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油泵作為液壓系統(tǒng)的重要部件，它的性能和壽命在很大程度上決定著整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作能力，因此對(duì)油泵的合理設(shè)計(jì)和正確使用顯得格外重要。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就要使其具有承受更高熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的能力，以達(dá)到所需的可靠性要求，提高液壓產(chǎn)品的效率。
利用AUTOCAD，ANSYS等軟件的實(shí)體建模建立了葉片泵中一些關(guān)鍵零件的三維實(shí)體模型，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)有限元分析計(jì)算，主要是定子與轉(zhuǎn)子間的中心距，可使改進(jìn)后的油泵，結(jié)構(gòu)更合理，運(yùn)行效率高。在液壓傳動(dòng)與控制中使用最多的液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三中類型。其中葉片泵是在近代液壓技術(shù)發(fā)展史上最早的一種液泵之一。與齒輪泵、柱塞泵相比，葉片泵具有尺寸小、重量輕、流量均勻、噪聲低的突出優(yōu)點(diǎn)。在各類液壓泵中，葉片泵輸出單位液壓功率所需的重量幾乎是最輕的。由于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其價(jià)格也比柱塞泵低，而且可以和齒輪泵競(jìng)爭(zhēng)。與此同時(shí)，將葉片泵的噪聲控制在65～68 dB(A)以下的低噪聲水平完全可能，甚至可以更低，這也是齒輪泵和柱塞泵所無法比擬的，但它也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸油能力差、對(duì)油液污染敏感等缺點(diǎn)。葉片泵的性能主要通過流量(或排量)、壓力、轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)扭矩、效率、吸入性能等特性參數(shù)來表示。此外，自上個(gè)世紀(jì)60年代以來，隨著葉片泵向高壓、高轉(zhuǎn)速方面發(fā)展，噪聲和使用壽命也成了衡量葉片泵性能的重要指標(biāo)。
葉片泵分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵，本文僅對(duì)雙作用葉片泵進(jìn)行有限元分析。雙作用葉片泵的工作原理如圖所示，轉(zhuǎn)子10和定子9是同心的，定子內(nèi)表面由八段曲面拼合而成：兩段半徑為Ｒ的大圓弧面、兩段半徑為r的小圓弧面以及連接圓弧面的四段過渡曲面。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片6在離心力和通往葉片底部壓力油的作用下緊貼在定子的內(nèi)表面上，在相鄰葉片之間形成密封容腔。顯然，右上角和左下角的密封容腔容積逐漸變大，所在的區(qū)域是吸油區(qū)； 域是壓油區(qū)。在吸油區(qū)和壓油區(qū)上，配油機(jī)構(gòu)提供了相應(yīng)的吸油窗口和壓油窗口，并用封油區(qū)將吸油區(qū)和壓油區(qū)隔開�？梢钥闯�，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)工作容腔完成吸油、壓油動(dòng)作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。這種泵的兩個(gè)吸、壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ分布的，所以作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力是徑向平衡的。顯然，這種泵的排量是不可調(diào)的，只能做成定量泵。
葉片泵有單聯(lián)泵和雙聯(lián)泵兩種形式。是一種將電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置，在液壓系統(tǒng)中作為提供一定流量壓力的液壓能源。該泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、流量均勻、壓力脈動(dòng)小、噪音低、效率高、性能可靠、價(jià)格合理。廣泛使用在各種中低壓液壓系統(tǒng)中，如各種金屬切削機(jī)床、油壓機(jī)、塑料機(jī)械以及各類工程機(jī)械等。下面以一種雙聯(lián)泵為例具體說明利用ANSYS軟件的有限元分析過程。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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