双作用叶片泵的叶片倾角1

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1、万方数据《装备制造技术)2009年第4期双作用叶片泵的叶片倾角曾虎，欧阳益文(江西机电职业技术学院，江西南昌330013)摘要：从受力情况着手讨论叶片前倾的利弊及作用，说明目前学术界对叶片倾角的争议原因，并对叶片倾角的作用和大小进行了探讨。关键词：双作用叶片泵；过渡曲线；向·心线压力角p；过渡曲线上的压力角7；叶片倾角口；推程运动角a中图分类号：TH31文献标识码：A叶片泵叶片倾角的选择，关系到叶片与定子及转子的摩擦、磨损及泵的噪声。目前国产双作用叶片泵，叶片在转子槽不采用径向放置，而是有一个沿转向的前倾角0(如图1所示)。实际上，这在学术界还有争议，下面从叶片受力角

2、度试作分析。1叶片的受力分析双作用叶片泵叶片倾角口(如图1)，在压油区，叶片在离心力、液压力的作用下，压向定子内表面，于是定子便对叶片产生一个法向反力Ⅳo这个法向反力Ⅳ又可分解成两个分力：一个沿叶片运动方向的分力Nn=N·cosl,，一个与叶片垂直的分子力Nt=N·Bi州。7称为叶片的压力角，压力角大，垂直分力也大，使叶片弯曲变形，产生磨损和噪音；y=24。时，叶片卡死。卡死发生在吸油腔并不可怕，因为此时叶片沿槽外伸，不致被折断；但在压油腔，叶片卡死后无法缩回，势必要折断。因此，在压油区，应对叶片的压力角加以限制。如果叶片径向放置，压力角口将会很大。所以，通常应将叶片

3、向旋转方向前倾一个角度0，以减小叶片的压力角。一般取叶片前倾角0为叶片径向安放时最大压力角的一半，即：0=执。这时叶片的压力角为’，=JB一0，叶片前倾后，叶片‘在压油区受力情况得以改善，但在吸油区受力情况将更为恶劣(见图2)。此时吸油区的实际压力角'，=卢+0。在吸油区，叶片根部作用有压力而顶部没有压力，故处于不平衡状态，同时叶片要做径向运动，所以受力及磨损大，这从泵的实际使用豳1压油区叶片_T_作lll圉2吸油区叶片工作图文章编号：1672—545X(2009)04-0023-02中充分证明了这一点。下面着重就吸油区叶片的受力情况进行分析。按图2所示叶片在吸油区各

4、种角度时的几何关系，0即为叶片倾角，Ⅳ线是B点的法线，角度y为叶片在过渡曲线上的压力角，卢为向心线的压力角，叶片前倾时，y=／3-I-p，按照我国目前生产的定量泵的定子过渡曲线采用等加速减速曲线，过渡曲线的参数方程为西=∞tP2Po+l，t向心线压力卢角为【11tg卢=等(1)上8互8三8生8上8}}}aB88一围3过渡曲线各点的压力角图4叶片在吸油区的受力图图3表示排量为25cm3／r，推程运动角a=55。，R=41mm，r=36．5mm的定量叶片泵，由式(1)算出的届角的变化规律。口。一14。；当叶片在圆弧段上滑动时，卢=0、0=y，叶片没有径向运动。图4为叶片在

5、吸油区过度曲线上的受力情况，图中屁为叶片离心力，Ⅳ3为法线方向的反作用力，乃为定子接触点处的摩擦力，M、Ⅳ2分别为转子槽与叶片接触处的反作用力，n、尼分别为相应处的摩擦力，P为压力油作用在叶片底部的力。除上述作用力外，还有叶片粘性摩擦力等。这些力与图4所示的力相比，数值很小，所以不予考虑。作用力M、Ⅳ2、M的变化是很有规律，随着倾角0的变化，Ⅳ1及Ⅳ2逐渐减小，到一定倾角后，力的作用方向改变，以后绝对值又增大；其中特别重要的是，不论叶片在过渡曲线上什么位置，叶片作用在过渡曲线收稿日期：2009-01—18作者简介：曾虎(1972一)，男，江西宜春人，讲师，从事机械制造

6、专业教学与研究；欧阳益文(1966一)，男，江西萍乡人，副教授，从事数控技术专业教学与研究。卢”墨j"吕。酽妒扩万方数据EquipmentManufactringTechnologyNo．4，2009上的压力角y大约在7。一8。时，作用力JI、r1及Ⅳ2绝对值为最小(接近于零)。亦就是说，从减小朋、Ⅳ2的观点出发，压力角在7。一8。之间有一最佳值。7角为7。～8。时，相应的叶片倾角口在_60．+70之间。从Ⅳ3的变化规律看，当0角为零度附近时，Ⅳ3是较小的。2结论由此可以看出，现在生产上所用的叶片倾角似有问题。根据文献【1】介绍，为了尽量减小压力角，以便改善叶片受力情

7、况，因此将叶片前倾—个0角，这对吸油区来说显然是不对的，因这时实际压力角y=fl+见即压力角反而增大了。而且，从叶片的受力分析中可知，为减小叶片的磨损，压力角y并不是愈小愈好，压力角为零，Ⅳ1及胞并不等于零，而，，约为70一8。时，Ⅳl与Ⅳ2才接近于零。y=70时，0角应在-6。一+7。范围内相应地变化，若取平均值，0值应近似于零度。0=0时，肋最小。通过上述分析，再结合转子叶片槽加工工艺性，定量叶片泵叶片倾角似乎为零度时最为合适。国外已有个别叶片泵选用零度倾角。双作用叶片泵叶片倾角的研究，是个十分复杂的过程，它受过渡曲线、转子转速、叶片顶部及底部压