YB型葉片泵設計

.2實際輸出功率9目錄1概述錯誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2YB型葉片泵的基本狀況2\o"CurrentDocument"2.1葉片泵的構成和優(yōu)缺點2\o"CurrentDocument"2.2YB型葉片泵的工作原理2\o"CurrentDocument"2.3雙作用葉片泵的理論排量和瞬時流量3\o"CurrentDocument"3葉片泵的設計方案5\o"CurrentDocument"3.1泵體結構5\o"CurrentDocument"3.2葉片傾斜角方案5\o"CurrentDocument"321葉片的受力分析5\o"CurrentDocument"3.3定子過渡曲線方案7\o"CurrentDocument"4雙作用葉片泵主要參數(shù)的計算7\o"CurrentDocument"4.1流量計算8\o"CurrentDocument"4.1.1理論流量8\o"CurrentDocument"4.1.2實際流量8\o"CurrentDocument"4.2扭矩計算8\o"CurrentDocument"421理論扭矩8\o"CurrentDocument"422實際扭矩8\o"CurrentDocument"4.3功率計算9\o"CurrentDocument"4.3.1輸入功率軸功率9\o"CurrentDocument"5雙作用葉片泵結構設計95.］轉(zhuǎn)了9\o"CurrentDocument"5.1.1轉(zhuǎn)子半徑9\o"CurrentDocument"5.1.2轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾?0\o"CurrentDocument"5.1.3轉(zhuǎn)子相關結構尺寸11\o"CurrentDocument"5.2葉片設計12\o"CurrentDocument"5.1.1葉片數(shù)12\o"CurrentDocument"522葉片安放角13\o"CurrentDocument"523葉片的厚度13\o"CurrentDocument"524葉片的長度13\o"CurrentDocument"525葉片的結構尺寸設計14\o"CurrentDocument"526葉片的強度校核145.3定了的設訃15\o"CurrentDocument"5.3.1定子短半徑K15\o"CurrentDocument"5.3.2定子長半徑15\o"CurrentDocument"5.3.3定子犬、小圓弧角16\o"CurrentDocument"5.3.4定子過渡曲線的幅角16\o"CurrentDocument"5.3.5定子過渡曲線設計16\o"CurrentDocument"5.3.6校核定子曲線16\o"CurrentDocument"5.3.7定子結構尺寸設計17\o"CurrentDocument"5.4左配流盤的設計18541左酉己油盤扌打由區(qū)夾角18\o"CurrentDocument"542左配流盤V形尖槽19\o"CurrentDocument"543左配流盤結構尺寸設計19\o"CurrentDocument"5.5右配流盤結構設計20\o"CurrentDocument"5.6傳動軸的設計21\o"CurrentDocument"5.6.］軸的材料選擇21\o"CurrentDocument"562花鍵軸段的設計21\o"CurrentDocument"563校核軸段花鍵的擠壓強度22\o"CurrentDocument"564軸的結構設計23\o"CurrentDocument"565軸上載荷分析25\o"CurrentDocument"566按扭轉(zhuǎn)切應力校核軸的強度25\o"CurrentDocument"5.7泵體的設計25\o"CurrentDocument"5.7.1泵體材料選擇：25\o"CurrentDocument"5.7.2左泵體結構設計26\o"CurrentDocument"5.7.3右泵體結構設計27\o"CurrentDocument"5.8蓋板設計28\o"CurrentDocument"6雙作用葉片泵的使用壽命及維護28\o"CurrentDocument"6.1葉片泵的使用壽命28\o"CurrentDocument"6.2葉片泵的使用條件28\o"CurrentDocument"6.3雙作用葉片泵常見故障與解決方法29\o"CurrentDocument"6.4液壓油的性能31\o"CurrentDocument"6.5液壓油的分類與選擇33\o"CurrentDocument"7技術經(jīng)濟分析35\o"CurrentDocument"8結論35\o"CurrentDocument"致謝36\o"CurrentDocument"參考文獻37在應用廣泛的各種液壓設備中，液壓泵是至關重要的動力元件，它們的工作性能及壽命在很大程度上決定著整個液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，隨著時代的發(fā)展和技術的進步，液壓泵性能得到很大程度的完善，在各種工業(yè)設備、行走機構以及船舶和航天航空器上都得到了廣泛地應用。因此十分有必要學習并且認識葉片泵的相關知識，特別是對于從事液壓工作領域工作的人顯得尤為重要。因為雙作用葉片泵具有流量的均勻性好的特點，轉(zhuǎn)子所受的徑向力兒乎平衡，并且一般都會做成定量泵型式，廣泛應用于各種液壓系統(tǒng)領域，成為液壓工業(yè)上不可或缺的關鍵性動力元件。時至今日，液壓葉片泵己經(jīng)形成了一個很大系列，產(chǎn)品性能兒乎包含了所有液壓領域所需要的工作性能的液壓泵。YB型為最早使用的一種雙作用葉片泵，現(xiàn)在已經(jīng)得到很大的發(fā)展，形成了YBN型變量葉片泵和Y2B雙機葉片泵等型號。為了適應液壓系統(tǒng)有些特別的要求，乂產(chǎn)生了帶定量減壓閥的葉片泵和YBQ型號的穩(wěn)流量式變量葉片泵。隨著液壓系統(tǒng)對高壓力的需求，在原有的葉片泵基礎上改善其性能，誕生了PV2R型中高壓葉片泵和柱銷式葉片泵。從低壓到高壓：隨著液壓技術的發(fā)展與進步，對葉片泵壓力的需求也越來越高，對多種高性能的葉片泵產(chǎn)生了許多新的要求。而隨著現(xiàn)在加工技術的發(fā)展和技術完善，開發(fā)各種高壓葉片泵也己經(jīng)成為可能。以往的葉片泵只能在6.3-7.OMp的中低液壓系統(tǒng)中工作，近些年來葉片泵的發(fā)展大幅度提高了葉片泵的性能，壓力等級普遍提高到了16.0-17.5Mp,更多更高性能的葉片泵也被研發(fā)成功，大大豐富了葉片泵的種類和性能。2.高效、低耗葉片泵的效率逐漸提高，隨著人們環(huán)保節(jié)能意識的提高，設計師已越來越重視葉片泵的低功耗，因此誕生了一批高效能、低功耗的葉片泵。3.泵結構工藝的提高改善了噪音和壽命，特別是定子曲線的設計和改善，大大提高了葉片泵的壽命和降低了葉片泵的工作噪音。4.機電一體化促使葉片泵和電子機械、微機等等結合實現(xiàn)簡單的智能化。本次設計主要是對YB型葉片泵結構設計，首先要對葉片泵的工作原理、結構、特點、性能等進行學習掌握，然后根據(jù)設計的要求確定基本參數(shù)，之后根據(jù)所掌握的參數(shù)進行具體的設計，如葉片、轉(zhuǎn)子、定子、配油盤、定子過渡曲線的設計。最終進行補充設計和對安全問題進行說明。2YB型葉片泵的基本狀況2.1葉片泵的構成和優(yōu)缺點雙作用葉片泵的優(yōu)點有以下兒方面：流量均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。