双作用叶片泵
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2023年3月20日发(作者：离子活度)1
摘要
本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是根据变量泵各实际零
件尺寸及形状，通过测绘及观察配合关系，分析其工作原理后，运用Solidwords三维建模
软件对其进行实体建模。在整个设计过程中，需充分理解变量泵的运动原理，了解其排量和
流量的计算形式。清楚变量泵的特点，对各零件的尺寸要精确测量，避免装配时尺寸不当。
首先，需要对变量泵实体进行拆卸，在拆卸过程中需记住各配合关系；其次，对拆下的零件
进行测量，记下其实际尺寸，并运用三维建模软件进行绘制；然后，将各个零件按照配合关
系装配起来，形成装配体；最后，做出实体动画，仿真分析其工作原理，并对其进行说明。
单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量，使液压系
统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。
Abstract
Thetopicsforgraduatedesignvariablesleavesthepumpdynamic
three-dimensionalmodelingandsimulation,Variablesaremainlybased
ontheactualpartsofthepumpsizeandshape,throughthemapping
andobservationwith,Analysisofitsworkingprinciples,Solidwords
hout
thedesignprocess,theneedforfullunderstandingofthemovement
principleofvariablepump,awareoftheirdisplacementandflowof
thecalculation.
Variablepumpclearlythecharacteristicsofthevariouscomponents
toaccuratelymeasurethesize,toavoidimproperassemblyatthesize.
First,theneedforvariablepumpentitiestobedemolished,the
demolitionprocessinlinewiththeneedtokeepinmind;Secondly,
removingthepartsweremeasured,recordeditsactualsizeanduse
ofthree-dimensionalmodelingsoftwarerendering;Then,with
relationsbetweenvariouspartsinaccordancewiththeassembly,formed
assembly;Finally,toentitiesanimation,simulationanalysisofits
workingprinciples,variablepumpisthe
mainfeatureofitbychangingthestatorandrotoroftheeccentricity
toregulatetheflowofpumps,hydraulicsystematworkwhenthefeed
energyusereasonable,highefficiency,smalltemperatureriseofoil.
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目录
摘要……………………………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………………….……2
第一章泵的分类………………………………………..…………….…………………..………4
第二章单作用变量叶片泵………………………………..………….…………………..………4
1．1单作用变量叶片泵组成及优缺点……………………….……………………..……..4
1．2单作用式叶片泵的工作原理及结构特点……………….…………………….….…..5
1．3内、外反馈式变量叶片泵……………………………….……………………..……..7
1．4限压式变量泵的特性曲线………………………………….…………….……...……9
第三章单作用叶片泵的排量和流量…………………………..…………………….…...….….11
第四章单作用叶片泵的要点分析…………………………………………………….……..….11
第五章单作用泵各项特点………………………………………………………………...…….12
第六章叶片泵的常见故障及排除方法……………….…………………………………..…….13
第七章叶片泵的拆装修理………………………………………….………………………..….15
7．1拆卸…………………………………………………………………………………….15
7．2修理…….………………………………………………………………………………15
7．3装配………………………………………………….…………………………………16
7．4清洁和密封……………………………………………………………………………16
第八章单作用变量泵三维建模过程分析…………………………………………………..…..17
8．1Solidwords的发展……………………………………………………………………..17
8．2零件的三维建模……………………………………………………………………….17
8．3零件的装配……….……………………………………………………………...……17
第九章变量泵零件的加工工艺过程……….………………………………………………..….18
结论………….....…………………………………..…………………………………...……..19
谢辞……………………………………………………………………………………………20
参考文献………………………………………………………………………………………21
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第一章泵的分类
1、按作用次数分不同，分为单作用叶片泵、双作用叶片泵和多作用叶片泵；
2、按排量是否可变，分为定量泵和变量泵；
3、按压力等级不同，分为中低压叶片泵（7MPa以下），中高压叶片泵（16MPa以下）
和高压叶片泵（20MPa～30MPa以下）。
第二章单作用变量叶片泵
1．1单作用变量叶片泵组成及优缺点
（1）单作用变量叶片泵的组成（如下图所示）
图1-1单作用变量叶片泵
1-中泵体2-定子3-转子4-叶片5-螺钉6-传动轴
7-套筒8-弹簧9-端盖10-螺钉11-螺钉
单作用叶片泵由定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等组成。
（2）单作用叶片泵的优缺点
优点：
流量可调，其中限压式叶片泵，当泵的出口压力有变化时，流量可自行调节。
缺点：
①由于径向液压力只作用在转子表面的半周上，因此转子承受的径向力不平衡，轴承
所受的径向力大，降低了轴承的寿命，泵的压力难于提高。
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②转子做等速转动，但流量有脉动。
③若输出流量相同，体积比双作用叶片泵大。
单作用叶片泵一般不作为定量能源使用，用量最多的是限压式变量泵，其参数范围是：
转速1450～1800r/min,流量12～60L/min,压力调节范围0～6.3Mpa.
