題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種新型葉片結(jié)構(gòu)的葉片泵/馬達(dá)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了新型葉片、圓環(huán)套滾動(dòng)體、定子、轉(zhuǎn)子、配流盤及曲線導(dǎo)槽等零件的基本結(jié)構(gòu)，利用pro/e軟件將各零件裝配及運(yùn)動(dòng)仿真分析，分析結(jié)果顯示，裝配系統(tǒng)能按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)方式良好運(yùn)行，證明本設(shè)計(jì)方案理論上可行。 與傳統(tǒng)葉片相比，新型葉片與定子始終保持間隙、無摩擦，從而允許增大泵的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及流量，提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率，可以有效地降低摩擦能耗及噪聲，具有較大的研究及應(yīng)用價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、設(shè)計(jì)發(fā)明目的： 本新型葉片結(jié)構(gòu)的葉片泵或葉片馬達(dá)，設(shè)計(jì)的目的是能夠顯著減小傳統(tǒng)葉片滑動(dòng)的摩擦力，降低磨損、噪聲，提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率、額定工作壓力，提高泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 二、基本思路： 在葉片頂端兩側(cè)面上，設(shè)計(jì)兩個(gè)外伸圓柱體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)圓環(huán)套安裝在圓柱體上，圓環(huán)套的高度比外伸圓柱體的高度略小，且圓環(huán)套內(nèi)徑略大于圓柱體外徑，圓柱體與圓環(huán)套組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的活動(dòng)鉸鏈，即圓環(huán)套可繞圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)。在配流盤上加工一條曲線導(dǎo)槽，導(dǎo)槽的外環(huán)曲線與定子內(nèi)曲線的輪廓相同，導(dǎo)槽深度與外伸圓柱體的高度相等，導(dǎo)槽的寬度略大于圓環(huán)套外徑，圓環(huán)套鑲嵌在曲線導(dǎo)槽內(nèi)，圓環(huán)套可繞圓柱體自轉(zhuǎn)且在導(dǎo)槽內(nèi)滾動(dòng)，因此通過圓環(huán)套作為滾動(dòng)體，葉片頂端被約束在導(dǎo)槽內(nèi)，曲線導(dǎo)槽相當(dāng)于凸輪，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)推動(dòng)葉片移動(dòng)時(shí)，葉片頂端只能沿著曲線導(dǎo)槽的軌跡線運(yùn)動(dòng)，從而葉片頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡線始終與定子內(nèi)曲線相同。 三、創(chuàng)新點(diǎn)： 1、葉片與定子無接觸，減小葉片的摩擦力；2、葉片頂端始終被約束在配流盤上的導(dǎo)槽內(nèi)，密閉容積體積固定，提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率及額定工作壓力，增大泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 四、科學(xué)性先進(jìn)性： 1、在傳統(tǒng)葉片泵或馬達(dá)工作中，傳統(tǒng)葉片在定子內(nèi)曲線上滑動(dòng)，而在本新型葉片結(jié)構(gòu)的葉片泵或葉片馬達(dá)中，由于滾動(dòng)體在新型葉片與配流盤的曲線導(dǎo)槽內(nèi)滾動(dòng)，葉片因被圓環(huán)套滾動(dòng)體支撐而與定子存在間隙，因此不存在滑動(dòng)摩擦問題，能夠徹底改變傳統(tǒng)葉片的摩擦損壞及摩擦阻力問題，降低磨損、噪聲。 2、由于新型葉片的頂端始終被約束在曲線導(dǎo)槽內(nèi)，所以相鄰兩葉片、定子、轉(zhuǎn)子組成了可靠的密閉容積，徹底改變了傳統(tǒng)葉片中，因葉片頂端與定子接觸不牢而發(fā)生泄漏的問題，極大提高容積效率、額定工作壓力、泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 五、技術(shù)性分析說明： 1、圓環(huán)套滾動(dòng)體與葉片頂端兩側(cè)面上外伸圓柱體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于滑動(dòng)軸承中軸頸與軸瓦的運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 2、圓環(huán)套滾動(dòng)體與曲線導(dǎo)槽之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 3、曲線導(dǎo)槽、圓環(huán)套滾動(dòng)體、新型葉片、加工有葉片槽的轉(zhuǎn)子組成了一個(gè)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，即：凸輪是曲線導(dǎo)槽，從動(dòng)桿是新型葉片，滾子是圓環(huán)套滾動(dòng)體，帶有葉片槽的轉(zhuǎn)子是機(jī)架，只不過在該凸輪機(jī)構(gòu)中，機(jī)架是主動(dòng)件，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而凸輪是靜止的。 通過以上三點(diǎn)分析，新型葉片結(jié)構(gòu)的葉片泵或葉片馬達(dá)，各零件之間約束關(guān)系非常明確，理論上完全能保證該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定可靠。 