基本信息
- 項目名稱：
- 新型齒輪-葉片組合式液壓泵
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 新型齒輪-葉片組合式液壓泵是一種兼具齒輪泵和葉片泵優(yōu)點的液壓元件，它利用齒輪傳動作為泵的動力來源，利用葉片實現(xiàn)吸排液，從而將齒輪傳動的穩(wěn)定性和葉片泵的大排量結(jié)合在一起，使排量比同尺寸齒輪泵增加30%，機械效率提高40%，達到了現(xiàn)代工業(yè)對液壓元件的高可靠性和大排量的要求。此外該泵還可反轉(zhuǎn)作為液壓馬達使用，具有多用途功能。
- 詳細介紹：
- 新型齒輪-葉片組合式液壓泵是一種用于輸油系統(tǒng)、工程機械、機床、汽車等設(shè)備的液壓元件。其發(fā)明目的是整合常規(guī)齒輪泵和葉片泵的優(yōu)點，改進不足。該新型泵采用齒輪作為動力傳遞機構(gòu)，采用一對反向旋轉(zhuǎn)的葉片轉(zhuǎn)子實現(xiàn)吸排液。這樣就可充分發(fā)揮齒輪傳動可靠的優(yōu)點、避免其排量小、易困油的不足；同時發(fā)揮了葉片泵排量大的優(yōu)點，克服其工作可靠性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足。經(jīng)理論計算和分析可知，在相同轉(zhuǎn)速下，該泵的排量比同尺寸齒輪泵增大30%，機械效率提高40%。其創(chuàng)新點在于設(shè)計了外輪廓為高次曲線的導(dǎo)向板，并在葉片頂部安裝滾子，通過兩者的接觸來實現(xiàn)葉片伸縮，確保葉片工作平穩(wěn)、無沖擊。該泵具有廣闊的市場前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 一、發(fā)明目的 齒輪泵和葉片泵是兩種應(yīng)用廣泛的液壓元件，但各有優(yōu)缺點。齒輪泵的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但容積效率低、噪音大。葉片泵的優(yōu)點是排量較大、流量均勻、噪音小，但工作可靠性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于結(jié)構(gòu)和功能上的限制，常規(guī)齒輪泵和液壓泵均不能作為馬達使用。故市場上需要一種兼具齒輪泵和葉片泵優(yōu)點的多功能液壓泵。 為了整合二者的優(yōu)點，改進不足，我們發(fā)明了新型齒輪-葉片組合式液壓泵。 二、基本思路 鑒于齒輪傳動的可靠性和穩(wěn)定性，葉片泵的大排量、流量均勻，故在新型組合式泵中采用用齒輪和葉片結(jié)構(gòu)，但它們的作用不同。齒輪傳動僅作為動力，不參與吸排液，采用一對可反向旋轉(zhuǎn)的葉片轉(zhuǎn)子實現(xiàn)吸排液。使齒輪泵和葉片泵的優(yōu)點整合，同時簡化了泵的結(jié)構(gòu)。 三、創(chuàng)新點 1.通過齒輪和葉片的組合設(shè)計，使新型液壓泵兼具齒輪泵和葉片泵的優(yōu)點； 2.通過導(dǎo)向板和葉片滾子接觸來實現(xiàn)葉片伸縮，導(dǎo)向板內(nèi)輪廓為高次曲線，確保葉片工作無沖擊。 四、技術(shù)關(guān)鍵 1.如何設(shè)計葉片結(jié)構(gòu)，以減小葉片與殼體之間的摩擦并能夠完成吸排液； 2.如何設(shè)計導(dǎo)向板，以避免相嚙合葉片直接碰撞而產(chǎn)生噪音和振動。 五、主要技術(shù)指標 1.額定轉(zhuǎn)速400r/min下，排量為157.4L/min，為同尺寸GC-35型齒輪泵的1.3倍，機械效率提高40%； 2.工作可靠性與齒輪泵相同，葉片耐磨損性優(yōu)于葉片泵； 3.能夠反轉(zhuǎn)工作，也可作為液壓馬達使用。
科學(xué)性、先進性
- 新型齒輪-葉片組合式液壓泵具有以下科學(xué)性和先進性： 1.整合了常規(guī)齒輪泵和液壓泵的優(yōu)點，避免了齒輪泵排量低、葉片泵可靠性差、加工復(fù)雜的缺點，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低； 2.采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，可作為液壓馬達使用，實現(xiàn)多用途功能； 3.可采用計算機三維軟件進行參數(shù)化零部件的設(shè)計，可根據(jù)需要對尺寸參數(shù)進行快速修改，產(chǎn)生新的型號并在短時間內(nèi)投放市場； 4.通過計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)建立三維模型、虛擬裝配和運動仿真，對設(shè)計計算結(jié)果驗證，發(fā)現(xiàn)零部件安裝正確、動作可靠，說明設(shè)計思路正確、結(jié)構(gòu)合理； 5.本作品已申報國家專利并獲受理，經(jīng)查新機構(gòu)查新，認為本作品在整體形態(tài)和葉片伸縮結(jié)構(gòu)等方面具有新穎性，尚未見國內(nèi)外相關(guān)文獻報道。