)儲存的壓力能有限且不是直接與泵的輸出相通，高壓回流影響程度較輕些。為了減輕閉死現(xiàn)象的不利影響，在配流盤窗口設(shè)計v形尖槽。配流窗口v形尖槽如圖3-33所示。減緩高壓回流液壓沖擊的v形尖槽應(yīng)當(dāng)開在排油窗口的進(jìn)入端。當(dāng)閉死容積離開吸油窗口之后，通過v形尖榴逐漸與排油窗口連通，隨著轉(zhuǎn)角的，v 形尖槽的通流截面積的逐漸增大而使兩葉片間容的壓力p逐步升高，直至完全接通排油窗口，才升壓達(dá)到壓油腔的壓力p,。
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