基本信息
- 项目名称：
- 新型齿轮-叶片组合式液压泵
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 新型齿轮-叶片组合式液压泵是一种兼具齿轮泵和叶片泵优点的液压元件，它利用齿轮传动作为泵的动力来源，利用叶片实现吸排液，从而将齿轮传动的稳定性和叶片泵的大排量结合在一起，使排量比同尺寸齿轮泵增加30%，机械效率提高40%，达到了现代工业对液压元件的高可靠性和大排量的要求。此外该泵还可反转作为液压马达使用，具有多用途功能。
- 详细介绍：
- 新型齿轮-叶片组合式液压泵是一种用于输油系统、工程机械、机床、汽车等设备的液压元件。其发明目的是整合常规齿轮泵和叶片泵的优点，改进不足。该新型泵采用齿轮作为动力传递机构，采用一对反向旋转的叶片转子实现吸排液。这样就可充分发挥齿轮传动可靠的优点、避免其排量小、易困油的不足；同时发挥了叶片泵排量大的优点，克服其工作可靠性差、结构复杂的不足。经理论计算和分析可知，在相同转速下，该泵的排量比同尺寸齿轮泵增大30%，机械效率提高40%。其创新点在于设计了外轮廓为高次曲线的导向板，并在叶片顶部安装滚子，通过两者的接触来实现叶片伸缩，确保叶片工作平稳、无冲击。该泵具有广阔的市场前景。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、发明目的 齿轮泵和叶片泵是两种应用广泛的液压元件，但各有优缺点。齿轮泵的优点是结构简单、工作可靠，但容积效率低、噪音大。叶片泵的优点是排量较大、流量均匀、噪音小，但工作可靠性差、结构复杂。由于结构和功能上的限制，常规齿轮泵和液压泵均不能作为马达使用。故市场上需要一种兼具齿轮泵和叶片泵优点的多功能液压泵。 为了整合二者的优点，改进不足，我们发明了新型齿轮-叶片组合式液压泵。 二、基本思路 鉴于齿轮传动的可靠性和稳定性，叶片泵的大排量、流量均匀，故在新型组合式泵中采用用齿轮和叶片结构，但它们的作用不同。齿轮传动仅作为动力，不参与吸排液，采用一对可反向旋转的叶片转子实现吸排液。使齿轮泵和叶片泵的优点整合，同时简化了泵的结构。 三、创新点 1.通过齿轮和叶片的组合设计，使新型液压泵兼具齿轮泵和叶片泵的优点； 2.通过导向板和叶片滚子接触来实现叶片伸缩，导向板内轮廓为高次曲线，确保叶片工作无冲击。 四、技术关键 1.如何设计叶片结构，以减小叶片与壳体之间的摩擦并能够完成吸排液； 2.如何设计导向板，以避免相啮合叶片直接碰撞而产生噪音和振动。 五、主要技术指标 1.额定转速400r/min下，排量为157.4L/min，为同尺寸GC-35型齿轮泵的1.3倍，机械效率提高40%； 2.工作可靠性与齿轮泵相同，叶片耐磨损性优于叶片泵； 3.能够反转工作，也可作为液压马达使用。
科学性、先进性
- 新型齿轮-叶片组合式液压泵具有以下科学性和先进性： 1.整合了常规齿轮泵和液压泵的优点，避免了齿轮泵排量低、叶片泵可靠性差、加工复杂的缺点，结构简单，生产成本低； 2.采用对称结构设计，可作为液压马达使用，实现多用途功能； 3.可采用计算机三维软件进行参数化零部件的设计，可根据需要对尺寸参数进行快速修改，产生新的型号并在短时间内投放市场； 4.通过计算机辅助设计（CAD）技术建立三维模型、虚拟装配和运动仿真，对设计计算结果验证，发现零部件安装正确、动作可靠，说明设计思路正确、结构合理； 5.本作品已申报国家专利并获受理，经查新机构查新，认为本作品在整体形态和叶片伸缩结构等方面具有新颖性，尚未见国内外相关文献报道。
获奖情况及鉴定结果