(3)双作用泵的优缺点：
优点：流量脉动小，噪声低，轴承受力平衡，使用寿命长，单位体积的排量大，可制
成变量泵；
缺点：自吸能力较差，实用工况范围较窄，对污染物比较敏感，制造工艺较复杂。
1.2单作用式叶片泵的工作原理及结构特点
（1）单作用式叶片泵的工作原理
如图1-2所示为单作用式叶片泵的工作原理图。与双作用式叶片泵显著不同之处是，定
子1的内表面是光滑圆柱面，转子2与定子间有一偏心距e，两端的配油盘上只开有一个吸
油窗口和一个压油窗口。转子旋转时，叶片3依靠离心力使其顶部与定子内表面相接触。因
此，必须保证单作用叶片泵转动时，叶片相对于转动方向为后倾。由于配油盘上开有吸、压
油窗口各一个，那么，转子旋转一周，叶片在转子槽内往复运动一次，每相邻两叶片间的密
封容积产生一次增大和减小的变化，并完成一次吸油、压油过程，故称为单作用式叶片泵。
又因为转子、轴和轴承等零件承受的径向液压力不平衡，因此这类泵又称为非卸荷式叶片泵，
其额定压力不超过7Mpa。对于单作用式叶片泵，只要改变其偏心距e的大小，就可以改变
泵的排量和流量，故单作用式叶片泵常做成变量泵。
1-定子2-转子3-叶片
图1-2单作用式叶片泵的工作原理图
（2）单作用式叶片泵的结构特点
转子转一周，吸、压油各一次，称为单作用；吸、压油口各一半，径向力不平衡，称
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为非卸荷。当单作用叶片泵叶片处于压油区时，叶片底部通压力油；当叶片处于吸油区时，
叶片底部通低压油，叶片的顶部和底部相通，它们的液压力平衡，避免了叶片与定子内表面
严重磨损的问题。如果在吸油腔叶片底部仍通压力油，叶片顶部就会给定子内表面以较大的
摩擦力，以致减弱了压力反馈的作用。
单作用叶片泵的结构复杂，轮廓尺寸大、相对运动的机件多、泄漏较大、噪声较大；
轴上承受不平衡的径向液压力，导致轴及轴承磨损加剧，因此额定压力不能太高；容积效率
和机械效率都没有定量叶片泵高。但是，它能够实现变量，在功率利用上较为合理。
泵的定子内表面为圆柱面，与转子中心存在偏心距e,配流盘上只有一个吸油口和一个排
油口，转子上的径向液压力不对称，转子上存在不平衡力。改变定子与转子偏心距的方向
也就改变了泵的吸、压油口，即原来的吸油口变成压油口，原来的压油口变成吸油口；
改变上述偏心距的大小意味着改变了泵的排量。当偏心量为零时，密封容腔不会有容
积变化，因此也就不具备液压泵的工作条件了。同样道理，为了使叶片运动自如、减小
磨损，叶片槽通常向后倾斜，这是因为叶片底部分别通吸压油，所以叶片顶部和底部受力
平衡，叶片向外运动时主要靠旋转时的惯性力。
图1-3叶片泵的转子与配流盘
a－转子b－配流盘
①定子和转子偏心安装
移动定子位置以改变偏心距，就可以调节泵的流量。偏心反向时，吸油压油方向也相
反。通过改变偏心距
e
来改变排量，通常单作用叶片泵做成变量泵。
②叶片后倾
如图1-3为了减小叶片与定子间的磨损，叶片底部油槽采用在压油区通压力油、在吸油
区与吸油腔相通的结构形式，因而，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这样，叶片
仅靠旋转时所受的离心力作用向外运动顶在定子内表面。根据力学分析，叶片后倾一个角度
更有利于叶片向外伸出，通常后倾角为24°。
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③径向液压力不平衡
由于转子及轴承上承受的径向力不平衡，所以，该泵不易用于高压，其额定压力不能
超过7Mpa。单作用叶片泵的叶片数取奇数，以减小流量脉动率。
（3）单作用式叶片泵结构特性分析
①密封
叶片泵工作时，排油腔的压力油有可能通过径向间隙和轴向间隙向吸油腔泄漏，所以，
保证这两处间隙的密封是提高叶片泵容积效率的必然途径。
径向间隙是指叶片顶端于定子内表面的间隙，压力油通过位于过渡密封区的叶片顶端