轉(zhuǎn)子所受徑向液壓力彼此平衡.軸承的使用壽命長，耐久性比較好。容積效率較高，可達95%以上。工作壓力較高。目前雙作用葉片泵的工作壓力為6.86?10.3MPa,有時可達20.6MPa。結構緊湊，外形尺寸小且排量大。雙作用葉片泵的缺點有以下兒方面：葉片易咬死，工作的可靠性差，對油液污染比較敏感，故要求工作環(huán)境清潔，油液要求嚴格過濾。結構較齒輪泵復雜，零件的制造精度要求比較高。要求吸油的可靠轉(zhuǎn)速在8.3-25r/s范圍內(nèi)。如果轉(zhuǎn)速低于8.3rls,因離心力不夠，葉片不能緊貼在定子的內(nèi)表面，不能夠形成密封良好的封閉容積，導致吸不上油。如果轉(zhuǎn)速太高，由于吸油速度太快，會產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，也會吸不上油，或者吸油不連續(xù)。2.2YB型葉片泵的工作原理圖2-1YB型葉片泵工作原理Fig2-1Double-actmgvaiiepumpprmcipleofwork1—壓油口；2—定子；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口如圖1-1所示，從工作原理角度來說雙作用葉片泵和單作用葉片泵是相似的，不同之處是雙作用葉片泵的定子曲線是由兩段長圓弧和兩段短圓弧加上四條過渡的曲線所構成的，而且定子和轉(zhuǎn)子是同心的。當圖1-1所示轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，在一、三象限處密封工作腔的容積一點一點地變大，該區(qū)域為吸油區(qū)，在二、四象限處的密封容積一點一點減小，該區(qū)域為壓油區(qū)；壓油區(qū)與吸油區(qū)的范圍之間會有一段封油區(qū)把高、低壓油區(qū)分開。當轉(zhuǎn)子按照圖1-1所示得方向旋轉(zhuǎn)時，葉片根部所包含的液壓油以及葉片在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的離心力的作用促使使葉片非常緊密地貼在定子的內(nèi)壁上，轉(zhuǎn)子與定子在相鄰兩葉片和轉(zhuǎn)子兩邊的配油盤一起形成密封的容積。當相鄰的兩片葉片沿著小半徑圓弧開始向大半徑圓弧轉(zhuǎn)動時，這個密封腔的容積將會逐漸增大，由此就會形成局部區(qū)域真空從而實現(xiàn)吸油過程；當相鄰的兩片葉片沿著大半徑圓弧開始向小半徑圓弧轉(zhuǎn)動時，這個密封腔的體積會逐漸減小，進而壓迫油液從出口排出完成壓油的過程。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動的一的時候，轉(zhuǎn)子槽里面的葉片是在做往復的運動，一轉(zhuǎn)會運動兩次，能夠完成2次吸油和壓油過程，這種情況下，雙作用葉片泵在其轉(zhuǎn)子上面徑向受到的液壓力處于平衡狀態(tài),所以乂被稱作平衡式葉片泵。2.3雙作用葉片泵的理論排量和瞬時流量如果葉片泵的葉片厚度可以趨近于o的話，當轉(zhuǎn)子在有一時間段內(nèi)轉(zhuǎn)動過一定角度后，葉片在大圓弧上所劃過的體積減去其在小圓弧段劃過的體積其實就是葉片泵這段時間內(nèi)排出的液體得體積。實際上，葉片具有一定的厚度。在壓油區(qū)，葉片泵葉片的兩端的油液都是高壓油，它的動作不會產(chǎn)生吸油和排油的作用；在吸油區(qū)，葉片泵葉片頭部油液為吸油低壓，葉片在其底部的高壓油推動作用下向外面伸出，那么葉片泵排出來的液壓油的體積應減去這一部分體積。因此，葉片泵在這段時間內(nèi)所排出的液壓油的體積式中R—一定子曲線大圓弧半徑;r一一定子曲線小圓弧半徑;B一一葉片寬度；一一葉片泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角速度；S—一葉片厚度；N一一位于一個吸油區(qū)內(nèi)的葉片得數(shù)量；一一在吸油區(qū)內(nèi)葉片伸出葉片槽的伸出速度；一一葉片與定子曲線的接觸處，葉片安裝方向及吸油區(qū)定子過渡曲線的矢徑方向的夾角。式（2-1）中的括號外的2是考慮雙作用葉片泵中會同時有兩對葉片起吸油和排油的作用，這些葉片的運動規(guī)律是相同的。式（2-1）可用瞬時流量形式表示為TOC\o"1-5"\h\zQsh=Bco（R2?/）?2BSE：=］（爲）（2-2）若用Pi表示定子曲線上各點到轉(zhuǎn)子中心的距離，表示泵軸的轉(zhuǎn)角。貝IJ,W=（款=（亂x任）j=s（埶（2-3）將此式代入式（2-2）中，可得関］Qsh=Bco（R2?r2）?2S》：=］爲（2-4）II若近似的認為其是常數(shù)，那么則。那么只有吸油區(qū)的數(shù)值會影響葉片泵瞬時流量的均勻性。只和這個區(qū)域的定子過渡曲線的形狀和泵的吸油區(qū)的葉片數(shù)有關。由此得出YB型葉片泵的理論排量為：那么雙作用葉片泵的理論排量為：q=2tiB（r2?/）?2ZBS爲（2-5）SZI=2B（R-r）［＜R+r）-^］公式中氏為轉(zhuǎn)子徑向間與外圓上葉片安置方向的偏角。3葉片泵的設計方案3.1泵體結構所示為YB型雙作用定量葉片泵結構圖，該泵的前泵體8和后泵體6采用螺栓緊固在一起，葉片泵中裝有配流盤2和7,用圓柱銷將配流盤和定子定位，固定在泵體上，以保證配流盤上吸油窗口a和壓油窗口b位置與定子內(nèi)表面曲線相對應。轉(zhuǎn)子4上均勻地開有12個葉片槽（在實際使用中具體數(shù)目由葉片泵的性能決定），葉片12可以在槽中自由滑動。壓油窗口中一部分壓力油通過e與配流盤上的環(huán)形槽c相連，而環(huán)形槽c乂與葉片槽底部d相對，使壓力油進入葉片槽底部，使葉片頂部緊貼在定子的內(nèi)表面上。而且在轉(zhuǎn)子、定子、葉片和配油盤四者之間形成了12個密封容腔，YB型雙作用定量葉片泵就是依靠這些密封的容腔容積的交替變化來工作的。注意，葉片泵葉片的方向必須與傳動軸的旋轉(zhuǎn)方向一致.3.2葉片傾斜角方案葉片泵葉片傾角的選擇，關系到葉片與定子及轉(zhuǎn)子的摩擦、磨損及噪聲。目前國產(chǎn)雙作用葉片泵，葉片在轉(zhuǎn)子槽不釆用徑向防止，而是有一個沿轉(zhuǎn)向的前傾角8。實際上,這在學術界還有爭議，試從葉片的受力角度試做分析。3.2.1葉片的受力分析雙作用葉片泵的葉片傾角，在壓油區(qū)，葉片在離心力、液壓力的作用下，壓向定子內(nèi)表面，于是定子便對葉片產(chǎn)生一個法向反力N,這個法向反力N乂可分解成兩個分力;一個沿葉片運動方向的分力叫=Ncosy,—個與葉片垂直的分子Nn=NsinY,丫成為葉片的壓力較，壓力角大，垂直分力也大，使葉片彎曲變形，產(chǎn)生磨損和噪音；Y=24時，葉片卡死。卡死發(fā)生在吸油腔并不可怕，因為此時葉片沿槽外伸，不至被折斷；但在壓油腔，卡片卡死后無法縮回，勢必要折斷。因此，在壓油區(qū)，應對葉片的壓力角加以限制。如果葉片徑向放置，壓力角0將會很大。所以，通常應該講葉片向旋轉(zhuǎn)方向前傾一個角度B，以減小葉片的壓力角，一般取葉片前傾角B為葉片徑向安防時最大壓力角的一半，即：0=|p,naxo這是葉片的壓力角為Y=卩葉片前傾后，葉片在壓油區(qū)受力情況得以改善，但在吸油取受力情況將更為惡劣。此時吸油區(qū)的實際壓力角v=P+eo在吸油區(qū)，葉片根部作用有壓力而頂部沒有壓力，故不處于平衡狀態(tài)，同事葉片要做徑向運動，所以受力及磨損大，這從泵的實際使用中充分證明了這一點。下面就著重就吸油區(qū)葉片的受力情況進行分析。按圖2所示在葉片吸油區(qū)各種角度時的集合關系，B即為葉片傾角，N線時B點的法

