高压低噪音子母式叶片泵的制作方法

本发明是设计一种高压低噪音子母式叶片泵，属于液体定容式机械装置。广泛应用于机床、工程机械、压铸机、塑料机械、船舶机械、压力机械等液压系统中。

背景技术：

目前，在国内外已有的中高压叶片泵中，使用最多的有美国伊顿威格士公司设计的V、VQ系列子母式叶片泵，日本油研公司设计的PV2R系列的单叶片式的叶片泵等。美国伊顿威格士公司生产的V系列叶片泵，由于采用了子母式叶片结构，使母叶片在吸油区时，减少了母叶片顶部在吸油区对定子内表面的接触应力，提高了泵的使用寿命。日本油研公司生产的PV2R系列的叶片泵，由于泵的结构较为简单，泵在工作时噪音较低，工作压力比较稳定。

但是，以上几种叶片泵，它们在不同程度上也存在着不足之处。如：美国伊顿威格士公司生产的V、VQ系列子母叶片泵由于在转子外圆上设计了与转子叶片槽底部相通的斜孔，母叶片在过渡区与压油区切换时，容易发生母叶片脱空而产生噪音。从而影响了泵的使用寿命和压力的提高。还有VQ子母式叶片泵虽然压力比V泵高一些，但是由于设计结构存在错误等问题，泵的噪音很大，降低了使用寿命。日本油研公司生产的PV2R系列的叶片泵，由于叶片底部始终通压力油，不容易产生叶片脱空的现象，故噪音较低。但是叶片在吸油区时，其顶部对定子内表面的接触应力过大，泵的使用寿命较短。因此该泵也不能使用在高压的工况中。

技术实现要素：

为了克服上述叶片泵结构设计方面的存在的不足，本发明的目的是向本领域提供一种能够适应液压油作为工作介质，并且在高压工况下稳定工作的低噪音叶片泵。本设计去除了现有V、VQ系列叶片泵中在转子叶片槽22(图 3)的底部设有的与转子外圆相通的斜孔23(图3)外、并且还对V系列子母式叶片泵的定子3以及压侧8、侧板2、母叶片6的顶部形状结构重新设计，只保留子母叶片的结构形式。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高压低噪音子母式叶片泵，包括后盖1、侧板2、定子3、子叶片4、母叶片6、转子7、压力板8、前盖9、传动轴10等。本发明去除了原来V、VQ系列子母叶片泵转子外圆上沟通叶片槽22底部的斜孔23以及对压力板、侧板结构的重新设计。在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板8、侧板2上设有四段圆弧形通油槽，分别是对称分布；其中两段是通高压油的压力油槽16，另两段是通低压油的油槽18并在侧板2上的吸油窗靠近压力板压油窗V型槽15一侧设有 V型减振槽24；在定子3的两端面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20；在位于定子吸油区的曲线处设有两段长园孔形状的径向吸油通道5；较小排量的泵也可以在吸油区采用斜孔状 25；母叶片6顶部采用正圆弧形状；压力板8和侧板2上的吸油窗19所占的角度在52～54之间；在转子7两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形减振槽26，并且与转子外圆相通，不与转子槽沟通。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，其进一步特征在于所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽20，槽深3～6mm。角度为吸油区曲线的1/2。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，其进一步特征在于所述的定子3吸油区曲线处设有长园孔形状的径向吸油通道5，其角度为吸油曲线角度的3/4。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，其进一步特征在于所述的转子7两端面上位于两叶片槽之间设置圆弧形减振槽26的槽深3.5～10mm之间。

本实用新型的技术特点是去除了原来V、VQ系列子母叶片泵转子外圆上沟通叶片槽22底部的斜孔23(图4)以及对压力板、侧板结构的重新设计， (图5、图6)。在定子3两端面面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20：在位于定子吸油区的曲线处设有两段长园孔形状的径向吸油通道5；母叶片6顶部采用正圆弧形状；同时在转子槽底孔位置上采用压力分段配油的设计方法。使泵在吸油区时，母叶片6 底部通低压油，子、母叶片间小腔的压力油是通过压力板8、侧板2上的环形压力槽21引入的，并将母叶片推出，减少了母叶片6对定子3的压应力，同时又确保了母叶片6与定子3内表面的可靠接触。而在压油区时，则要求母叶片6底部的压力要稍大于顶部的压力。叶片基本处于平衡状态。由于母叶片6顶部采用正圆弧形状，使母叶片6由吸油区进入过渡区，或者由压油区进入小圆弧区都有相当于作用于母叶片6底部压力的二分之一的力作用于母叶片6的顶部，使母叶片6在这两个区域对定子的接触应力明显降低。同时避免出现母叶片6刚进入压油窗口时，其底部的压力不足，而引起母叶片 6脱空产生的冲击定子3现象的发生。因此泵在整个工作过程中不会形成由于压力升高所引起的母叶片6顶部与定子3内表面产生过大的接触应力以及母叶片6因前后压力不平衡产生脱空的现象的发生。(在已经使用过的V、VQ 系列子母式叶片泵的定子的压油区的曲线上，可以看到明显的母叶片冲击定子形成的一排竖条形状的痕迹,同时母叶片的顶部也有较大的磨损，就是V、 VQ系列叶片泵失效的主要原因。而PV2R系列叶片泵失效的主要原因是叶片顶部和定子在吸油区曲线区域的磨损。)在侧板2上的吸油窗靠近压力板上的压油窗V型槽15一侧设有V型减振槽24，有效避免了叶片在刚完成吸油时，由于过渡区间油流突然关闭引发气穴而产生的噪音。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，有效地解决了现有的V和VQ 系列子母式叶片泵的存在的压力偏低、噪音高、压力脉动大并且结构复杂、加工成本高、性价比较低的问题。