间隙向吸油腔泄漏，其泄漏途径很短，所以影响最大，为保证叶片与定子内表面接触，通常
采用以下2条措施：
a.利用离心力使叶片贴紧定子内表面。这种方法最简单，但不大可靠。当叶片位于过渡
密封区时，一侧的压力油通过径向间隙泄漏，同时给叶片一个回缩的压力，有可能克服离心
力而使叶片与定子内表面脱离接触，导致泄漏增大。
b.利用向叶片底槽通入压力油，使叶片可靠伸出。但在吸油区叶片上下压力差很大，将
加速叶片与定子内表面的磨损，所以，为解决这个问题，通常只能在排油区和过渡密封区向
叶片底槽通入压力油，而在吸油区叶片底槽则与吸油腔相通，使叶片上下液压力平衡，减小
叶片与定子间的磨损。
②径向液压力
单作用叶片泵一侧为排油腔，另一侧为吸油腔，始终存在不平衡的径向液压力，其值F
为：
F=PDB
式中P-排油腔与吸油腔的压力差
D-定子内圆直径
B-转子宽度
由于存在径向液压力，使泵轴和轴承要承受很大的径向载荷，因此单作用叶片泵又称
非卸荷泵。这个缺点限制了泵的工作压力的提高，因而单作用叶片泵通常为中低压泵，其压
力一般不超过7MP。
③过渡密封区与困油
为防止叶片泵吸排油腔串通，过渡密封区的包角应略大于相邻两叶片的夹角，所以，
在俩叶片位于此区时，其间也要形成一个闭死容积，产生困油；由于泵的偏心距不大，闭死
的容积的变化也不大，因此困油不严重，不一定采用单独的卸荷措施。
1.3内、外反馈式变量叶片泵
单作用叶片泵有一个颇有价值的特点：它可以通过改变转子和定子的偏心距e来调节泵
的流量，使液压系统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。偏心量e的改变实
际上只能靠移动定子来实现，因为转子及传动轴的位置是被原动机的轴所限定了的。常用的
变量叶片泵有内反馈式和外反馈式。
（1）内反馈式变量泵的工作原理（如图1-4）
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图1-4内反馈式变量泵的工作原理
1-转子2-调节螺钉3-定子4-最大流量调节螺钉
5-弹簧6-弹簧预压缩量调节螺钉
配油盘的吸、压油窗口相对定子与转子的中心连线是不对称的，存在偏θ角，因此泵
在工作时，压油区的压力油作用于定子的力F也偏了一个θ角，这样F的水平分力Fx，当
水平分力超过调压弹簧调定的限定压力时，定子移动，定子与转子的偏心量减少，使泵的输
出流量减少。这种泵是依靠压力油压力直接作用在定子上来控制变量的，称为内反馈限压式
变量叶片泵。
（2）内反馈式变量泵的特点：
①径向力不平衡。由于是单作用式，转子和轴的受力不平衡，使轴承的径向负荷较大，
这是提高泵工作压力的障碍。定子也受不平衡的液压力，水平分力调压弹簧承受，向上的液
压分力由噪声调节螺钉承受。若定子水平中心线和转子的水平中心线不重合，泵就会产生噪
声。
②轴向间隙不可调。定子、转子和叶片都要运动，因此它们的厚度都要小于两配油盘
之间的长度，其间隙由它们的厚度与泵体的厚度公差控制，不可调节，而且比双作用式叶片
泵的轴向间隙稍大，因此容积效率相对较低。这也是变量叶片泵高压化的障碍。
③叶片底部的通油槽采取高压区通高压、底压区通低压，以使叶片顶、底部受力平衡，
叶片只靠离心力甩出，减小叶片与定子之间的磨损。
④叶片的倾角。变量叶片泵转子叶片槽相对旋转方向应往后倾斜一个角度，因为叶片
两端的液压力是平衡的，在停机时间较长或介质清洁度较差的情况下起动时，只靠离心
力使叶片甩出是不够的。如果使叶片后倾，起动时叶片所受的切向惯性力（由角加速度
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所产生）与叶片的离心力的合力尽量与槽的倾斜方向一致，则有助于叶片迅速甩出。内
反馈限压式变量泵只能单向变量。
（3）外反馈式变量泵的工作原理（如图1-5）
图1-5外反馈式变量泵的工作原理
1-转子2-调节螺钉3-定子4-最大流量调节螺钉
5-柱塞6-弹簧7-弹簧预压缩量调节螺钉