六、技術(shù)關(guān)鍵： 1、在葉片頂端兩側(cè)面上設(shè)計(jì)兩個(gè)外伸圓柱體結(jié)構(gòu)；2、設(shè)計(jì)兩圓環(huán)套作為滾動(dòng)體套在圓柱體上；3圓環(huán)套鑲嵌入與定子內(nèi)曲線相同輪廓的配流盤的曲線導(dǎo)槽內(nèi)，通過圓環(huán)套的約束作用，可以做到葉片頂端與定子始終保持一固定間隙且運(yùn)動(dòng)軌跡始終與定子內(nèi)曲線相同。 七、主要技術(shù)指標(biāo)： 1、減小葉片摩擦力、磨損；2、提高容積效率、額定工作壓力、泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 八、應(yīng)用價(jià)值： 本新型葉片結(jié)構(gòu)，適用于中或高壓的單作用葉片泵或葉片馬達(dá)、雙作用葉片泵或葉片馬達(dá)中，具有葉片磨損小、噪聲低、壽命長(zhǎng)、容積效率高、額定工作壓力高、吸油能力強(qiáng)、輸出扭矩大等優(yōu)點(diǎn)，此外葉片可以在轉(zhuǎn)子徑向分布，泵或馬達(dá)能夠正反向轉(zhuǎn)動(dòng)?？蓮V泛應(yīng)用于船舶、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、壓力機(jī)、航空、采礦工程機(jī)械、筑路工程機(jī)械、冶金機(jī)械、軍工等行業(yè)中的中高壓液壓系統(tǒng)中。 在產(chǎn)品成本方面，新型葉片泵或馬達(dá)與同類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，需要增加的工藝或零件有：曲線導(dǎo)槽、圓環(huán)套滾動(dòng)體及葉片頂端兩側(cè)的外伸圓柱體，增加的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，預(yù)計(jì)增加的成本在5%-10%之間，但由于這種新型泵或馬達(dá)比同類傳統(tǒng)產(chǎn)品在磨損、容積效率、壽命等方面具有更加顯著的優(yōu)越性能，預(yù)計(jì)在一個(gè)泵的壽命周期內(nèi)，單位做功的能耗同比可節(jié)約10%以上，因此與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相比，新型泵或馬達(dá)具有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，年經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)超過五百萬人民幣。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的：設(shè)計(jì)的目的是能夠顯著減小傳統(tǒng)葉片滑動(dòng)的摩擦力，降低磨損、噪聲，提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率、額定工作壓力，提高泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 基本思路：在葉片頂端兩側(cè)面上設(shè)計(jì)兩個(gè)外伸圓柱體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)圓環(huán)套安裝在圓柱體上，圓環(huán)套的高度比外伸圓柱體的高度略小，且圓環(huán)套內(nèi)徑略大于圓柱體外徑，圓柱體與圓環(huán)套組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的活動(dòng)鉸鏈，即圓環(huán)套可繞圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)。在配流盤上加工一條曲線導(dǎo)槽，導(dǎo)槽的外環(huán)曲線與定子內(nèi)曲線的輪廓相同，導(dǎo)槽深度與外伸圓柱體的高度相等，導(dǎo)槽的寬度略大于圓環(huán)套外徑，圓環(huán)套鑲嵌在曲線導(dǎo)槽內(nèi)，圓環(huán)套可繞圓柱體自轉(zhuǎn)且在導(dǎo)槽內(nèi)滾動(dòng)，因此通過圓環(huán)套作為滾動(dòng)體，葉片頂端被約束在導(dǎo)槽內(nèi)，曲線導(dǎo)槽相當(dāng)于凸輪，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)推動(dòng)葉片移動(dòng)時(shí)，葉片頂端只能沿著曲線導(dǎo)槽的軌跡線運(yùn)動(dòng)，從而葉片頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡線始終與定子內(nèi)曲線相同。 創(chuàng)新點(diǎn)：1、葉片與定子無接觸，減小葉片的摩擦力；2、葉片頂端始終被約束在配流盤上的導(dǎo)槽內(nèi)，密閉容積體積固定，提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率及額定工作壓力，增大泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 技術(shù)關(guān)鍵：1、在葉片頂端兩側(cè)面上設(shè)計(jì)兩個(gè)外伸圓柱體結(jié)構(gòu)；2、設(shè)計(jì)兩圓環(huán)套作為滾動(dòng)體套在圓柱體上；3圓環(huán)套鑲嵌入與定子內(nèi)曲線相同輪廓的配流盤的曲線導(dǎo)槽內(nèi)，通過圓環(huán)套的約束作用，可以做到葉片頂端與定子始終保持一固定間隙且運(yùn)動(dòng)軌跡始終與定子內(nèi)曲線相同。 主要技術(shù)指標(biāo)：1、減小葉片摩擦力、磨損；2、提高容積效率、額定工作壓力、泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性： 1、在傳統(tǒng)葉片泵或馬達(dá)中，葉片在定子曲線上滑動(dòng)，而在本新型葉片泵或馬達(dá)中，由于滾動(dòng)體在新型葉片與配流盤的曲線導(dǎo)槽內(nèi)滾動(dòng)，葉片因被圓環(huán)套滾動(dòng)體支撐而與定子存在間隙，因此不存在摩擦，徹底避免傳統(tǒng)葉片的摩擦損壞及摩擦阻力問題，降低磨損、噪聲。 