線，角度Y為葉片在過渡曲線上的壓力角，B為向心線的壓力較，葉片前傾時，Y=P+e,

按照我國目前生產(chǎn)的定量泵的定子過渡曲線釆用等加速減速曲線，過渡曲線的參數(shù)方程

為0=Ci)tp=Po+vt向心線壓力卩角為蛆卩=島圖3表示排量為25cm：'/r,推程運動角a=55,R=41mm,r=36.5mm的定量葉片泵,由此計算出的0角變化規(guī)律，山和=14：檔葉片在圓弧段上滑動時，卩=0、6=y,葉片沒有徑向運動。圖4位葉片在吸油區(qū)過渡曲線上的受力情況，圖中凡為葉片離心力，2位法線方向的反作用力，F(xiàn)3位定子接觸點處的摩擦力，Ni、2分別為轉(zhuǎn)子槽與葉片接觸處的反作用力，內(nèi)、尺2分別為相應處的摩擦力，P為壓力油作用在葉片底部的力。除上述作用力外,還有葉片粘性摩擦力等。這些力與圖4所示的力相比，數(shù)值很小，所以不予考慮。作用力Ni、N2、2的變化是很有規(guī)律，隨著傾角B的變化N1、2逐漸減小，到一定傾角后，力的作用方向改變，以后絕對值乂增大；其中特別重要的是，不論葉片在過度曲線上什么位置，葉片作用在過渡曲線上的Y角大約在7~8時，作用力N1、2的絕對值為最小(接近為0）。也就是說，從減小N1、N2的觀點出發(fā)，壓力角在7~8度時有一最佳值。「角為7違度時，相應的葉片傾斜角B在-6~+7度之間。從N3的變化規(guī)律看，當8角為零度附近時，N3時較小的。由此可以看出，為了減小壓力角，以改善葉片受力情況，因此將葉片前傾一個角度,這對吸油區(qū)來說顯然是不對的，因這是實際壓力角Y=卩+8,即壓力角反而增大了。而且，從葉片的受力分析中可知，為減小葉片的磨損，壓力角并不是越小越好，壓力角為0,N1、2并不等于零，而丫約為尸8度時，N1、2才接近于零。所以B值應近似于零度,N3才最小。3.3定子過渡曲線方案雙作用葉片泵的定子內(nèi)表面由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線所組成，影響泵性能的關鍵是過渡曲線。理想的過渡曲線應能使葉片在槽中滑動時的鈕速度和加度速變化均勻，以保證流量均勻，還應使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧連接處無死點，以減小沖擊和噪聲。雙作用葉片泵一般采用綜合性能較好的等加速和等減速曲線作為過渡曲線。有些高性能泵的過渡曲線則釆用高次曲線。4雙作用葉片泵主要參數(shù)的計算基本參數(shù)：額定排量q=16El/「額定轉(zhuǎn)速n=1440^/min額定壓力P=7.0MPa4.1流量計算4.1.1理論流量理論流量：不考慮液壓泵泄露損失的情況，單位時間內(nèi)，雙作用葉片泵輸出液壓油液的體積。即Qt=qn=16x10'3x1440=23.1L/niiii(4-1)式中，Qt—一理論流量，單位為"min4.1.2實際流量實際流量：考慮液壓泵泄露損失的情況，單位時間內(nèi)，雙作用葉片泵輸出的液壓油液體積。此雙作用葉片泵額定壓力7.OMPa,考慮泵的容積效率，容積效率取ilv=90%,則TOC\o"1-5"\h\zQ=Qti]v=23.1L/niinx0.90=20.79L7min(4-2)式中，Q—一為實際流量，單位為L/min4.2扭矩計算4.2.1理論扭矩Tt=pq/2兀=(7.°x16)/27T=17.83N?m(4-3)式中，A——理論扭矩，單位為N?m4.2.2實際扭矩T==17.83/0.9=20.26N-m(4-4)式中，qin——機械效率，取為88%T一一實際扭矩，單位為4.3功率計算4.3.1輸入功率軸功率NBi=coTx10_3=(JtnT/30)x10'3=tix1440x20.26x10^/30=3.0kw(4-5)式中，NBi——輸入功率，單位為kwT一一作用在泵軸的扭矩，單位為N/m3——角速度，單位為「ad/sn——轉(zhuǎn)速，單位為r/min4.3.2實際輸出功率Nbo=NBiTlvTlm=3.°x0.90x0.88=2.36kw(4-6)式中，Nb。一一實際輸出功率，單位為kwHv—一容積效率Hm—一機械效率5雙作用葉片泵結構設計5.1轉(zhuǎn)子查材料手冊，轉(zhuǎn)子材料選為20"。5.1.1轉(zhuǎn)子半徑確定轉(zhuǎn)子半徑時，考慮因素主要有花鍵軸孔尺寸和葉片長度，校核轉(zhuǎn)子槽根部的強度是否滿足材料要求即可。

初選轉(zhuǎn)子半徑:初選轉(zhuǎn)子半徑:(5-1)ro=(0?9?l)d(5-1)式中d花鍵軸尺寸，單位為mm查材料手冊，因受扭矩不大，選為45#鋼即可。d=Ao、/P/n=AoJpqn/n=112^7.0x16x10'3=37.84mm(5-2)式中Ao—一軸的材料對應的承載系數(shù)，查表1-1表5-1常用的軸的材料的",和A。Table5-1oftheshaftmaterialscommonlyused〔"and八°values軸的材料Q235A,20354540缶，35SjMnkrl/MPa12?2020?3030?4040?52Ao160?135135?118118?107107?98取Ao值112oP——軸傳遞的功率，單位為kw初選5二d二38mm,調(diào)整轉(zhuǎn)子半徑。葉片長度在5.2中計算(詳細設計過程見5.2),1=5mm調(diào)整實際轉(zhuǎn)子半徑為：rto=ro+1=38+5=43mm(5-3)5.1.2轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾绒D(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳與流量是成正比的關系。結構設計中，確定徑向尺寸R、r、。調(diào)整轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳,設計出的葉片泵的排量規(guī)格不同。徑向尺寸近似的葉片泵，轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾刃〉亩嗣媪髁啃孤端急壤鄬υ龃?，即容積效率會變低；增大轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾?會使配油盤的配流窗口過流速度變大，引起流動阻變大。根據(jù)已有資料設計方案，一般轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳二(0.45^1)rdkdk<86?2x5=76nrm(5-9)r一一定子的短半徑定子短半徑r=ro+0.5r=ro+0.5?linm=39mm調(diào)整定子短半徑rt=no+0.5?1mm=44mm初選轉(zhuǎn)子半徑，轉(zhuǎn)子的軸向?qū)挾菳=(0.45?l)r=0.9x39=35.1mm調(diào)整轉(zhuǎn)子半徑，轉(zhuǎn)子的軸向?qū)挾菳t=(0.45-1)rt=0.9x44=39.6mm(5-4)(5-5)(5-6)(5-7)5.1.3轉(zhuǎn)子相關結構尺寸（1）轉(zhuǎn)子基本尺寸轉(zhuǎn)子的軸向?qū)挾菳二39.6mm,根據(jù)轉(zhuǎn)子半徑rt0=43mm,主要考慮以下兩個因素，轉(zhuǎn)子的工作強度和轉(zhuǎn)子上要開螺釘孔，設計轉(zhuǎn)子的大徑尺寸D=86nm（2）轉(zhuǎn)子軸孔尺寸軸和轉(zhuǎn)子的連接方式是花鍵軸連接，軸孔直徑尺寸：do=37.84inni,鍵齒工作高度h=2nmi，貝IJ內(nèi)花鍵大徑尺寸：Do=41.84mm。