摘 要
叶片泵是向泵体系统提供一定流量和压力的水液的动力元件,它是每个泵体系统中不可缺少的核心元件,合理的选择叶片泵对于泵体系统的能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要
本设计对叶片泵进行了分析,主要分析了叶片泵的分类,对其中的结构,例如,叶片泵的结构型式﹑结构型式﹑结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算.还有对缸体的材料选用以及校核很关键;最后对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点.该设计最后对叶片泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望.
关键词: 叶片泵,泵体系统,结构型式
Abstract
Vane pump is the power component that provides a certain flow and pressure of water to the pump body system. It is an indispensable core component in each pump body system. Reasonable selection of vane pump is very important for the energy consumption of the pump body system, improving the efficiency of the system, reducing the noise, improving the working performance and ensuring the reliable work of the system
This design analyzes the vane pump, mainly analyzes the classification of vane pump, analyzes and designs the structure, such as the structural type, structural type and structural type of vane pump, as well as their stress analysis and calculation. It is also very important to select and check the cylinder body material. Finally, it analyzes the variable mechanism type in detail, Finally, the advantages and disadvantages of vane pump are analyzed and the future development is prospected
Key words: vane pump, pump body system, structural type
目 录
摘 要
一、 绪论
1、 叶片泵主要特征
2、 叶片泵工作原理
二、叶片泵架材料的选择
三、泵体设计计算
1、泵体断面设计方式
2、泵体强度的计算
3、泵体变形度计算
4、运行动任稳性计算
1，底座的整体稳定
2，对泵体腹板的局部稳定性
3，受压翼缘的局部稳定性
5.电动机的选择
5.1电动机功率计算
5.2 选择电机
5.3电机的启动条件的校核
6 排量﹑流量与叶片效率
1 扭矩与机械效率
2 功率与效率
四，叶轮的设计方法：
1叶片距离的设计
2、叶轮中央断面设计
3、叶片泵最大泵压设计
1，泵体的整体稳定
2，对泵体局部稳定性
3，受压局部稳定性
五，叶轮的设计：
(1)当载荷移到左端极限位置时，各车轮泵压
⑵当载荷移到右端极限位置时各车车轮泵压(由于没有操纵室所以两端对称）：
⑶当泵体空载时
六、叶轮连接方式
1、主、叶轮连接形成及受力分析
2、螺栓拉力的计算
致谢
参考文献
一、绪论
1、 叶片泵主要特征
随着工业技术的不断发展，泵体传动也越来越广，而作为泵体传动系统的叶片泵就显得更加重要了。在叶片式叶片泵中，惟有叶片泵是实现高压﹑高速化﹑大流量的一种最理想的结构，在相同功率情况下，径向往塞泵的径向尺寸大、径向力也大，常用于大扭炬、低转速工况，做为按压马达使用。而叶片泵结构紧凑，径向尺寸小，转动惯量小，故转速较高；另外，叶片泵易于变量，能用多种方式自动调节流量，流量大。由于上述特点，叶片泵被广泛使用于工程机械、起重运输、冶金、船舶等多种领域。航空上，普遍用于飞机泵体系统、操纵系统及航空发动机燃水系统中。是飞机上所用的叶片泵中最主要的一种型式。
本设计对叶片泵的结构作了详细的研究，在叶片泵中有阀配流﹑轴配流﹑端面配流三种配流方式。这些配流方式被广泛应用于叶片泵中，并对叶片泵的高压﹑高速化起到了不可估量的作用。可以说没有这些这些配流方式，就没有叶片泵。但是，由于这些配流方式在叶片泵中的单一使用，也给叶片泵带来了一定的不足。设计中对叶片泵结构中的叶轮作了介绍，叶轮一般分为三种形式；对缸体的尺寸﹑结构等也作了设计；对叶片泵的转动结构也有介绍。
正如科学技术的发展一样，现阶段科技领域中交叉学科、边缘学科越来越丰富，跨学科的共同研究是十分普遍的事情，作为泵产品的技术发展亦是如此。以屏蔽式泵为例，取消泵的轴封问题，必须从电机结构开始，单局限于泵本身是没有办法实现的；解决泵的噪声问题，除解决泵的流态和振动外，同时需要解决电机风叶的噪声和电磁场的噪声；提高潜水泵的可靠性，必须在潜水电机内加设诸如泄漏保护、过载保护等措施；提高泵的运行效率，须借助于控制技术的运用等等。这些无一不说明要发展泵技术水平，必须从配套的电机、控制技术等方面同时着手，综合考虑，最大限度地提升机电一体化综合水平。
叶片式叶片的显著缺点是结构比较复杂，零件制造精度高，成本也高，对水液污染敏感。这些给生产、使用和维护带来一定的困难。
2、 叶片泵工作原理
叶片泵腔内的往复运动，改变叶片泵腔叶片实现吸水和排水的。是叶片式叶片泵的一种。叶片式叶片泵由于其主要零件叶片泵和缸休均为圆柱形，加工方便配合精度高，密封性能好，工作压力高而得到广泛的应用。
叶片式叶片泵种类繁多，前者叶片泵平行于缸体轴线，沿轴向按叶片泵运动形式可分为纸桨式和径向往塞式两大类运动，后者叶片泵垂直于配水轴，沿径向运动。这两类泵既可做为叶片泵用，也可做为泵体马达用。
泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。在这一点上，是目前许多泵生产厂商所关注的也是努力在提高、改进的方面。而实际上，我们可以发现，有许多的产品在工厂检测符合发至使用单位运行后，往往达不到工厂出厂检测的效果，发生诸如过载、噪声增大，使用达不到要求或寿命降低等等方面的问题；而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。
二、叶片泵架材料的选择
按品质分类
(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）
按化学成份分类
(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳钢（C≥0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。
(3)灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。但灼烧后质量会增多，原因：钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁
按成形方法分类
(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。
按金相组织分类
(1) 退火状态的a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。
(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。
(3) 无相变或部分发生相变的
按用途分类
(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。
(2) 结构钢a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢c.轴承钢
(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢
(5) 专业用钢——如泵体底座用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
综合分类
(1)普通钢a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢（包括高级优质钢）：a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。
(3)工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。
按冶炼方法分类
(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。
转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。
c.电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。
静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。
综上所述，本次设计采用结构钢来设计叶片泵。
三、泵体设计计算
............略
上式中：K —— 叶片距离(k=200cm)
WX和WY—— 断面模数（ WX=550cm3和WY=452cm3）
〔σ〕—— 许用应力，由于叶轮受理复杂，一般只计算垂直载荷和歪斜侧向力，所以许用应力3号钢取〔σ〕≤1600kg／cm2
σ=653.3×200÷2×550+65.33×200÷2×452=362.3kg/cm2
所以σ＜[σ]=1600Kg/cm2。
所以经过校核是安全的。
六、叶轮连接方式
泵体与横底座是各自从独立部件的形式加工出来，通过一定的连接形式构成泵体泵体。其连接形式主要有两种，一种是通过焊接一种是通过螺栓。我国生产的泵体泵体一直采用的是焊接连接的方式。这种方式有很大优点，它的加工工艺简单，方便可行，但是生产和储存占地面积大且运输不是很方便。因此根据实际需要，我决定采用螺栓连接的方式，这样虽然会增加制造和设计的工作量，但是对于系列产品和有专门制造的设备来说，这样可以达到横底座互换，这样泵体和横底座不仅可以分别加工制造，又极大的方便了储存，可以极大的节省储存空间和方便运输。
1、主、叶轮连接形成及受力分析
本设计的主、叶轮连接是采用螺栓和减载凸缘那你结构的形式（)，泵体两端同叶轮之间各用六个M20螺栓(45号钢)连接。
这种连接结构的连接形式，经过分析可以看成是在泵体和横底座之间，垂直载荷由凸缘承受，凸缘将承受剪力以及挤压力，其拉力主要是由泵体运行时的歪斜侧向力S1和泵体支撑反力所造成的。一般水平惯性对螺栓的影响可以忽略不计。经过分析，设螺栓d受拉力最大，以下主要以螺栓d为对象进行分析。
2、螺栓拉力的计算
①泵体歪斜侧向力力矩的计算
已知：交通量Q=2000公斤 跨度L=1000cm 泵体运行速度V=45m／min
泵体歪斜侧向力矩为：MS=S·K
式中;s-歪斜侧向力，由前面计算得：S=SB=65.33公斤
k-叶片距离 k=2.0m
所以有：MS=65.33×2.0=130.66kg／m
参考文献
1.《国家泵体机械》 罗义新 主编
冶金工业出版社出版 1993年4月第一版
2.《机械零件设计手册》
东北工学院《机械零件设计手册》编写组编
3.《国家泵体机械产品样本：泵体械卷》
机械工业出版社 1991年7月北京第一版
4.《机械零件》 郑志祥 主编
高等教育出版社出版 1987年10月第二版
5.《机械设计手册》
化学工业出版社出版 1970年10月第二版
6.《泵体设计手册》
机械工业出版 1980年3月天津第一版
7.《机械零件课程设计手册》 卢颂峰主编
中央广播电视大学出版社出版 1986年1月第一版
8.《机械原理》 潘震苍 主编
高等教育出版社出版 1987年5月第一版
9.《机械零件课程设计》 汤慧瑾 主编
高等教育出版社出版 1990年5月第一版
10.《泵体式泵体》 宫本智 着
天津科学技术出版社出版
11.《机械设计师手册》
机械工业出版社出版 1989年1月第一版