- (1)经湖北省机电查新检索中心查新，认为本作品的相关新颖性内容尚未见国内外相关文献报道； (2)以本作品设计为主要内容的研究论文“叶片泵与齿轮泵的组合设计及研究”发表于全国中文核心期刊《液压与气动》2010年第12期； (3)该作品已申请专利并得到受理，受理号：201020262668.0； (4)在2010年5月举行的湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中，本作品获得二等奖； (5)该作品经荆州市集生三月机械科技有限公司考查，认为具有较大的发展前景，已签署了合作意向协议书。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、图片、录像。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、该作品的使用说明、技术特点和优势 1．使用说明 该新型齿轮-叶片组合式液压泵的使用方法与普通齿轮泵及液压马达相同。 2．技术特点 该新型组合泵融合了齿轮泵和叶片泵的优点，利用齿轮传递动力，利用叶片完成吸排液，采用导向板和弹簧实现叶片的灵活伸缩。具有工作平稳、排量大、可靠性高的特点。结构对称，能够正反转，可作为马达使用。 3．该作品的优势 制造、维护成本、能耗等指标与现有齿轮泵近，但排量大于齿轮泵，使用寿命高于叶片泵，零部件结构简单，现有齿轮泵和叶片泵厂家均可生产。 二、该作品的适应范围和推广前景 1．本产品用途广泛，可用于输油系统、工程机械、机床、汽车等设备的输油、加压及润滑； 2．截止2010年底，我国工程机械保有量为290万台，机床保有量700万台，汽车保有量4957万辆，年增幅均在10%以上，故本产品具有巨大的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 国内外生产齿轮泵和叶片泵的企业众多，研究内容主要集中于如何提高流量、降低噪音、稳定压力。国际上以美国、日本和德国的最具技术实力，近年来出现了一系列新技术和新产品。 国内长源液压公司的CBFLB2/2双联齿轮油泵采用了轴向间隙浮动补偿、径向平衡、DU自润滑等技术，容积效率高、噪音低，应用于叉车、装载机、起重机等工程机械，取得了良好的效果。 上海丹尼逊液压件有限公司的弹簧柱销式叶片泵在液压机械变频与交流伺服调速动力驱动方面有了进一步的发展，对泵的排量大小有了更精确的控制。 哈尔滨志阳汽车电气股份有限公司开发的新型叶片泵，它是在圆盘状叶轮外围圆周径向排列有叶片，上个上、下泵壳中与叶轮相邻处设有的两个相连的环形斜面。这种结构可有效减小磨损，提高泵效。 安徽理工大学开发的平衡式复合齿轮泵采用类似行星齿轮的对称结构， 使该泵各齿轮所受静态径向液压力完全平衡，具有径向液压力平衡、流量大、流量均匀性好等一系列优点。 美国PX系列齿轮泵采用新型“衬套单元”式样，具有性能优良、效率高、高压下工作噪音低的优点，是国际上一种先进的齿轮泵。该公司的PVS系列叶片泵采用新型斜盘式结构，具有调节时间短、调节范围宽、噪音低、效率高等优点。 德国贺尔碧格自动化技术有限公司的新型高压内啮合齿轮泵采用浮动侧板结构，使支承块、内齿环、小齿轮和填隙片形成高压区径向密封，对减小磨损和泄漏、延长使用寿命方面具有较好的效果。 日本油泵株式会社的摆线齿轮泵，以摆线圆弧作为其齿轮齿形，用耐磨粉末冶金材料压制而成。结构较为紧凑，泵效高、寿命长、噪音低。在输送温度不高于200℃、粘度为5-1500cst的润滑油方面具有优势。 日本住友电子烧结合金有限公司采用粉末冶金技术开发的“megafloid”的新型齿轮转子，可以提高齿轮泵的工作效率达10%。 总体而言，国外的齿轮泵和液压泵技术性能稍相关新产品在结构及功能方面仍有待完善。 基于对国内外齿轮泵和叶片泵的发展概况分析，可知新型齿轮-叶片组合式液压泵具有一定的优势，前景良好。