转子1中心固定，定子3可以左右移动，配油盘的吸油窗口和压油窗口沿定子与转子
的中心线对称布置，泵出口压力油P经泵内通道引入柱塞缸作用于柱塞5上，。在泵未运转
时，定子在弹簧6的作用下，紧靠柱塞5，柱塞5靠在螺钉4上。这时，定子与转子有一初
始偏心量eo的大小。
泵工作时，当泵出口压力较低时，作用在柱塞上的液压力小于弹簧作用力，即
PA 式中，k为弹簧刚度；x为偏心量为eo时的弹簧的预压缩量。此时定子与转子的偏心量最大， 输出的流量最大。随着外负载的增加，泵出口的压力增大，当压力P达到限定压力Pb时 PbA=kx 调节调节螺钉7，可改变弹簧的预压缩量x，即可改变限定压力Pb的大小。当压力进一步 提高，达到PA>kx 若不考虑定子移动的摩擦力，液压力克服弹簧力推动定子左移，泵的偏心量减少，泵的输出 流量减少。若偏心量减少时，弹簧的附加压缩量为x’定子移动后的偏心量为e，则 e=eo-x 这时定子上的受力平衡方程是 PA=k(x+x’) 所以e=eo-A(P-Pb)/k(P>=Pb) 9 上式表示了泵的偏心量随工作压力的变化的关系。泵的工作压力越高，偏心量越小，泵的输 出流量越少。当P=k(eo+xo)/A时，泵的输出流量为零。控制定子移动的作用力是将液压泵 出口的压力油引到柱塞上，然后再加到定子上去，这种控制方式称为外反馈式。 1.4限压式变量泵的特性曲线（如图1-6） Q A Qo Q B Pb Pc C 图1-6限压式变量泵的特性曲线 图中AB线段表示工作压力P 变化，这是因为有泄漏的原因）。B点称为拐点，Pb表示泵为最大流量时可达到的最高压力 （称为限定压力）。曲线上BC段表示工作压力P>Pb后，输出流量开始变化，即流量随压力 升高而自动减小，直到C点为止，这时流量为零。压力Pc称为极限工作压力。泵的最大流 量由调节螺钉4调节（见图1-4），它可以改变A的位置，可使线段AB上下平移，即可得 到不同的最大流量；调节限压螺钉6可调节限定压力Pb，可使B点左右移动，这时线段BC 左右平移；若改变限压弹簧的刚度K，则可以改变线段BC斜率。 限压式变量叶片泵对既要实现快速行程，又要实现工作进给（慢进）的执行元件来说 是一种合适的油源。快速行程需要大流量，工作压力低，正好使用特性曲线的AB段，工作 进给时负载压力升高，需要流量减少，正好使用其特性曲线的BC段，因而合理调整拐点压 力Pb是使用该泵的关键。这种泵广泛用于要求执行元件有快速、慢速和保压阶段的中低压 系统中，有利于节能和简化回路。 第三章单作用叶片泵的排量和流量 （1）排量 泵的排量为 2/ 21 ZVVV p Z Z eReRB 2 22 eBR2 (m3/rad) 式中R——定子内表面长圆弧半径； r——定子内表面短圆弧半径； 10 B——转子或叶片宽度； Z——叶片数。 （2）流量 pvpv eBRvq2 (m3/s) 式中e——定子和转子的中心距 w——转子角速度 npv——泵的容积效率 单作用叶片泵定、转子偏心安装，故改变转子和定子的偏心距，即可改变排量， 故可做变量泵，其体积变化不均匀。因为有流量脉动的影响，所以叶片应取奇数，一般为 13和15 第四章单作用叶片泵的要点分析 1、两相邻叶片转到吸、排油口间的密封区时 所接触定子曲线不是与转子同心的圆弧 密封区的圆心角略大于相邻叶片所占圆心角 叶间工作V先略有增大，然后略有缩小，会产生困油现象，但不太严重 通过在排出口边缘开三角形卸荷槽的方法即可解决。 2、定子、转子和轴承受径向力作用 属非卸荷式叶片泵 工作P不宜太高 流量Q的均匀性也比双作用泵差，移动定子可改变偏心的方向及大小 3、作用力Fx 配油盘中线相对于定子中线顺转向偏转了θ角 排油P对定子的作用力F便在定子中线方向产生分力Fx 当Fx小于补偿器弹簧预紧力时: 定子与转子的偏心距保持最大值 泵的流量Q随排出油压P增加而稍有降低，如特性曲线中AB段所 示 当排压大于PB时，Fx增大使定子向减小e的方向移动 泵的Q即随排压增加而迅速降低 当升到Pc时，e减小，Qt=漏泄量，则Q=0，有Pmax。 