轮材泵构建型线预设和功能剖析

《轮材泵构建型线预设和功能剖析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、轮材泵构建型线预设和功能剖析1工作原理凸轮泵属于回转式容积泵，主要由泵体、转子、泵盖、密封装置、同步齿轮传动装置和驱动装置组成。泵体内2个凸轮转子同步反向啮合转动。随着2个转了的转动，流体通过泵入口吸入转了腔，并在转子腔内获得一定能量后在泵的出口处以一定的速度排出，从而产生一定的压力和流量。凸轮泵能否产生压力，能否达到设计排量，转子之间的啮合是关键。泵体内的2个转子是一对共辘的形状相同的转子。转子型线设计要求在2个转了的同步啮合转动过程中，任一瞬时，两转了理论廓线只有惟一接触点。转子理论型线除满足共轨条件外，凸叶形状应具有良好的几何对称性、互

2、换性；泵腔容积利用系数尽可能大；转子凸叶有足够的刚度和强度。处于理论型线下的转子是相互啮合的，实际工作中，为保证泵的正常运转，防止凸轮泵转子相互摩擦磨损，根据所泵送的流体介质不同，在两转子之间、转子与转子腔内壁间都设计有一定的间隙。因此还应在理论型线基础上再求出实际型线。常用的转子端面型线有渐开线、摆线。渐开线型的转子腔容积利用系数高，在鼓风机转子中用得较多，在凸轮泵中也有使用。摆线型转了型线为最常用的型线。转了型线设计常用的设计方法有直角坐标法、极坐标法等，设计公式烦琐，容易出错。本文以摆线型转子为例，采用复极矢量函数法进行设计分析，设计分

3、析的方法同样适用于渐开线等型线的转子。2转子型线设计摆线凸轮泵转子型线一般由叶峰和叶谷2部分组成。叶峰位于节圆之外，是…段圆弧，叶谷位于节圆以内，是与另一个转子的叶峰圆弧共轨的曲线即摆线。下面以三凸叶转子凸轮泵为例建立数学模型进行设计分析。2.1坐标系的建立女口1,Ok02分別为转子1、2的回转中心，叶峰圆弧半径为叶峰圆弧分布圆半径为b.xO2y为一固定坐标系，动坐标系x101y1固定在转子1上随转子1转动而转动，轴X1的起始位置与轴x重合；动坐标系x202y2固定在转子2上随之转动，轴x2的起始位置与轴x的方向重合。当转子1的叶峰圆弧从初始

4、位置（中细实线圆弧）随着动坐标系x10lyl—起转动，转过角度至图示方位时，转了2也转过角度（如1）。2.2理论型线根据啮合的基本定律，2个转子的传动比与其连心线被其啮合的两廓线在其接触点的公法线所分成的2段的长度成反比，即i12=1/2=O2P/O1P,由于2个转子同步反向啮合转动，故有il2=l/2=1,即节点P为一I古I定点，且O2P=01P=R（R为节圆半径）。又因为公法线必过节点P,故公法线上转子2与转子1的接触点为此刻的啮合点即为所求的转子2上与转子1叶峰圆弧共辘的点M.根据型线设计耍求，应使两转子具有良好的几何对称性、互换性。先

5、确定叶峰叶谷界限的角度2=/Z(式中：Z为转子凸叶数；对于三凸叶转子，=/6),并定义线段PN与水平方向的夹角为。如1,根据几何关系，由01NP可得PN二R2+b2-2Rbcos(1)=arccosbsinPN(2)在

6、古I定坐标系x02y中，将啮合点M与02、P组成的三角形看成一个封闭矢量多边形，得到复极矢量方程：aO2M=a02P+aPM(3)式中：aO2P=Rej0=R,是常量；aPM=PMejO1PM=(r-PN)ej(2+)o故可得固定坐标系x02y中aO1M的复极矢量函数表达式：aO2M=R+(r-PN)ej(2+)(4)根据啮合

7、情况，式(4)表达的就是啮合点叩动点M在固定坐标系xO2y中的轨迹，是一条连续曲线。将a02M从固定坐标系xO2y变换到动坐标系x2O2y2中得转子2的叶谷曲线R谷：只谷=ej(5)此即凸轮转子2第1个叶谷曲线的复极矢量函数表达，是一个参量方程，参量是。转子2的叶峰为已知圆弧，在转子动坐标系x2O2y2中亦可用矢量函数来表达：R峰=ej(+)(6)式(5)、(6)表达了转子2第1个凸叶的完整廓线。另外2个凸叶的形状与第1个相同，但须分别变换120、240,即乘以ej(23)、ej(43)。因此可用6个分段函数来表达转子2的完整理论型线R12o

8、转子1的理论型线R11与转子2完全相同，只是在安装时须与转子1错开120的周向相位。2.3实际型线处于理论型线下的转子是相互啮合的，实际工作中，两转子之间、转子与转子腔内壁间须有一定的间隙。间隙确定之后，即可在理论型线的基础上，求出理论型线上各点的法线方向，然后沿此法线方向向理论型线内部偏移/2,得实际型线。由前述R1可求出理论型线的导函数R1=dR1dt=dR1ddt=dR1d,R1仍然是一个关于参量的复极矢量函数，此复极矢量函数R1的相角即为R1曲线的切线方向角，曲线的法线方向角则为复极矢量函数R1的相角顺时针旋转90,即R1+/2.如1

9、,在动坐标系x2O2y2中，将转了2上的点M沿上述法线方向向理论型线内侧移动/2,得点Ml(中未示出)，将点02、M、M1组成的三角形看成一个封闭矢量多边形，aO2