2、由于新型葉片的頂端始終被約束在曲線導(dǎo)槽內(nèi)，所以相鄰兩葉片、定子、轉(zhuǎn)子組成了可靠的密閉容積，減少傳統(tǒng)葉片中因葉片頂端與定子接觸不牢而發(fā)生的泄漏，極大提高容積效率、額定工作壓力、泵的吸油能力和馬達(dá)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 科學(xué)性： 1、圓環(huán)套滾動(dòng)體與葉片頂端兩側(cè)面上外伸圓柱體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于滑動(dòng)軸承中軸頸與軸瓦的運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 2、圓環(huán)套滾動(dòng)體與曲線導(dǎo)槽之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的運(yùn)動(dòng)關(guān)系； 3、曲線導(dǎo)槽、圓環(huán)套滾動(dòng)體、新型葉片、加工有葉片槽的轉(zhuǎn)子組成了一個(gè)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，即：凸輪是曲線導(dǎo)槽，從動(dòng)桿是新型葉片，滾子是圓環(huán)套滾動(dòng)體，帶有葉片槽的轉(zhuǎn)子是機(jī)架，只不過在該凸輪機(jī)構(gòu)中，機(jī)架是主動(dòng)件，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而凸輪是靜止的。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面議
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本新型葉片結(jié)構(gòu)，適用于中或高壓的單作用葉片泵或葉片馬達(dá)、雙作用葉片泵或葉片馬達(dá)中，具有葉片磨損小、噪聲低、壽命長(zhǎng)、容積效率高、額定工作壓力高、吸油能力強(qiáng)、輸出扭矩大等優(yōu)點(diǎn)，此外葉片可以在轉(zhuǎn)子徑向分布，泵或馬達(dá)能夠正反向轉(zhuǎn)動(dòng)?？蓮V泛應(yīng)用于船舶、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、壓力機(jī)、航空、采礦工程機(jī)械、筑路工程機(jī)械、冶金機(jī)械、軍工等行業(yè)中的中高壓液壓系統(tǒng)中。 在產(chǎn)品成本方面，新型葉片泵或馬達(dá)與同類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，需要增加的工藝或零件有：曲線導(dǎo)槽、圓環(huán)套滾動(dòng)體及葉片頂端兩側(cè)的外伸圓柱體，增加的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，預(yù)計(jì)增加的成本在5%-10%之間，但由于這種新型泵或馬達(dá)比同類傳統(tǒng)產(chǎn)品在磨損、容積效率、壽命等方面具有更加顯著的優(yōu)越性能，預(yù)計(jì)在一個(gè)泵的壽命周期內(nèi)，單位做功的能耗同比可節(jié)約10%以上，因此與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相比，新型泵或馬達(dá)具有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，年經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)超過五百萬人民幣。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)產(chǎn)的葉片泵主要以中低檔為主，綜合性能不及臺(tái)灣、日本及歐美產(chǎn)品，國(guó)外主要的葉片泵品牌如日本油研、美國(guó)DENISON丹尼遜、Parker派克、VICKERS威格士、德國(guó)Rexroth力士樂等，基本上都占領(lǐng)了高端市場(chǎng)，歐美日廠家的葉片泵普遍優(yōu)點(diǎn)是脈動(dòng)小，噪聲低，可靠性高，但價(jià)格普遍比國(guó)產(chǎn)葉片泵貴數(shù)倍。 目前國(guó)外葉片泵主流的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有兩個(gè)： 1、內(nèi)部采用圓弧葉片，以提高定子和葉片的壽命；2、定子采用高次方無沖擊過渡曲線，使壓力和流量脈動(dòng)最小，噪聲更低。目前國(guó)內(nèi)外的葉片泵在定子曲線設(shè)計(jì)、圓弧葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)方面比較成熟，工作壓力一般最高可達(dá)20-30MPa，市場(chǎng)上高壓葉片泵主要有圓弧頭葉片式、雙葉片式、階梯葉片式、彈簧葉片式、母子葉片式、柱銷式和減壓式等七種。 目前市場(chǎng)上應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外主流葉片泵或葉片馬達(dá)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，主要存在的問題有：1、葉片存在不同程度的磨損；2、葉片泵的噪音會(huì)增高；3、需要修配葉片才能進(jìn)一步提高葉片泵或馬達(dá)的容積效率；4、由于葉片的磨損，導(dǎo)致葉片泵的吸油能力和額定工作壓力下降，葉片馬達(dá)的制動(dòng)性能降低。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)葉片泵的研究主要在如下方面：子母葉片泵內(nèi)部噪聲產(chǎn)生機(jī)理研究、轉(zhuǎn)子徑向力分析研究、葉片振動(dòng)研究、葉片受力分析研究、單作用與雙作用葉片泵的葉片傾角研究、高階次定子曲線優(yōu)化研究、最佳定子過渡曲線研究、葉片與定子材料及磨損研究、葉片泵輸出瞬時(shí)流量脈動(dòng)研究等等，對(duì)涉及改變?nèi)~片結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新研究相對(duì)較少。