鍵齒寬度設計為5mm,轉(zhuǎn)子上的花鍵孔上的鍵齒寬度也為（3）轉(zhuǎn)子槽尺寸由5.2中可知，葉片安放角0=0。；葉片數(shù)z=12:葉片厚t=2mm:葉片長l=5mm,此次設計的葉片泵轉(zhuǎn)子受徑向方向力相等抵消，因此只承受扭轉(zhuǎn)力的作用。葉片數(shù)z=12,相鄰葉片槽夾角（X=/乙=71/6=30。（5-8）轉(zhuǎn)子槽和其根部通液壓油孔的位置主要由兩個因素確定，一是葉片長度1,二是葉片根部通液壓油的孔的位置。葉片長1=5mm因此液壓油孔圓心所在圓上的圓直徑應滿足以下要求：考慮液壓油孔直徑尺寸，設計所在圓直徑取dk=60mnio葉片厚度s=2mm,根據(jù)經(jīng)驗取值葉片底部通液壓油孔尺寸d=3mm,轉(zhuǎn)子槽寬度2mm。轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳=39.6nmi,轉(zhuǎn)子槽軸向?qū)挾?9.6mm。校核轉(zhuǎn)子槽的強度圖5-1轉(zhuǎn)子槽受力情況Fig5?1rotorslotforce轉(zhuǎn)子槽與葉片相互接觸面之間存在兩種作用力，分別是擠壓和磨損，查《機械設計手冊》表4-3-17,材料的許用擠壓應力[g]=49MPa(5-10)轉(zhuǎn)子最大工作應力為：o=2T/(DB1)(5-11)式中，T——為實際轉(zhuǎn)矩，Nrnm：D轉(zhuǎn)子直徑，mm；B轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾?，nmi；/葉片伸出長度，lwmo當轉(zhuǎn)子剛剛離開壓油區(qū)時，轉(zhuǎn)子此時承受著最大的擠壓應力：amax=2T/DB(rt-rt0)=2x20.26x10*86x39.6X(44-43)(5-12)=11.89MPa可以得出Q?nax<[^],因此轉(zhuǎn)子槽的根部滿足其強度條件。5.2葉片設計葉片材料：選取硬度高且耐磨損的高速鋼wisely5.2.1葉片數(shù)葉片數(shù)目選取原則8<z<12若Z特別小，定子的過渡曲線所對應的幅角就會相對減小，那么吸油腔、壓油腔區(qū)間就小，從而過流面積就小，這樣非常容易產(chǎn)生吸空并且導致壓油的阻力增大。如果Z特別大，葉片所占用工作容腔變大，有效容積減小，這樣不僅造成葉片泵的排量變小，而且轉(zhuǎn)子槽的數(shù)量增多也會影響轉(zhuǎn)子的強度，并增添了工件加工的工作量?？紤]轉(zhuǎn)子與定子所受徑向力需要平衡對稱，Z應取偶數(shù)。另一方面，Z的確定還要滿足輸出流量的均勻性的要求，通過與定子曲線特性適當匹配，要保證處在吸油區(qū)過渡曲線范圍內(nèi)每個葉片的速度之和保持（或近似于）常數(shù)。該方案設計的定子曲線選擇的是高次方曲線，由曲線性質(zhì)，它輸出流量的可以保證其均勻性，而且當選定3、4、5次典型高次曲線作定子過渡曲線時，一般選擇Z二10或者Z二12這兩種結果。綜上，該葉片泵的葉片數(shù)為Z二12。5.2.2葉片安放角圖5-2葉片前傾角度Fig5-2bladeleaningAngle設計采用葉片傾斜角為零，即9=0°5.2.3葉片的厚度葉片首先應具有足夠的抗彎強度用以承受最大工作壓力。其次，在轉(zhuǎn)子槽的制造工藝條件允許的情況下，應盡可能的減小葉片的厚度，葉片根部承載壓力的面積就可以減小，對定子的壓緊力就隨之而減小。葉片厚度，通常選取S二在進行強度計算時，至少應按額定壓力的1.25借考慮。此處，取s=2mmo5.2.4葉片的長度葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)可以運動靈活，伸縮式的葉片留在槽內(nèi)的最小長度應不小于葉片總長度的2/3,即(5-19)(5-19)(5-13)(5-14)(5-13)(5-14)(5-15)(5-16)第4篇表(5-17)(5-18)1-（R-ro）>]1I>3（R-ro）=3.27mm取l=5mm0由于轉(zhuǎn)子半徑有所調(diào)整，所以葉片長度需要進行驗算ly=3（Rt?瑜）=3.69mm1=5mm>ly=3.69mm故葉片長度為1=5mm可以滿足以上要求。式中，R—一定子大圓弧半徑，由下面定子設計得出，單位為mm1葉片長度，單位為mm巾一一轉(zhuǎn)子半徑，單位為mm5.2.5葉片的結構尺寸設計圖5-3葉片的結構設計Fig5-3stRictuiedesignoftlieblade葉片的結構圖如圖1-5所示，葉片尺寸：長x寬x高=5mmx2nunx39.6mm取葉片的倒角1X45°5.2.6葉片的強度校核圖5-4葉片受剪切力圖Fig5-4bysheartoleaf在工作過程中的葉片主要承受剪切應力，如圖1-6o由《機械設計手冊》4-3-17查得材料的許用剪應力為：[t|=54MPa則葉片工作時最大切應力是：Tmax=1.25T=1.25X20.26=25.33MPaTmax=2Tmax/（DtB）=2x25.33/%x2x39.6=7.44MPa式中，T為實際轉(zhuǎn)矩，N?mmD轉(zhuǎn)子直徑，mmB轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾?，mmR=39.08mmR=39.08mm(5-20)(5-21)(5-20)(5-21)得其設計(5-22)(5-23)(5-24)(5-25)t葉片厚度，mm葉片強度校核時應為額定壓力的1.25倍以上計算，由式(5-13)得?naxV［丫］因此葉片設計滿足強度要求。5.3定子的設計定子材料：38CMA15.3.1定子短半徑％確定定子短半徑r=ro+0.5-1mm=39mm調(diào)整后轉(zhuǎn)子半徑，由式5.3計算出rto=38mm(具體設計過程詳見5.3)結果rt=no+0.5?1mm=44mm5.3.2定子長半徑由理論流量公式Qtn=27inB(R-r)|(R+r)-sz/juxjs0|0=0°,所以cosG二1,即Qtn=27tnB(R-r)［(R+r)?sz/尢］對結果近似處理，可以暫時不考慮葉片厚度大小的影響(即s二0),則Qtn匕2;tnB(R2-r")=nx16x］0'6L/r計算得出調(diào)整后的Rt=45.23mm表表5-2與定子過渡曲線相對應的(燈嘰擬值5.3.3定子大、小圓弧角大、小圓弧對應的幅角，通常情況可取相同值，且與相鄰葉片間的隔角數(shù)值相等，即01=02=2?c/z=衣6=30"(5—26)5.3.4定子過渡曲線的幅角定子的過渡曲線對應的幅角通常為a=M2-扌(卩I+卩2)=彳?￡=60°(5-27)5.3.5定子過渡曲線設計本次設計釆用典型高次方曲線，乂稱3、4、5曲線。參考張老師書籍《液壓元件與氣動元件設計》，列曲線方程如下：p((p)=r+(R-r)(10(p3-15(p4+6(p?)(5-28)p((p)=44+1.23(10(p3-I5(p4+6(p5)圖5-5定子過渡曲線Fig5-5ofthestatortransitioncurve5.3.6校核定子曲線1、葉片不脫空條件正常工作時的葉片泵要滿足重要的條件之一就是，葉片頂部與定子內(nèi)表面接觸能保證是密封的，即可以形成密閉的工作腔。根據(jù)葉片受力分析，可得葉片與定子保持可靠接觸而不會出現(xiàn)“脫空”現(xiàn)象的條件。根據(jù)選定的定子曲線，校核滿足葉片脫空與否的條件。