4、调节螺钉10和11 增大弹簧预紧力，PB,Pc增大，特性曲线BC段右移 弹簧刚度越小，则BC段越陡，Pc与PB,越接近 螺钉11可变泵的最大e，而改变Qmax，AB段就上下平移 11 第五章单作用泵的注意事项 1、定子过渡曲线必须设计成使叶片在叶槽中移动速度的变化尽可能小，以免产生太大 的惯性力，导致叶片与定子的脱离或冲击。 2、单作用叶片泵由于叶片在转过吸入区时向外伸出的加速度较小，单靠离心力即足以 保证叶片贴紧定子。 3、吸入口流速不能太高，否则，流动阻力太大，在吸油时就可能产生气穴现象。 4、右盘通排油腔。左盘的对应位置上也开有不通的排口(盲孔)，使叶片两侧受力平衡。 5、盘上密封区的圆心角ε必须两叶片之间的圆心角2／Z，否则会使吸、排口沟通 6、而定子圆弧段的圆心角应大于或等于ε，以免产生困油现象 7、盘上三角节流槽使相邻叶片间的工作空间在从密封区转入排出区时，能逐渐地与排 出口相沟通，以免P骤增，造成液击和噪声，并引起瞬时流量的脉动 8、影响叶片泵容积的效率的内部漏泄途径有： 配油盘与转子及叶片侧端轴向间隙对ηv影响最大 叶片顶端与定子内表面的径向间隙，可自动补偿 叶片侧面与叶槽的间隙， 9、单作用叶片泵对工作条件要求较严 a)叶片抗冲击较差，较容易卡住，对油液清洁度和粘度比较敏感。 b)端面间隙或叶槽间隙不合适都会影响正常工作。 c)n一般在500—2000r／min范用内．太低则叶片可能因离心力不够而不能压紧 在定子表面 10、单作用叶片泵结构较复杂，零件制造精度要求较高。除需防干转和过载、防吸入空 气和吸入真空度过大外，还要在泵转向改变时，使其吸排方向也改变。叶片泵都有规定的转 向，不允许反转，因为转子叶槽有倾斜，叶片有倒角，叶片底部与排油腔通，配油盘上的节 流槽和吸、排口是按既定转向设计，可逆转的叶片泵必须专门设计。叶片在叶槽中的间隙： 太大会使漏泄增加；太小则叶片不能自由伸缩，会导致工作失常。油液的温度和粘度：一般 不宜超过55℃，粘度要求在17～37mm2／s之间。粘度大则吸油困难；粘度小则漏泄严重。 第六章叶片泵的常见故障及排除方法 叶片泵在工作时，抗油液污染能力差，叶片与转子槽配合精度也较高，因此故障较多， 叶片泵常见故障产生的原因分析及排除方法如下： 1、叶片泵噪声大 （1）原因分析 ①吸入管道漏气； ②吸油不充分； ③泵轴和原动机轴不同心； ④油中有气体； ⑤泵转速过高； ⑥泵压力过高； 12 ⑦轴密封处漏气； ⑧油液过滤精度过低导致叶片在槽中卡住； ⑨变量泵止动螺钉调整失当； （2）排除方法 ①检查管道各连接处，并予以密封、紧固； ②补充油液至最低标线以上；清洗过滤器或选用通流量为泵流量2倍以上的滤油器； 清洗管道，选用不小于泵入口通径的吸入管；选用推荐黏度工作油。 ③重新安装达到说明书要求精度； ④补充油液或采取结构措施，把回油口侵入油面以下； ⑤采用推荐转速范围； ⑥降压至额定压力以下； ⑦更换油的密封装置； ⑧拆洗修磨泵内脏件并仔细重新组装，并更换油液； ⑨适当调整螺钉至噪声到达正常； 2、叶片泵的容积效率低、压力提不高 （1）原因分析 ①个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至卡住； ②叶片装反； ③定子内表面与叶片顶部接触不良； ④叶片与转子叶片槽配合间隙过大； ⑤配油盘端面磨损； ⑥油液黏度过大或过小； ⑦电机转速过低； ⑧吸油口密封不严，有空气进入； ⑨出现空穴现象； （2）排除方法 ①检查配合间隙（一般为0.01-0.02mm），若配合间隙过小应单槽研配； ②纠正装配放向； ③修磨工作面（或更换配油盘）； ④根据转子叶片槽单配叶片，保证配合间隙； ⑤修磨配油盘端面（或更换配油盘）； ⑥测定油液黏度，按说明书选用油液； ⑦检查转速，排除故障根源； ⑧用涂脂法检查，拆卸吸油管接头，清洗干净，涂密封胶装上拧紧； ⑨检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液黏度等，排除气穴现象； 