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- (1)經(jīng)湖北省機電查新檢索中心查新，認為本作品的相關(guān)新穎性內(nèi)容尚未見國內(nèi)外相關(guān)文獻報道； (2)以本作品設(shè)計為主要內(nèi)容的研究論文“葉片泵與齒輪泵的組合設(shè)計及研究”發(fā)表于全國中文核心期刊《液壓與氣動》2010年第12期； (3)該作品已申請專利并得到受理，受理號：201020262668.0； (4)在2010年5月舉行的湖北省第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中，本作品獲得二等獎； (5)該作品經(jīng)荊州市集生三月機械科技有限公司考查，認為具有較大的發(fā)展前景，已簽署了合作意向協(xié)議書。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、該作品的使用說明、技術(shù)特點和優(yōu)勢 1．使用說明 該新型齒輪-葉片組合式液壓泵的使用方法與普通齒輪泵及液壓馬達相同。 2．技術(shù)特點 該新型組合泵融合了齒輪泵和葉片泵的優(yōu)點，利用齒輪傳遞動力，利用葉片完成吸排液，采用導(dǎo)向板和彈簧實現(xiàn)葉片的靈活伸縮。具有工作平穩(wěn)、排量大、可靠性高的特點。結(jié)構(gòu)對稱，能夠正反轉(zhuǎn)，可作為馬達使用。 3．該作品的優(yōu)勢 制造、維護成本、能耗等指標與現(xiàn)有齒輪泵近，但排量大于齒輪泵，使用壽命高于葉片泵，零部件結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)有齒輪泵和葉片泵廠家均可生產(chǎn)。 二、該作品的適應(yīng)范圍和推廣前景 1．本產(chǎn)品用途廣泛，可用于輸油系統(tǒng)、工程機械、機床、汽車等設(shè)備的輸油、加壓及潤滑； 2．截止2010年底，我國工程機械保有量為290萬臺，機床保有量700萬臺，汽車保有量4957萬輛，年增幅均在10%以上，故本產(chǎn)品具有巨大的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外生產(chǎn)齒輪泵和葉片泵的企業(yè)眾多，研究內(nèi)容主要集中于如何提高流量、降低噪音、穩(wěn)定壓力。國際上以美國、日本和德國的最具技術(shù)實力，近年來出現(xiàn)了一系列新技術(shù)和新產(chǎn)品。 國內(nèi)長源液壓公司的CBFLB2/2雙聯(lián)齒輪油泵采用了軸向間隙浮動補償、徑向平衡、DU自潤滑等技術(shù)，容積效率高、噪音低，應(yīng)用于叉車、裝載機、起重機等工程機械，取得了良好的效果。 上海丹尼遜液壓件有限公司的彈簧柱銷式葉片泵在液壓機械變頻與交流伺服調(diào)速動力驅(qū)動方面有了進一步的發(fā)展，對泵的排量大小有了更精確的控制。 哈爾濱志陽汽車電氣股份有限公司開發(fā)的新型葉片泵，它是在圓盤狀葉輪外圍圓周徑向排列有葉片，上個上、下泵殼中與葉輪相鄰處設(shè)有的兩個相連的環(huán)形斜面。這種結(jié)構(gòu)可有效減小磨損，提高泵效。 安徽理工大學(xué)開發(fā)的平衡式復(fù)合齒輪泵采用類似行星齒輪的對稱結(jié)構(gòu)， 使該泵各齒輪所受靜態(tài)徑向液壓力完全平衡，具有徑向液壓力平衡、流量大、流量均勻性好等一系列優(yōu)點。 美國PX系列齒輪泵采用新型“襯套單元”式樣，具有性能優(yōu)良、效率高、高壓下工作噪音低的優(yōu)點，是國際上一種先進的齒輪泵。該公司的PVS系列葉片泵采用新型斜盤式結(jié)構(gòu)，具有調(diào)節(jié)時間短、調(diào)節(jié)范圍寬、噪音低、效率高等優(yōu)點。 德國賀爾碧格自動化技術(shù)有限公司的新型高壓內(nèi)嚙合齒輪泵采用浮動側(cè)板結(jié)構(gòu)，使支承塊、內(nèi)齒環(huán)、小齒輪和填隙片形成高壓區(qū)徑向密封，對減小磨損和泄漏、延長使用壽命方面具有較好的效果。 日本油泵株式會社的擺線齒輪泵，以擺線圓弧作為其齒輪齒形，用耐磨粉末冶金材料壓制而成。結(jié)構(gòu)較為緊湊，泵效高、壽命長、噪音低。在輸送溫度不高于200℃、粘度為5-1500cst的潤滑油方面具有優(yōu)勢。 日本住友電子燒結(jié)合金有限公司采用粉末冶金技術(shù)開發(fā)的“megafloid”的新型齒輪轉(zhuǎn)子，可以提高齒輪泵的工作效率達10%。 總體而言，國外的齒輪泵和液壓泵技術(shù)性能稍相關(guān)新產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)及功能方面仍有待完善。 基于對國內(nèi)外齒輪泵和葉片泵的發(fā)展概況分析，可知新型齒輪-葉片組合式液壓泵具有一定的優(yōu)勢，前景良好。