根據(jù)葉片不脫空條件，近似算出的與三種過渡曲線相對應的(R/rhax值。如表1-2Table5-2withthestatortransitioncuiveconespondmgmaxvalue(Ri)定子曲線計算式(R/r)maxa=54°a=45°a=60°等加速等減速曲線R/r<(4+a2)/73、4、5高次方曲線R/rv(5.77+0.9a2)/(5.77-0.1a2)93、4、5、R/r<(8.26+0.916a2)/(8.26-0.084o1.101.071.136高次方曲線采用的定子過渡曲線是3、4、5高次方曲線，根據(jù)表1-2得知計算式為R/r<(5.77+0.9a2)/(5.77?0.1c?)(5-29)定子過渡曲線相對應幅角a=60%即R/r<(R/r)max=1.1945.23/44=1.03<1.19所以滿足條件，葉片不脫空。5.3.7定子結構尺寸設計圖5-6定子Fig5?6ofthestator1、定子基本尺寸大、小圓弧角度：設計計算得出定子尺寸，如圖1-8定子長半徑R=45.23mm,對應的圓弧角p2=7c/6=30°o定子短半徑r=44mm,對應的圓弧角度Pi=^/6=30°定子曲線角度：四段過渡曲線，單位為弧度，如下p((p)=44+1.23(]()(p3.]5屛+6(|?)定子曲線對應的幅度a=Ji/2a=Ji/2-^（Pi+P?）=^-^=60°（5-30）Po/p>Po/p>1（5-31）（3）定子外徑：平衡式葉片泵安裝時，轉(zhuǎn)子、定子、右、左配油盤等零件，用螺釘組裝后再裝入泵體，定子最大內(nèi)半徑R=45.23nm）,按定子所需強度還有工作要求，和配流盤配合時油窗大小等情況，取定子外徑的數(shù)值為115nmic2、螺釘孔尺寸（1）螺釘選型：參考《機械設計手冊（單行本）》表4-1-104,選取十字槽圓柱頭螺釘（GB/T822-2000）,型號M5。（2）螺釘孔設計：根據(jù)螺釘型號，定子螺釘孔直徑設計為dM=l?ld=5.5mm,2個螺釘孔位置在分布在直徑0100的圓上，分別位于過渡定子曲線夾角的中心點上。（3）定子上的通孔設計：連接兩配流盤的2個通孔直徑的數(shù)值選為5.5mm。5.4左配流盤的設計圖5-7配流盤的配油窗IIFig5-7withflowplateoftheoildistributionofthewindow5.4.1左配油盤封油區(qū)夾角為了葉片泵工作時吸油腔和壓油腔不會相互溝通，設置左配油盤的封油區(qū)夾角，配流盤上的吸油窗口和壓油窗口之間的間隔所對應的圓心角卩o必須大于或等于相鄰兩葉片之間的圓心角B=2Mz。這樣目的是吸、壓油腔不互相連通。0。角與0角的比值稱為遮蓋比，故通常，取遮蓋比為1.1,po=l.lp=33°5.4.2左配流盤V形尖槽配流盤上的V形槽（眉形槽）一般在壓油窗口的入口端設置。當封閉容積離開吸油窗口，通過V形槽逐漸與壓油窗口連通，轉(zhuǎn)角的一點點增加，使V形槽的通流面積變大,導致兩葉片間容積腔內(nèi)的壓力逐步上升，一直到連通壓油窗口，升壓才達到壓油腔的壓力，基本上消除了高壓回流沖擊。封閉容積的升壓過程與V形槽的幾何尺寸有一定相關性。一般V形槽所占幅角0=6。?17。2形槽深度角為3。?7,具體數(shù)值要通過試驗確定。最理想是當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過角度0時，兩葉片間容腔內(nèi)壓力恰好升高到接近壓油壓力。封閉容積突然泄壓對葉片泵的性能影響相對較小，通常做法在吸油窗口并不開設V形槽。高性能的葉片泵一般會采用和預壓縮定子曲線這兩種方法來解決封閉容積的高壓回流沖擊的問題。因此，進行V形槽尺寸參數(shù)的設計以及預壓縮定子過渡曲線的設計時，應考慮上述兩類升壓作用的疊加作用。取0=10。。5.4.3左配流盤結構尺寸設計圖5-8左配流盤Fig5-8leftvalveplate1、整體尺寸：定子外徑115mm,設計配流盤大徑115mm,考慮工藝要求和條件，設計配流盤寬度40mmo2、軸孔尺寸：左配油盤的軸孔壁是左軸承外圈的軸向定位，機械手冊上查得6206型深溝球軸承的內(nèi)徑安裝尺寸的數(shù)值為da=36nun,外形尺寸d=30nmio由于配流盤不可以隨軸轉(zhuǎn)動，設計配流盤軸孔直徑可取36mm。3、配流盤端面環(huán)槽：配流盤端面環(huán)槽與葉片槽底部相通，根據(jù)轉(zhuǎn)子、葉片油孔尺寸，各孔圓心位置在dk=60tnni的圓周上，孔直徑0=4nmi,環(huán)槽分度圓半徑Hie二60mm,環(huán)槽寬度bhc=5inni,環(huán)槽深度是hhc=4tnnio4、配油窗口：計算得到的配油盤封油區(qū)夾角卩0=33。，配流盤眉形尖槽0=10。，則計算左配油盤的吸油窗口夾角念和壓油窗口夾角"y：Px=Py=兀/2-(角+0)=47°(5-32)配油窗口吸油、壓油窗口可以根據(jù)轉(zhuǎn)子、定子的配合安裝位置定，配油窗口分布在四段過渡定子曲線上，r=44nmi,R=45.23mm,則配油窗口分圓直徑在0=85mm上。取左配流盤兩個吸油窗口寬度是5mm,做成不通的孔，深度是5mm,吸油窗口為的夾角為33%在吸油窗口入口端，擴大配油盤窗口角度為13。。5、螺釘孔：定子上選擇的螺釘型號M5,定子上螺釘孔直徑為0=5.5mm,4個螺釘孔位置分布在直徑0100的圓上，分別位于過渡定子曲線中心線的上面。5.5右配流盤結構設計圖5-9右配流盤Fig5-9rightvalveplate1、右配流盤的結構尺寸與左配流盤大多數(shù)尺寸相同，吸、壓油窗口位置相同，不同點有以下兒處，右配流盤的吸油窗口為不通孔，深為5mm,但壓油窗口是通孔，與配流盤環(huán)形槽相通，環(huán)形槽寬度為5mm,深度也為5mm。右配流盤螺紋孔M5,正好與左配流盤螺釘孔進行配合安裝的螺釘。2、右側(cè)配流盤上需要開2個04nmi的孔和2個03nmi的孔，03mm是向葉片槽底部輸送壓力油的孔，能夠通過這個孔將壓力油推到葉片底部，葉片通過壓力油和離心力雙重作用下伸向定子表面，緊密接觸來減少泄漏。轉(zhuǎn)子兩側(cè)泄漏的油液通過傳動軸和右配流盤孔中的間隙，通過另外兩個孔流回到吸油腔。3、由于要進行裝配，配流盤軸孔直徑設計48mm。這段段軸徑為花鍵軸大徑，尺寸為41.84mm,右側(cè)軸承選擇型號是6209的深溝球軸承，查機械設計手冊，定位軸肩為dd=52mm。4、查《機械設計手冊》表10-4-5,右配流盤上的密封件選0形橡膠密封圈。型號如下：82.0x2.65GGB/T3452.1—199246x2.65GGB/T3452.1—1992軸向密封溝槽尺寸：《機械設計手冊》表10-4-882.0x2.65GGB/T3452.1—1992的溝槽尺寸為槽外直徑80.Omm+5.3mm二85.3mm；槽寬3.8驚呦;深1.97^10；槽內(nèi)直徑078.1呦46x2.65GGB/T3452.1—1992溝槽尺寸為槽外直徑50.Omm+3.6mm=53.6mm：槽寬3.8^25nun:槽深1.97^10結合考慮右配流盤上孔、槽工作強度的實際性要求，右配流盤總寬設在80mm,右配流盤和右泵體尺寸設在25mm。5、查《機械設計手冊》表1-5-12,設計配流盤和右泵體配合段倒角4x45。。5.6傳動軸的設計雙作用葉片泵葉片受徑向方向的力是平衡，軸受力主要是扭矩，彎矩值可以忽略不計，軸段可以按照傳動軸考慮。5.6.1軸的材料選擇軸受力主要是扭矩，軸上只有扭轉(zhuǎn)切應力，根據(jù)《機械設計手冊》表15-1,選擇常用的材料中剪切疲勞極限數(shù)值較高，所受扭矩力矩較小，考慮經(jīng)濟性原則，45#鋼作為本次設計軸的材料。5.6.2花鍵軸段的設計圖5-10傳動軸花鍵軸段結構Fige5-10shaftsplineshaftsectionofthestmcture轉(zhuǎn)子設計中選擇的花鍵軸的軸孔直徑為d=37.84mm花鍵連接，工作過程中有多個齒進行工作，承載能力較高，對中性能和導向性能也好的，齒根淺，應力集中小，軸的強度削弱性小，所以將軸段加工成花鍵軸，花鍵形狀