3、油液吸不上，没有压力 13 （1）原因分析 ①电动机转向不对； ②油面过低，油液吸不上； ③叶片在转子槽内配合过紧 ④油液黏度过高，使叶片移动不灵活； ⑤泵体有砂眼，高低压油互通； ⑥配油盘在压力油作用下变形，配油盘与壳体接触不良； （2）排除方法 ①纠正电动机的旋转方向； ②定期检查油箱的油液，并加油至油标规定线； ③单独配叶片，使各叶片在所处的转子槽内移动灵活； ④更换粘度低的L-AN15机械油； ⑤更换泵体； ⑥修整配油盘的接触面； 4、振动过大 （1）原因分析 ①泵轴与电动机轴不同心； ②安装螺钉松动； ③转速或压力过高； ④油液过滤精度过低，导致叶片在槽中卡住； ⑤吸入管道漏气； ⑥吸油不充分； ⑦油液中有空气； （2）排除方法 ①重新安装达到说明书要求精度； ②拧紧螺钉； ③调整至许用范围以内； ④拆洗修磨泵内脏件，并仔细重新组装，并更换油液或重新过滤油箱内油液； ⑤检查管道各连接处，并予以密封、紧固； ⑥补充油液至最低标线以上；清洗过滤器或选用通流量为泵流量2倍以上的虑油器； 清洗管道，选用不小于泵入口通径的吸入管；选用推荐黏度工作油； ⑦补充油液或采取结构措施，把回油口侵入油面一下； 5、外渗漏 （1）原因分析 ①密封老化或损伤； ②进出油口连接部位松动； 14 ③密封面磕碰； ④外壳体砂眼； （2）排除方法 ①更换密封； ②紧固螺钉或管接头； ③修磨密封面； ④更换外壳体； 第七章叶片泵的拆装修理 7.1拆卸 ①松开前盖（泵轴端）各连接螺钉，取下各螺钉急泵盖。 ②松开后盖各连接螺钉，取下螺钉及后盖。 ③从泵体内取出泵轴及轴承，卸下传动键。 ④取出用螺钉（或销钉）连接由左右配油盘、定子、转子组装成的部件，并将此部件解 体后，妥善放置好叶片、转子等零件。 ⑤检查各O形密封圈，已损坏或变形严重者更换。 ⑥检查泵轴密封的两个骨架油封，如其阻油唇边损坏或自紧式螺旋弹簧损坏则必须更 换。 ⑦把拆下来的零件用清洗煤油或轻柴油清洗干净。 7.2修理 （1）配油盘修理 如配油盘磨损和拉伤深度不大（小于0.5mm），可用平磨磨去伤痕，经抛光后再使用。 但修磨后，由于卸荷三角槽变短可用三角锉适当修长。否则，对消除困油不利。 （2）定子的修理 无论是定量还是变量叶片泵，定子均是吸油腔这一段内曲线容易磨损。变量泵的定子 内表面曲线为一圆弧曲线。定量泵的定子内表面曲线由四段圆弧曲线和四段过渡曲线组成， 内曲线磨损拉伤不严重时，可用细砂布或油石打磨后可继续使用。 （3）转子的修理 转子两端面易磨损拉毛，叶片槽磨损变宽等现象。若只是两端轻度磨损，抛光后可继 续再用。 （4）叶片的修理 叶片的损坏形式主要是叶片顶部与定子内表面相接触处，以及端面与配油盘平面相对 滑动处的磨损拉伤，拉毛不严重时稍加抛光再用。 7.3装配 修理后的叶片泵装配步骤和注意事项如下： （1）清除零件毛刺。 15 （2）用煤油或轻柴油清洗干净全部零件。 （3）将叶片涂上润滑油装入各叶片槽。注意叶片方向，有倒角的尖端应指向转子上叶 片槽倾斜方向。装配在转子槽内的叶片应移动灵活，手松开后由于油的张力叶片一般不应下 掉，否则，配合过松。定量泵配合间隙0.02-0.025mm，变量泵0.025-0.04mm。 （4）把带叶片的转子与定子和左右配油盘用销钉或螺钉组装成泵心组合部件。定子和 转子与配油盘的轴向间隙应保证在0.045-0.055mm，以防止泄漏增大。叶片d宽度应比转子 厚度小0.01-0.05mm。同时，叶片与转子在定子中应保持正确的装配方向，不得装错。 （5）把泵轴及轴承装入泵体。 （6）把各O形密封圈装入相应的槽内。 （7）把泵心组件穿入泵轴与泵体合装。此时，要特别注意泵轴转动方向叶片倾角方向 之间的关系，双作用叶片泵指向转动方向，单作用叶片泵背向转动方向。 （8）把后泵盖（非动力输入端泵盖）与泵体合装，并把紧固螺钉装上。注意紧固螺钉 的方法：应成对角方向均匀受力，分次拧紧，并同时手转动泵轴，保证转动灵活平稳，无轻 重不一的阻滞现象。 （9）把两个骨架油封涂润滑油转入前泵盖，不要损坏油封唇边，注意唇边朝向（两者 背靠背），自紧弹簧要抱紧不投落。 (10)前泵盖穿入泵轴与泵体合装，装上传动键。 (11)用塑料堵封好油口。 7.4清洁与密封 在拆装叶片泵时，要随时随地注意保持清洁，杜绝污物、灰尘落入泵内。 拆装清洁过程中，禁用棉纱、破布擦洗零件，以免把脱落的棉纱头混入液压系统。应 当使用毛刷和绸布。 不允许使用汽油清洗橡胶密封圈。 叶片泵为精密机件，拆装过程中，所有零件应保持轻拿轻放，切勿敲打撞击。 第八章单作用变量泵三维建模过程分析 8.1Solidwords软件的发展 随着我给改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 WTO后，作为制造业基础的模具行业今年也得了迅速的发展。模具是工业生产的基础工艺 装备，在电子、汽车、电机、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件，都依靠模具 成型。CAD/CAM、数控加工都是快速成型的先进制造技术，随着它们的发展，三维数字化定 义的数字化制造方式逐渐在取代二维的设计。Solidwords软件就是一个基于Windows操作 平台的三维设计软件，它由著名的三维CAD软件开发供应商Solidwords公司发布，利用 CAD/CAM软件进行三维造型和数控编程是现代产品设计和制造的重要实现手段。 Solidwords软件的功能强大，是一个基于特征、参数化的实体造型系统，具有强大的 实体建模功能，同时，也提供了二次开发的环境和开发的数据结构。它可以实现实物的拉伸， 切除，旋转，镜像，阵列，抽壳等基本的三维操作外，还可通过添加各种插件实现产品的三 维建模、装配效验、运动仿真、有限元分析、加工仿真、数控加工及加工工艺的制定，以保 16 证产品从设计、工程分析、工艺分析、加工模拟、产品制造过程的数据的一致性，从而真正 实现产品的数字化设计和制造，并大幅度提高产品的设计效率和质量。 8.2零件的三维建模 根据单作用变量泵各组成零件的实际尺寸及形状，经测绘后利用Solidword三维建模软 件对它们进行建模，最后把所以的零件模型再装配起来，形成整体的变量泵实体。现举例说 明变量泵零件转子的三维建模过程，如下： （1）在Solidword的一个草图中，选择前视基准面，在上面绘制一个圆，标准直径尺 寸为66mm，在特征工具栏中选择拉伸凸台，拉伸高度为38mm，就形成了一个直径为66， 高度为38的圆柱体； （2）选择前视基准面，以圆柱体中心为圆心，再画一个直径为30mm的圆，再画出键 槽的高度和宽度，与圆形相交成为一个封闭的图形。再选择特征工具栏中的拉伸切除，完全 贯穿拉伸，定子的内径及键槽就成形了。 （3）选择倒角工具，以圆柱体两底面圆形边为倒角参数，距离为5mm，角度为45°， 确定后对定子模型进行倒角。 （4）选择前视基准面，绘制中心线，在圆柱体的截面上按尺寸绘制叶片槽的宽度及深 度，形成封闭图形。再选择圆周草图阵列，以圆柱中心为阵列圆心，周向阵列15个叶片槽 图形。选择特征工具栏中的拉伸切除，进行完全拉伸切除。定子的建模就算完成了。 其它零件仍然按照Solidword建模步骤进行建模，其尺寸和零件形状都和实际的相同。 8.3零件的装配 在所有零件都建完模后，就进行总的装配。每个零件都有六个自由度，装配实际上就是 限制它本身的自由度，使其能按照规定的动作运动。打开“零件和其它装配体的3D排列”， 第一个插入的默认为固定的，然后依次打开其余零件，按照配合要求进行转配。标准配合的 条件有零件面与面的重合、面与面的平行、面与面的垂直、曲面与面的相切、圆柱体之间的 同轴心等，高级配合的条件有对称配合、凸轮配合、宽度配合、齿轮配合等。通过各种配合 将零件组装成实体，但是，在装配过程中不能重复配合，即不能重复限制同一个自由度。 第九章变量泵零件的加工工艺过程 右泵体是变量泵中较为复杂的零件之一，现对它的加工工艺过程进行分析。