葉片泵是常見(jiàn)的幾種液壓泵之一，它具有流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在各類液壓泵中，葉片泵結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，輸出排量較大，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
本文也PFE系列葉片泵為例，介紹了柱銷式葉片泵的工作原理，以及其設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，設(shè)計(jì)中主要對(duì)葉片傾角及定子曲線進(jìn)行了著重分析，介紹了葉片泵噪聲、壽命與維護(hù)。設(shè)計(jì)中選擇了現(xiàn)在已越來(lái)越得到更多人承認(rèn)的葉片傾角為零的觀點(diǎn)，定子曲線的設(shè)計(jì)也沒(méi)有拘泥于傳統(tǒng)的等加速等減速曲線等。
一、概述
（一）雙作用葉片泵的概述
葉片泵具有流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)床、工程機(jī)床、船舶、壓鑄及冶金設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)有。低中壓葉片泵的工作壓力一般為8Mpa，中高壓葉片泵的工作壓力可達(dá)25至32Mpa，泵的轉(zhuǎn)速范圍為600-2500r/min。其缺點(diǎn)是對(duì)油液的污染較齒輪泵敏感，又因葉片甩出力，吸油速度和磨損等因素的限制。此外，與齒輪泵相比，葉片泵的制造工藝要求也較高。葉片泵是由轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉片沿定子表面滑動(dòng)進(jìn)行工作的。
（二）PFE柱銷葉片泵的結(jié)構(gòu)剖析
為本次設(shè)計(jì)的PFE-41085柱銷式葉片泵，PFE柱銷式葉片泵主要由泵體、泵蓋、定子、轉(zhuǎn)子、葉片、前后配流盤、柱銷、傳動(dòng)軸等組成。和其他雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)和工作原理相類似，不同之處是：為了減小吸油腔處作用在定子上的作用力，在葉片下面裝一個(gè)小柱銷，壓力油始終通柱銷底部，將葉片推向定子，而葉片頂部與兩側(cè)有圓弧槽與底部溝通，故葉片受力基本平衡，由于柱銷直徑很小，作用在定子上的力也就很小，故泵的工作壓力很高。
和其他葉片泵一樣，柱銷葉片泵定子的腰圓形內(nèi)表面由兩段半徑為R的圓弧和兩段半徑為r的小圓弧以及四段連接大小圓弧的平滑過(guò)渡曲線組成。葉片可以在葉片槽內(nèi)自由滑動(dòng)。
柱銷位于銅套和葉片之間，可在柱銷孔內(nèi)滑動(dòng)。轉(zhuǎn)子、葉片、定子都夾在前后配流中間，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片受離心力而緊貼定子內(nèi)表面，起密封作用，將吸排油腔隔開(kāi)。當(dāng)轉(zhuǎn)子與葉片從定子內(nèi)表面的小圓弧區(qū)向其大圓弧區(qū)移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)封油葉片之間的容積增大，通過(guò)配流盤上的配流窗口（吸油槽）吸油；由大圓弧區(qū)移向小圓弧區(qū)時(shí)，通過(guò)配流盤上的配流窗口（排油槽）排油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，葉片在葉片槽內(nèi)往復(fù)兩次，完成兩次吸排油過(guò)程。
PFE 柱銷葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：
1.PFE柱銷葉片泵的兩吸排油腔均對(duì)稱布置，故作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力互相平衡；
2.柱銷底部通高壓油，減小了葉片對(duì)定子內(nèi)表面的壓緊力，從而減小了定子對(duì)葉片的磨損；
3.在轉(zhuǎn)子外圓上開(kāi)有倒角，在定子的進(jìn)油側(cè)打有進(jìn)油孔，外圓上倒有45°的倒角，增大了泵的通油面積，從而提高了泵的吸油能力；
4.柱銷葉片泵的兩配流盤得兩端面都通高壓油，其壓力大于轉(zhuǎn)子接觸之“前面”的油壓壓力，工作時(shí)配流盤會(huì)自動(dòng)貼緊定子、轉(zhuǎn)子端面，使轉(zhuǎn)子與配流盤間保持較小的間隙，從而提高了容積效率。
二、設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)過(guò)程
（一）設(shè)計(jì)原始參數(shù)本次設(shè)計(jì)的原始參數(shù)如下：
額定工作壓力：P=17.5Mpa；排量：V=85ml/r；額定轉(zhuǎn)速：n=1500r/min；要求配流盤結(jié)構(gòu)具有避免配流沖擊、降低振動(dòng)和流體噪聲的作用；確定綜合性能優(yōu)的定子曲線。
(二)PFE柱銷式葉片泵設(shè)計(jì)過(guò)程
1. 查閱資料文獻(xiàn)，明確任務(wù)，確定設(shè)計(jì)方案；
2. 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，包括流量、功率和扭矩的計(jì)算，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析；
3. 結(jié)合前面已知和計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)主要零件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)及尺寸，包括對(duì)葉片的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、定子的設(shè)計(jì)、配流盤的設(shè)計(jì)和泵軸的設(shè)計(jì)；
4. 對(duì)所設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行受力分析和性能校核。包括對(duì)葉片的強(qiáng)度校核、轉(zhuǎn)子槽根部強(qiáng)度校核、定子滿足葉片不脫空驗(yàn)算、配流窗口流速驗(yàn)算和泵軸強(qiáng)度校核；
5. 泵的噪聲及壽命分析。