由于本设计去除了原V、VQ叶片泵转子7外圆处与转子槽22(图3)底部沟通的斜孔23(图3)和在转子两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形的减振槽26(图3)，并且与转子外圆相通，以及对压力板、侧板结构的重新设计，使母叶片6在过渡区和压油区切换时，母叶片6底部的压力稍大于顶部的压力，有效保证母叶片6与定子3内表面的接触力的存在，避免了母叶片6脱空现象的发生。要降低叶片泵噪音的另一个重要因素是控制泵在吸油区气蚀的产生，在叶片泵的吸油窗口19起始处是很容易形成过低局部真空而产生大量气穴。由于叶片泵设计原理与结构上的需要，在吸油曲线的起始处附近的两母叶片间容腔的容积都是很小的。当母叶片6刚进入吸油窗19，它的后腔具有最大的吸油速度，油在此区域的流速特别高，使溶解在油里的气体析出来而产生大量气穴。当气穴进入压油窗14附近受压而溃灭，并产生很大的冲击力和瞬间局部高温，从而使定子3内表面严重磨损和气蚀。因此在定子3两端面上，在位于吸油区曲线的起始处设有四段防气穴槽20，以及在定子3吸油曲线处设有径向长园孔吸油通道5，将使该区域油的流速明显降低，泵的噪音显著改善。将压力板8、侧板2上的吸油窗所占角度设定为52～54，增大了吸油窗19的吸油面积，也进一步降低了整个吸油区油的流速和因气蚀产生的噪音。本专利采用了的压力分段配流的设计方法，在压力板8、侧板2上分别设有四段圆弧形通油槽。(四段圆弧形通油槽是轴对称分布的，其中两段是通高压油的槽，另两段是通低压油的槽。四段圆弧形通油槽的中心线与转子叶片槽根部底孔的中心线所处位置相同。)以及母叶片 6顶部采用正圆弧形状，使泵在工作时，母叶片6在吸、压油区、过渡区以及圆弧区对定子3内表面的接触应力明显降低，提高了泵的机械效率和定子 3的寿命。同时由于设计的子叶片4尺寸较小，因此子母叶片间腔的容积也很小，并且母叶片6底部在吸油区通的是低压油，因而对泵的瞬时流量脉动影响很小。从而避免了泵因流量脉动而引起的压力脉动。在通高压油的圆弧形槽16的两端分别设有V型减震槽17，有效消除了由于叶片底部压力迅速变化，而引起的母叶片6对定子3内表面的冲击产生的噪音。同时由于在转子7端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形的减振槽26，如图3所示，并且与转子外圆相通，使母叶片在压油区接近小圆弧区时两叶片间的油的过流面积显著增大。油的流速明显降低，有效避免了压力的瞬时升高，引起母叶片顶部压力大于底部压力，使母叶片瞬间脱空现象的发生，从而使泵的噪音明显降低。又因为减振槽不与转子槽沟通，减少母叶片在过渡区压力油对叶片的一侧面的压力，叶片的抗弯性能没有降低。

附图说明

图1为本发明高压低噪音子母式叶片泵的剖示图。

图2为本发明高压低噪音子母式叶片泵的装配图。

图3为本发明高压低噪音子母式叶片泵的转子结构示意图。

图4为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的转子结构示意图。

图5为本发明高压低噪音子母式叶片泵的定子结构示意图(长园孔)。

图6为本发明高压低噪音子母式叶片泵的定子结构示意图(斜孔状)。

图7为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的转子结构示意图。

图8为本发明高压低噪音子母式叶片泵的侧板结构示意图。

图9为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的侧板结构示意图。

图10为本发明高压低噪音子母式叶片泵的压力板结构示意图。

图11为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的压力板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