右泵体底 面是进油口和出油口，其油道分别通入泵体内，所以右泵体是经过铸造加工得到实体。然后 铣平底面，再铣两侧面以及铣泵体的外端面和内端面，接着钻四个底座孔，钻泵体上八个螺 纹孔。右泵体零件就加工完成了。 17 右泵体加工工艺过程： 序号加工内容 05铸造 10铣底面A 15铣侧面B 铣侧面C 20铣D面 25铣外端面F 铣内端面G 30钻4个直径为13的孔 35钻8个直径为6的孔 攻螺纹孔 40去毛刺 结论 通过一个月的毕业设计，使我对变量泵有了深刻了解，对其工作原理能充分掌握，对其 内部结构有客观的认识。在设计过程中遇到许多问题，例如在三维建模时与实际泵体尺寸不 合，没注意一些细小的地方，然而却造成严重的错误；在泵体内有油液的流动，需要非常严 格的密封，在端部的配合上也需仔细考虑；在进行装配时，由于零件间的配合不对，造成无 法正确装配等问题。但是，经过一个月的设计，我克服了一个个问题，完成了此次设计任务。 在对变量泵进行拆装测绘时，也看到了一些不足之处，单作用叶片泵由于径向液压力 只作用在转子表面的半周上，因此转子承受的径向力不平衡，轴承所受的径向力大，降低了 轴承的寿命，泵的压力难于提高；转子做等速转动，但流量仍有脉动；在输出流量相同时， 它的体积比双作用叶片泵大。因此，若在开发设计中，重点注意单作用叶片泵的径向受力上， 使其能达到径向平衡，减小轴承受力，延长其寿命，则可提高泵的压力，从而提高其工作效 率。当然，泵体的密封问题也是至关重要的，在限压式变量泵的特征曲线图1-5中就可以清 18 楚的看到，在泵处于最大流量时，理论上应是图中的虚线，但是，由于泵体内油的泄漏无法 完全避免，因此，它的实际流量却成AB段，比理论值减小了许多。单作用叶片泵最大的优 点就是，它可以通过改变转子和定子的偏心距e来调节泵的流量，使液压系统在工作进给时 能量利用合理，效率高，油的温升小。而且，单作用叶片泵一般都可作为变量泵。 19 谢辞 大学生活即将结束，我与学校共发展，在校间我见证了学校三年来的发展历程，为学 校的建设也贡献了自己的一份力量。同时，学校也给予了我成长的空间，在这三年里，不仅 仅是知识上得到了扩充，更在自身文化素养上得到了升华。作为当代大学生，我感到了肩上 的重担，是成都电子机械高等专科学校赋予了我展翅翱翔的翅膀，我将飞向远方去完成那份 使命。我为母校而自豪，真心感谢它对我的培养。 通过一个月的努力，我终于按时完成了毕业设计任务，能顺利完成此次设计要真诚感 谢给予我指导者李虹霖老师，他给了我许多建议，帮助我解决了许多问题，非常谢谢他细心 地指导我完成毕业设计。 在此，我要感谢在学校教过我的每位老师，特别是教专用机床的许晓旸老师、教夹具 和工艺的陈勇老师、教液压传动的肖卫平老师、教刀具的宋明老师、教数控技术的欧彦江老 师等，他们教会我许多专业知识，为我在毕业设计和以后的工作中奠定了结实的基础。他们 是我的良师，更是我将来事业的引路人。 同时，还要感谢我的同学，是在他们的共同帮助下，我顺利的完成了此次任务，在大 学生活学习其间，我们共同努力，共同进步，他们是我的同窗，更是我的益友。 最后，我要感谢我的父母，是他们含辛茹苦的供养我读完大学，满足我经济和物质上 的要求。 20 参考文献 《液压与气压传动》雷秀主编机械工业出版社20056 《液压与气动技术》李新德主编中国商业出版社20066 《液压传动》任占海主编冶金工业出版社199710 《液压传动》时彦林主编化工工业出版社200510 《液压传动》李寿刚主编北京理工大学出版社19933 《液压传动与气压传动》何存兴张铁华主编华中科技大学出版社20068 《液压与气动技术》朱新才主编重庆大学出版社20032 《液压与气压传动》宋锦春苏东海张志伟主编科技出版社20066 Solidwords机械设计实用教程侯永涛黄娟主编化学工业出版社20063 Solidwords机械设计实例精解曹岩主编机械工业出版社20067 Solidwords动画演示与运动分析实例解析江洪陆利锋魏峥主编 机械工业出版社20061