外环流凸轮泵转子线形的理论分析计算
作者 ： 徐秀生
张 波
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外环流凸轮泵转子线形的理论分析计算
摘要：本文提出了转子叶型的顶点曲率圆设计方法，使转子理论形线与设计
形线更相近，从而便于转子叶型的加工。通过试验，泵的效率提高了2％以上，有效地解决了泵的闭死容积问题，使泵运转平稳，流量稳定。 关键词：
转子 分析计算
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泵 线形 外环流凸轮泵转子线形的理论分析计算
1.前言
外环流凸轮式转子泵（Rotart Lobe Pumps）的研究始于上世纪二、三十年代，是随着输送石油、化工产品如原油、橡胶等需要而问世的产品。世界著名厂家如德国LEDERLE公司、IBEX公司、美国ABEX公司及原苏联全苏水利机械研究院列宁格勒分院等研制生产的外环流凸轮泵产品已广泛应用于石油、化工、造纸、油脂、食品、酿造等行业。上世纪八十年代中期，随着辽河油田等输送稠油的需要，国内一些泵厂、科研院所陆续开发或引进国外的先进技术。目前，我国外环流凸轮泵的技术水平已处于国际领先。其结构见图1。
01-安全阀 02-前泵盖 03-转子口环甲 04-转子口环乙 05-转子 06-泵体 07-节流盘 08-泵盖 09-轴承 10-轴承箱体 11-泵齿轮 12-轴承 13-前盖 14-主动轴 15-从动轴 16-密封渗漏排放口 17-泵轴封
图1 泵结构图
本文作者通过对外环流凸轮式转子泵的转子的理论计算，从而确定转子
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的优秀线形，使泵的工作压力可达5.0MPa以上。 2.转子泵理论排量
如图2所示的转子泵，由上下两个转子组成，设其轮毂半径为R1，转子外缘半径为R2，转子厚度为b，以正常工作周期中的下转子为例进行分析，下转子每旋转一周，会将体积为2A的液体从进口输送到出口。在转子泵中，转子阴影部分B的体积与A近似相等，由此可知下转子的每转排量V1为：
V1?1b2?R2122rdrd?dz??bR2?R12?0?0?R12
??由上下两个转子的对称性可知，转子泵的每转排量V为：
V?2V1??bR22?R12
??
图2 泵排量计算 3.转子叶形的理论计算 3.1转子理论形线的确定
在外环流凸轮式转子泵的设计中，转子的形线设计十分重要。其理论曲线
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如图3所示。
图3 转子理论形线
外摆线AB的形线决定着泵的效率和流量。由文献介绍，外摆线AB的方程为
?x?(R?r)sin??Rsin2???y?(R?r)cos??Rcos2??1????0,cos????R?r??????2R???1?
设曲线上任一点（x,y）经变换后在新的坐标系中坐标为（x’,y’），则有:
?x??y'??y?x'?1?1?
将上式代入（1）式，可得：
?x'?(R?r)cos??Rcos2???y'??(R?r)sin??Rsin2??1????0,cos????R?r?????2R????2?
其曲线如图4。
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