矩形?；ㄦI軸的齒的工作高度為h=(D?d)/2=2C=2mm式中，h一一花鍵齒工作高度，單位mmD一一矩形花鍵大徑，單位mmd—一矩形花鍵小徑，單位mmC一一矩形花鍵齒倒角尺寸，單位mm花鍵大徑：D=d+2h=41.84mm取C=1mm,得d=37.84mm鍵數(shù)N=4,鍵寬B=15.6mm花鍵軸規(guī)格：NxdxDxB=4x37.84x41.84x15.6式中，N一一鍵數(shù)d—一矩形花鍵小徑，單位mmD一一矩形花鍵大徑，單位mmB——鍵寬，單位mm5.6.3校核軸段花鍵的擠壓強度《機械設計手冊》表4-3-29查得花鍵連接的許用壓強：[p]=55MPa計算得出花鍵擠壓強度：p=2T/屮zhlDmp=2x20.26x103/0.8乂4乂2x39.6x41.84=3.821MPa式中，T轉(zhuǎn)矩，N?mmT一一各齒載荷不均勻系數(shù)，一般取W=0.7?0.8z—一齒數(shù)，即鍵數(shù)(5-33)(5-34)(5-35)(5-36)/一一齒的工作長度，(5-33)(5-34)(5-35)(5-36)Dm—一平均直徑，mm,矩形花鍵Dm=(D+d)/2D—一矩形花鍵大徑，mmh—一花鍵齒工作高度，mm,矩形花鍵P<IP1所以軸段花鍵的擠壓強度滿足要求。5.6.4軸的結構設計圖5-11軸上零件的裝配Figure5-11assemblyofshaftparts1、初定軸上零件裝配位置如圖，軸上有左右軸承、轉(zhuǎn)子和密封圈。左、右配流盤不靠傳動軸軸定位。2、設計軸上B-F段花鍵軸段的設計D=41.84mm，確定B-D段直徑dBD=41.84mmE-F段軸肩作右側(cè)軸承的定位軸肩，右側(cè)軸承的型號6209型深溝球軸承基本尺寸：dxDxB=45mmx85mmx19mm右側(cè)軸承安裝尺寸da=52nun,設計該段軸肩dEF=52inni,選取軸肩寬度?ef=4mmo確定B-E段的軸長度：】be為轉(zhuǎn)子寬度加上右配流盤的寬度，軸肩對右配流盤的作用無軸向定位，需要留一定的余量。Ire=39.6mm+80min+lnim=120.6mm(5-37)確定B-D段軸長度：考慮花鍵軸段剩余工作長度和鍵槽加工過渡段。Ibd=55mm確定C-D段軸長度：花鍵軸段Icd為加工鍵槽切入的過渡段，4如果太短，則軸的軸徑變化率就會特別大，軸的強度因此降低。綜合考慮取1CD=151HH1。3、與軸承配合軸段設計平衡式葉片泵傳動軸大部分承受扭矩的作用，其它方向的作用力很小，選用深溝球軸承較合適。左端軸承段尺寸：參照工作的性質(zhì)要求和dBE長度，軸承產(chǎn)品目錄中，初步選取深溝球軸承的型號為6206型，基本尺寸：dxDxB=30mmx62mmx16mmdAB=3OmniIab=16nim十40mm=56mm(5-38)右端軸承段尺寸：參照工作性質(zhì)要求和長度，軸承產(chǎn)品目錄，初步選取深溝球軸承的型號為6209型，基本尺寸：dxDxB=45mmx85mmx19mmdFG=45mniIfg=19inni查《機械設計手冊》表1-5-15,選砂輪越程槽(GB/T6403.5-1986)槽深h=0.3nmi；槽寬b=2mm°確定基本尺寸：don=45nnn-2x0.3mm=44.4mni(5.39)Igh=2tnni4、與密封圈配合軸段設計查《機械設計手冊一第10篇潤滑與密封》表10-4-12,旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈〈GB13871—1992＞的，選擇出以下密封圈。型號：B型無副唇旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈d=45mm,D=62mm,b=8111mGB13871—92截面主要尺寸b取10mm,則密封圈段d=45mm,1=20mm,電動機安裝長度取80mma計算出葉片泵軸總長：lz=16+40+39.6+80+1+8+19+2+20+80=305.6mni(5-40)5、確定軸上圓角和倒角尺寸查《機械設計手冊》表1-5-12,軸端倒角1X45。，其余2x45°,軸肩處的圓角半徑均為r=1.0mm。5.6.5軸上載荷分析由軸結構圖做出軸結構簡圖(圖1-12)和扭矩圖。根據(jù)圖示，判斷出截面C是危險截面。軸的所受扭矩：T=20.26N?m5.6.6按扭轉(zhuǎn)切應力校核軸的強度查《機械設計手冊》表15-3,軸常用的兒種材料的[q]及觀值得，45#鋼的許用扭轉(zhuǎn)切應力[rrJ=30MPa(5-41)查《機械設計手冊》表15-4,花鍵截面的抗扭截面系數(shù)計算公式：WT=[/id4十(D-d)(D+d)2zb]/16D(5-42)式中，z一一花鍵齒數(shù)校核軸的扭轉(zhuǎn)強度(在危險截面C處)：WT=[ti37.844+4(41.84+37.84)2x4x5】/16x41.84=10375.333Tr=T/Wt=20?26xlO’/l0375.333=1.952MPa<[tt]因此此軸滿足強度校核。5.7泵體的設計5.7.1泵體材料選擇：1、鑄件材料鑄件一般采用灰鑄鐵進行鑄造，灰鑄鐵類似在鋼的基體上分布著片狀規(guī)格的石墨，所以基體強度和硬度不低于相應碳號的鋼，抗拉強度也比較大，消振能力比鋼大10倍以上。其強度和鑄件的壁厚成正相關。設計選擇灰鑄鐵HT200作為泵體鑄造材料。2、鑄件的壁厚參考《機械設計手冊》表1-2-3查得，灰鑄鐵HT200最小壁厚：一般鑄造條件下，最小允許壁厚5mm改善鑄造條件下，最小允許壁厚4mm5.7.2左泵體結構設計1、泵體外形根據(jù)配油盤、轉(zhuǎn)子尺寸，想要靠密封圈裝在泵體和泵蓋之間，配合關系是間隙，設計泵體內(nèi)直徑0115mm。根據(jù)最小允許壁厚、外壁螺栓連接的這兩個工作要求，泵體寬度和高度的尺寸bxh=140nmix140mm(5-43)泵體長度，因轉(zhuǎn)子、配流盤、軸承裝配長度和泵體底部壁厚己設計，取泵底部壁厚15mm,左泵體的總長：1=15+3+16+40+39.6+15=128.6mm(5-44)2、吸油腔尺寸吸油腔是保證葉片泵正常工作吸路液壓油的重要結構，將它放在與殼孔內(nèi)圓成60。的范圍之間，吸油腔寬度：b=Dxsin—=SSimnxsin30=42.5〃〃”(5-45)-2吸油腔長度：吸油腔與右配流盤的吸油窗口相連通吸油口螺紋：參考表4-1-3,普通螺紋基本尺寸GB/T196—1981,吸油腔寬度42.5mm選擇螺紋M30比較合適。3、軸承安裝孔泵體底部軸承孔，因軸承型號為61902型及其尺寸dxDxB=l5mmxx1mm,則軸承孔徑為028〃〃”o參考表6-2-52,軸承孔內(nèi)底孔壁為軸承內(nèi)徑的軸向支承，查它的安裝尺寸軸底孔直徑d:d=18.0/wh4、螺栓孔布置泵體連接螺栓：六角頭螺栓C級GB/T5780—2000,由《機械設計手冊》表4-1-76,選擇螺栓型號為M8xl20。泵體螺栓孔：dli{=l.lxJ=&8〃7〃7,分布在泵體的四個角上，圓心為15mm.5、其它螺釘型號查得螺釘頭直徑心=5.5mm,泵體底部裝螺釘頭的孔徑孔徑為她訕,孔深4mmo5.7.3右泵體結構設計右泵體和左泵體關系是配合，它的結構和左泵體有一定的相似性，不同點是一有泵體內(nèi)孔二是右配流盤相配合的臺階孔，同時壓油口也在上面，泵體需有一到兩個環(huán)形槽,一是將壓油窗口的高壓油導向壓油口，二是槽內(nèi)鉆有與壓力油相通的通孔，給葉片的根部供給壓力油液。