本发明的高压低噪音子母式叶片泵是由侧板2、定子3、转子7、母叶片 6、子叶片4、压力板8并用园柱销以及螺钉紧固成一个组件，然后装入后盖 1、前盖9内。转子7中心和定子3内表面上的四段圆弧是同心的，定子内表面形状似椭园形。图1、图2为本发明高性能低噪音水压叶片泵的剖示图和装配图。图中，1、后盖；2、侧板；3、定子；4、子叶片；5、长园孔吸油通道；6、母叶片；7、转子；8、压力板；9、前盖；10、轴；11、压力通油孔； 12、压力通油孔；13、压力通油孔；14、压油窗；15、压油窗三角槽；16、高压油槽；17、V型减振槽；18、低压油槽；19、吸油窗；20、防气蚀槽； 21、环形压力槽；22、转子叶片槽；23、原V泵转子斜孔；24、V型减振槽； 25、斜孔状吸油通道。

本发明去除原V、VQ系列子母式叶片泵转子外圆上用来沟通叶片槽底部的斜孔23(图4)；以及对压力板、侧板结构的重新设计，(图8、图10)，在与转子7叶片槽根部的底孔相接触的压力板8、侧板2上设有四段圆弧形通油槽，分别是对称分布；并在侧板上的吸油窗靠近压力板上的压油窗14的压油窗三角槽15一侧设有V型减振槽24(图8)；在定子3的两端面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20(图 5，吸油区防气蚀槽20中心对称分布，两端面共4个)；在位于定子吸油区的曲线处设有两段长园孔径向吸油通道5；较小排量的泵也可以在吸油区采用斜孔状吸油通道25结构增加通油量(如图6所示，斜孔状吸油通道25吸油槽中心对称分布，共2个)；母叶片6顶部采用正圆弧形状；压力板和侧板上的吸油窗19所占的角度在52～54之间；在转子两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形减振槽26(图3)，并且与转子外圆相通。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，定子3两端面上设有四段防气蚀槽20，槽深3～6mm。角度为吸油区曲线的1/2。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，定子3吸油区曲线处设有长园孔形状的吸油通道5，其角度为吸油曲线角度的3/4。如图5所示(长园孔吸油槽5 中心对称分布，共2个)。

所述的高压低噪音子母式叶片泵，转子7两端面上位于两叶片槽之间设置圆弧形减振槽26的槽深3.5～10mm之间。

由于采用了以上的设计方法，使该泵在整个工作过程中实现了压力高、流量脉动和压力脉动小、噪音明显降低并且音质好的效果。

当转动轴10带动转子7旋转时，由于离心力的作用，使母叶片6的顶部贴在定子的内表面上。当母叶片6进入吸油区时，母叶片6向外伸出，相邻母叶片6间的容积逐渐增大，母叶片6槽底部由压力板8、侧板2上的圆弧形通低压的油槽18供油，子、母叶片之间的小腔，由压力板8、侧板2上的环形压力油槽21供油。当母叶片6进入过渡区和压油区时，母叶片6受到定子3曲线形状的限制向中心移动，相邻母叶片6间的容积逐渐减小，使油经过压力板8的压油窗口14排出。与此同时母叶片6的底部已经进入到压力板 8、侧板2上的圆弧形压力油槽16，该油槽的压力油是由侧板2上的压油窗口14，通过所设的孔11、斜孔13引入的。子母叶片间的小腔仍然由设在压力板8、侧板2上的环形压力槽21提供压力油。而环形槽的压力油是通过设在侧板2上压油窗14上的孔11，经过孔13、12进入环形压力槽21。从而确保了母叶片6顶部与底部以及子母叶片间的小腔的作用力基本保持平衡。当母叶片6由吸油区刚进入过渡区时，母叶片6的底部同时与设在压力板8、侧板2上的圆弧形压力槽16外端的减振槽17相通，有效减轻了母叶片6底部压力突然升高引起的冲击定子现象的发生。由于母叶片6顶部采用正圆弧形状，使母叶片6由吸油区进入过渡区，或者由压油区进入小圆弧区都有相当于作用于母叶片6底部压力的二分之一的力作用于母叶片6的顶部，使母叶片6在这两个区域对定子3的接触应力明显降低。避免出现母叶片6刚进入压油窗口14附近时，由于母叶片6底部的压力不足，而引起母叶片6脱空，产生的冲击定子3现象的发生。在定子3两端面上设有四段防气蚀槽20以及在定子3吸油曲线处设有两段长园孔形状的径向吸油通道5，将压力板8、侧板2上的吸油窗口19所占角度设定为52～54，增大了吸油窗口19的面积，有效降低了吸油区的油的流速。明显降低了该泵在工作时，由于气蚀以及母叶片6在由过渡区刚进入压油区时，受力不稳等结构设计方面的问题引起的母叶片6冲击定子3内表面而产生的噪音。本发明在工作时，转子7每转一转，每个密封容积完成两次吸、压油的过程。泵在工作时，母叶片不论在吸、压油区、过渡以及小圆弧区域都保持平衡。本发明压力高、压力脉动小、噪音低、效率高、寿命长、产品性价比高。

本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。