非对称式凸轮转子型双定子叶片泵的理论研究

摘要

近年来，随着科技不断发展，液压技术的应用也越来越广泛。传统的叶片泵，内部设计的都是在一个泵体内存在一个转轴对应一个定子的形式，特别是传统定量液压泵中，其最大的优势是结构简单，价格便宜；而其最大的劣势是在不改变电机转速和调定压力的情况下只能输出一种流量与压力。对于需要要求同时输出不同压力、不同流量压力油的系统时，就只能安放减压阀来满足负载较小的执行机构工作，这将在控制元件上造成较大的功率损耗，降低系统效率。
　　本文针对传统液压泵的不足，研制了一种新型非对称式凸轮转子型双定子叶片泵。该泵将凸轮转子型叶片泵的结构和双定子的思想相结合，设置了一个内外凸起数不同的中心转轴和内外两个定子，形成了多输出。该泵可进行多级压力、流量调节，也能够同时对多个系统供油，对于简化回路、减少压力干扰、提高效率等方面起到一定推动作用。
　　本课题首先分析了目前国内外关于凸轮转子型叶片泵的发展现状与研究趋势，找出现有凸轮转子型叶片泵的不足，最终确定新型液压泵的结构；查阅资料最终确定凸轮转子的轮廓曲线，并得出新型泵的理论流量与瞬时流量的计算公式。然后通过对新型液压泵的强度校核与结构优化，最终确定该泵各零部件的合理尺寸，并绘制二维图及三维模型；通过计算确定叶片根部最佳预紧力、低压区厚度，绘制叶片在外伸最长距离时所受剪力与弯矩图，校核材料应力强度；对新型液压泵几种特殊工作方式下转子所受径向不平衡力进行分析，利用Fluent软件对泵内流道进行数值模拟，验证结构设计的合理性；对新型液压泵的泄漏进行分析，找出主要泄漏途径，计算出泵的理论容积效率，提出减小泄漏的解决方法。最后对所设计的新型液压泵样机进行原理性实验，搭建实验系统，测出泵在各种工作方式下的输出流量，验证原理的可行性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外叶片泵发展现状

1.3 凸轮转子型叶片泵突出特点

1.4 本课题主要研究内容和工作

第2章 泵原理简介

2.1 泵的结构简介

2.2 泵的工作原理

2.3 非对称式转子结构形式

2.4 双定子元件应用简介

2.5 本章小结

第3章 泵的主要参数计算及模型建立

3.1转子轮廓曲线设计

3.2 泵理论流量计算

3.3 泵流量脉动分析

3.4 泵的运动学分析

3.5 泵的三维模型

3.6 本章小结

第4章 零件受力与仿真分析

4.1 零件材料的选取

4.2 顶紧力的最优值确定

4.3 叶片低压区厚度的最优值确定

4.4 叶片两侧受力分析

4.5 转子径向不平衡力计算

4.6 泵的仿真分析

4.7 本章小结

第5章 泵的泄漏及容积效率分析

5.1 液压泵泄漏种类

5.2 泄漏通道分析

5.3 叶片与叶片槽之间泄漏计算

5.4 端面泄漏计算

5.5 径向泄漏计算

5.6 叶片顶端与凸轮转子表面的接触密封泄漏计算

5.7 泵的容积效率计算

5.8 本章小结

第6章 非对称式凸轮转子型双定子叶片泵实验研究

6.1 实验研究的主要内容

6.2 实验数据

6.3 误差分析

6.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