1、泵體外形和左泵體配合，右泵體寬和高均為110mm,長度由內(nèi)孔結構決定，計算得長為60mm。2、階梯孔與右配流盤配合的內(nèi)孔，關系是過渡配合，配流盤內(nèi)孔徑80mm：二孔與右軸承關系配合，選擇軸承6005的外圈為47,則孔的直徑為47mmo3、壓油口螺紋壓油口螺紋：M20《機械設計手冊》表10-4-5,選擇0形橡膠密封圈85.0x2.65GGB/T3452.1—1992,參考表10-4-8,所選密封溝槽尺寸，槽寬心3.8驚，槽深A=1.97^10軸承潤滑方式：泵體內(nèi)油液飛濺，屬于直接潤滑。橡膠密封圈選擇耐油橡膠制成，利用彈贊的彈力使橡膠與軸保持著一定量的壓力，密封性得以可靠。兩種結構可以參考，一是密封圈內(nèi)裝有金屬骨架的結構，靠外圓與孔配合實現(xiàn)軸向的固定；二是沒有金屬骨架的結構，有軸向固定，才可使用。設計選第有金屬骨架的結構。5.8蓋板設計1、作用：一是固定軸承，二是安裝旋轉(zhuǎn)密封圈。2、類型：選擇凹緣式軸承端蓋，其結構可以調(diào)整軸向間隙，使密封性能變好。3、材料：灰鑄鐵HT150。6雙作用葉片泵的使用壽命及維護6?1葉片泵的使用壽命雙作用葉片泵在葉片底部通有液壓油，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，處在吸油腔的葉片頂端和底部間的液壓作用力不平衡，葉片頂端以很大的壓緊力頂在凸輪定子吸油腔的內(nèi)表面上,使磨損加劇，降低葉片泵的使用壽命，尤其是工作壓力較高時，磨損更加嚴重。因此雙作用葉片泵的使用壽命主要決定于葉片頂端與凸輪定子內(nèi)表面間的磨損程度。高壓時磨損形式一般為粘著膠合，嚴重時共至出現(xiàn)“波浪形磨損”或稱“階形磨損”，并產(chǎn)生較大噪聲，影響液壓油和葉片泵的性能，其至會使葉片泵失效。波浪形磨損痕跡指的是在凸輪定子內(nèi)表面上出現(xiàn)的周期性凸起和壓紋。這種磨損痕跡有時也會在壓油腔處的凸輪定子內(nèi)表面上出現(xiàn)，特別常見于定子曲線和圓弧段交接處附近。說明這種磨損痕跡除了和葉片頂端、定子內(nèi)表面間擠壓磨損外，還與凸輪定子、葉片間的振動有關。因此，必須重視泵的異常噪音現(xiàn)象。另外，轉(zhuǎn)子端面和配流盤表面間也非常容易發(fā)生磨損現(xiàn)象，其主要失效形式為燒傷。當油液清潔度不高時，也容易出現(xiàn)磨粒磨損，產(chǎn)生劃痕。6.2葉片泵的使用條件使用葉片泵時，必須注意以下使用條件，否則會對泵的性能和壽命產(chǎn)生影響。液壓油的正確選擇不同類型的葉片泵對液壓油的要求不同，同種類型葉片泵使用不同種類的液壓油所產(chǎn)生的效果也不同。選擇液壓油時要注意油泵的規(guī)定，按照泵的運轉(zhuǎn)條件選用液壓油的種類和粘度范圍。通常在壓力不高的情況下，選用普通礦物液壓油即可，當壓力達到14.0MPa時，必須使用抗磨液壓油，抑制葉片頂端與凸輪定子內(nèi)表面的磨損。另外對于雙作用葉片泵來說，通常以低速啟動，離心力較小，此時不宜選用粘度太大的液壓油?？刂朴蜏刈兓秶簤合到y(tǒng)允許的工作油溫范圍主要由油液特性、密封圈材質(zhì)以及零件熱變形決定。實驗系統(tǒng)允許的油溫范圍是-10至100°C，較理想的工作溫度為30至55°Co較高的過濾精度在吸油口處應設置郵箱過濾器，通常過濾精度為100至150um。另外在油壓管道處還應設置精過濾器，過濾精度不低于25至40umc為保證葉片泵在高壓下連續(xù)運轉(zhuǎn)和油液粘度較低情況下具有高性能和長使用壽命，有時需要更高的過濾精度。葉片泵轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向葉片泵的轉(zhuǎn)速應保證在規(guī)定范圍內(nèi)，不能過高或過低。轉(zhuǎn)速過低，葉片不能緊貼在定子內(nèi)表面上，造成吸油困難;轉(zhuǎn)速過高則造成“吸空”現(xiàn)象，葉片泵也不能正常工作。本實驗使用的雙作用葉片泵最低轉(zhuǎn)速為750i7miiio由于轉(zhuǎn)子葉槽有傾斜，葉片有倒角，葉片底部與排油腔聯(lián)通，側(cè)板上的節(jié)流槽和吸、排口是按既定轉(zhuǎn)向設計的，所以一般葉片泵都不允許正、反轉(zhuǎn)雙向使用。需要反轉(zhuǎn)時，必須將葉片泵拆開重新裝配。正確連接電動機，注意安裝精度葉片泵轉(zhuǎn)軸和電動機驅(qū)動軸連接時，必須保證兩者同心度，使用彈性聯(lián)軸器。6.3雙作用葉片泵常見故障與解決方法葉片泵在使用過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障，其原因也是多方面的。既有設計、制造和裝配等先天性原因，也有使用和維護等后天性原因。以下舉例說明葉片泵常見故障、發(fā)生原因及其解決方法。葉片泵吸不上油或沒有壓力。油罐中油液太少，葉片泵的進油管露在油面外面，無法吸油。需要添加液壓油，使油面蓋過吸油管，達到油標要求的位置。油液污染導致葉片泵吸油口濾油器堵塞。需要拆下濾油器，用與工作油液種類相同的新油將其沖洗干凈，保證吸油暢通。液壓油粘度過高，導致葉片在葉片槽內(nèi)滑動阻力太大，不能充分伸出與凸輪定子內(nèi)表面接觸，造成泄漏。這種情況需要更換粘度合適的油液，或者慢慢提升泵的出口壓力，提高油的溫度，從而降低油的粘度。電動機旋轉(zhuǎn)方向與葉片泵軸規(guī)定的轉(zhuǎn)向相反，使泵的排油口變成吸油口。這種情況需要更改電動機的接線，改變電動機轉(zhuǎn)向。葉片泵閑置時間太久，大量油污和灰塵進入到泵里面，導致葉片卡住;或者葉片與葉片槽配合過緊使葉片不能伸縮。需要將泵拆解，清洗臟件、重新安裝調(diào)試，或者修磨葉片，以保證葉片運動靈活。葉片泵壓力或流量不足系統(tǒng)溢流閥壓力調(diào)整太低或閥口出現(xiàn)故障，關閉不嚴。需要重新調(diào)整溢流閥壓力，或是修復、更換溢流閥。液壓油粘度過低導致泄漏增大，吸油困難。這種情況應該想辦法降低油溫或直接更換粘度合適的液壓油。吸口濾油器或是吸油管道出現(xiàn)堵塞，使吸油阻力變大。應該拆洗濾油器或沖洗吸油管道，保證油路暢通。葉片泵出現(xiàn)吸空現(xiàn)象。應該檢查泵連接處或吸油口是否密封，緊固或更換密封件。葉片泵運轉(zhuǎn)速度低于最低轉(zhuǎn)速，導致離心力不夠，葉片不能充分與定子內(nèi)表面接觸?？赡苁潜抿?qū)動裝置打滑或是功率不足所致。葉片泵蓋的螺釘出現(xiàn)松動，側(cè)板與轉(zhuǎn)子間軸向間隙變大，泄漏量增加。應該擰緊螺釘，直至達到要求的軸向間隙。葉片泵使用時間太久，配油盤的端面磨損較大，或是凸輪定子內(nèi)表面磨損嚴重致使葉片與定子內(nèi)表面接觸不充分。這兩種情況都會使泄漏量增加，進而導致壓力、流量不足。系統(tǒng)壓力突然下降若壓力突然降低是泵的原因引起的，那么在此情況發(fā)生前，必然會有噪音或其它異常出現(xiàn)。其原因主要如下所述:葉片在轉(zhuǎn)子槽中被卡住，受到壓力油的作用而發(fā)生折斷。轉(zhuǎn)子端面與配油盤端面摩擦過熱發(fā)生膠合，或因高壓沖擊致使傳動軸斷裂。轉(zhuǎn)子的強度不夠，在葉片槽根部發(fā)生斷裂。泵與聯(lián)軸器上的鍵或轉(zhuǎn)子上的鍵被剪斷，使泵停止轉(zhuǎn)動。以上情況都需要將泵拆解，更換零部件。葉片泵油溫過高葉片泵允許工作溫度為-10至100°C,較理想的工作溫度為30至55°C。如果油溫過高，會使液壓油劣化、變質(zhì)，影響葉片泵的性能，共至產(chǎn)生噪音、異常振動等現(xiàn)象，影響泵的使用壽命。泵油溫過高的原因如下所述：泵芯組件軸向間隙太小，側(cè)板和轉(zhuǎn)子、葉片端面間的油膜容易受到破壞，不能充分得到潤滑，機械效率降低。油液污染較重，一些顆粒或贓物附著在運動表面上，加劇零件磨損。葉片泵連續(xù)高壓運轉(zhuǎn)時，油溫上升過快，使磨損加劇。為應對以上情況，除了需要在裝配時注意間隙配合外，還應勤加檢查和維護，定期清洗泵的零部件，盡量避免在高壓下連續(xù)工作。泵容易發(fā)生外部泄漏葉片泵發(fā)生外部泄漏，多是因為密封接觸不良，或是密封圈、軸端油封遭到破壞。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因有以下幾個方面：葉片泵轉(zhuǎn)軸和電動機驅(qū)動軸不同心，產(chǎn)生較大的徑向振幅，容易磨損油封。吸油腔處壓力太大，通過泵內(nèi)潤滑油道將油封沖壞。沒有加工泵體泄漏孔，導致泄油壓力過大，沖壞油封。上述情況發(fā)生時，只要更換密封圈或是油封即可解決外漏問題。6.4液壓油的性能液壓油就是液壓傳動中用到的流體介質(zhì)。它除了可以傳遞系統(tǒng)能量外，在一定程度上還能對液壓系統(tǒng)起著潤滑、冷卻和防銹的作用?？梢哉f液壓油性能的好壞，是液壓系統(tǒng)功能是否得到完全發(fā)揮的決定性條件。液壓油的品質(zhì)主要由基礎油與添加劑決定，不論其中哪個方面出現(xiàn)問題或是比例調(diào)配不合適，都會影響液壓油的品質(zhì)。換句話說，液壓油性能要求也決定了基礎油與添加劑的選擇和搭配比例。一般的，作為液壓油必須滿足如下性能。低壓縮性。液壓傳動是依靠液壓系統(tǒng)中容積變化來傳遞的，因此，液壓油受壓時其體積變化應盡可能小，才能滿足使用要求。可壓縮性大，會使容積變化大，導致運動不穩(wěn)定、不均勻而產(chǎn)生撞擊，破壞液壓元件。保持液壓油的不可壓縮性，對于液壓油作為工作介質(zhì)可靠地傳遞能量、確保操縱機構靈敏動作是至關重要的。良好的粘溫特性。液壓油粘度小了，容易發(fā)生泄漏，影響體積效率;粘度大了，會增大粘性摩擦損失，共至容易發(fā)生氣蝕和卡死現(xiàn)象。因此，粘度要求隨著溫度與壓力變化較小，并且要有低溫流動性。良好的潤滑性。為防止機械系統(tǒng)發(fā)生異常磨耗其至燒結，液壓油必須具有良好的潤滑性，能在零件滑動表面形成強度較高的油膜，避免摩擦。良好的穩(wěn)定性。液壓系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)油溫升高的現(xiàn)象。在高溫下容易發(fā)生氧化，產(chǎn)生膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)其至發(fā)生事故。這就要求液壓油具有較強的抗氧化性。(s)良好的防銹、防腐蝕性。液壓系統(tǒng)在工作過程中，液壓油經(jīng)常會接觸到水分或空氣，容易氧化產(chǎn)生酸堿性物質(zhì)，從而使液壓元件腐蝕或生銹。影響液壓系統(tǒng)正常工作。因此，要求液壓油具有對金屬或非金屬物質(zhì)的防銹和耐蝕性。良好的消泡性和放氣性。液壓油中如果混入氣泡會使液壓系統(tǒng)的壓力降低，影響潤滑特性，還會產(chǎn)生噪音、振動等現(xiàn)象。氣泡中的空氣還會使液壓油發(fā)生氧化。因此，希望液壓油在運轉(zhuǎn)過程中能夠消除或是盡量少產(chǎn)生氣泡，抗乳化性。液壓油在工作過程中，隨著系統(tǒng)溫度升高，免不了混入水分和冷凝水，在液壓泵的攪動下，容易發(fā)生乳化，使液壓油變質(zhì)，降低油的潤滑性和耐磨性，生成的沉淀物會堵塞過濾器、管道或閥門等，還會使零件發(fā)生銹蝕，影響整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。清潔性。液壓油要求保持純凈，不含其它雜質(zhì)。如果含有酸堿，會使機件和密封裝置受腐蝕;如果含有機械雜質(zhì)，容易使油路堵塞;如果含有揮發(fā)性物質(zhì)，在長期使用后，就會使油液變稠，在油液中易產(chǎn)生氣泡。無臭、無公害，排水處理也容易進行。6.5液壓油的分類與選擇（1）液壓油的分類隨著液壓技術的發(fā)展，液壓裝置被廣泛應用于生產(chǎn)中。液壓油的使用條件也因此復雜化，液壓油的種類也變得多樣化通常將液壓油可以分為礦物油型、合成油型和水系液壓油三大類。三種油中礦物油型的品種最多，使用量占液壓油總量的85%以上，工程機械液壓系統(tǒng)中經(jīng)常使用礦物油。以下主要介紹礦物油的分類及性能特點。純礦油（HH液壓油）。本油是直接從原油中提煉出的潤滑油成分，不含任何防酸化劑、防銹和防摩擦等添加劑。一般用于低壓、低溫的油壓設備中。隨著液壓系統(tǒng)的高壓化需求增大，現(xiàn)在這種油己經(jīng)很少使用。R&O型（HL）液壓油。本油是在精制的基礎油中加入防銹劑（Rustinhibited）、抗氧化劑（Oxidationmliibited）和泡沫消除劑等。有著優(yōu)秀的防銹和抗乳化性能。一般用作通用型機床的齒輪箱、軸承箱和低壓循環(huán)系統(tǒng)的潤滑?？鼓ヒ簤河停℉M）。這種油的組成主要是在R&0型液壓油的基礎上加入耐磨耗的添加劑，主要用于高壓葉片泵的磨耗防止。市賣的抗磨液壓油主要兩種:有灰型（含鋅型）和無灰型。所謂有灰型是指在液壓油中加入含鋅的抗磨劑，燃燒后留有氧化鋅灰。這種油對軸承合金具有腐蝕性，在抗氧化性、抗磨性、水解安定性、熱安定性等方面不如無灰型。HV、HS液壓油（低溫液壓油）。這是兩種低溫液壓油的檔次不同。HV低溫液壓油采用精制礦油為基礎油，加入抗剪切性能好的粘度指數(shù)改進劑、降凝劑并加入相應的添加劑配置而成的，主要用于寒冷地或溫差較大地帶的工程機械、引進設備和車輛的中壓或高壓液壓系統(tǒng)。如數(shù)控機床、船舶起重機、挖掘機、大型吊車等液壓系統(tǒng)。使用溫度在-30°C以上;HS型低溫液壓油釆用a—烯炷等類合成油或合成油與精制礦油混用的半合成油作為基礎油，加入抗剪切性能好的粘度指數(shù)改進劑等配制而成，主要用于嚴寒地區(qū)的工程機械。液壓導軌油（HG液壓油）。這種油是在HM液壓油基礎上加入油性劑或減磨劑構成的。不僅有優(yōu)良的防銹、抗氧、抗磨性能，而且具有優(yōu)良的抗粘滑性。主要用于與各種機床液壓和導軌合用的潤滑系統(tǒng)或機床導軌潤滑系統(tǒng)。液壓油的選擇液壓油選擇不合適，會容易引發(fā)機械故障。據(jù)口本機械振興協(xié)會某年對口本一些機械企業(yè)的14種原因發(fā)生的645次機械故障調(diào)查，因潤滑不良發(fā)生的故障166次，占25.7%,潤滑方法不當?shù)?2次，占14.3%,與潤滑有關的共占40%。因此，合理選擇液壓油是減少機械故障重要環(huán)節(jié)。液壓油的選擇主要從液壓油品種、與設備類型相適應的粘度范圍、合適的粘度指數(shù)三方面考慮。液壓油品種的選擇。品種選擇主要由工作環(huán)境、工況條件和經(jīng)濟性決定。工作環(huán)境主要指:室內(nèi)、室外、地上、地下、沿海、低溫、高溫、明火等;工況條件主要考慮壓力和溫度等。一般來說，在系統(tǒng)溫度較高或高壓條件下，選用HM抗磨液壓油較為合適;在低溫條件下可根據(jù)情況選用HV或HS液壓油;在有高溫熱源或明火等地，