凸輪泵座位一種工業(yè)中應(yīng)用的重要容積泵，在液壓傳動和控制技術(shù)中占有很大的比重。隨著凸輪泵技術(shù)的快速發(fā)展，其種類也越來越多，性能越來越好。從單葉到多葉，從直葉到扭葉，隨著轉(zhuǎn)子葉數(shù)的增多，其輸送介質(zhì)的性能變差，尤其是含有氣體的泡沫質(zhì)和顆粒的液體以及較大黏性的介質(zhì)；轉(zhuǎn)子葉數(shù)較少，對介質(zhì)中顆粒的破碎較低，脈動較大。在國內(nèi)，非接觸式凸輪泵還主要用做風(fēng)機(jī)和真空泵，而在介質(zhì)輸送領(lǐng)域是在近幾年才開始逐漸增加的。目前，國內(nèi)凸輪泵生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)產(chǎn)品的性能與國外還有較大差距，對于轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)和加工方面的關(guān)鍵技術(shù)還未能很好掌握。目前，凸輪泵的突出性能優(yōu)勢已引起了國內(nèi)使用單位和研究技術(shù)人員的重視，一些高校和科研單位也開始了凸輪泵在國內(nèi)各領(lǐng)域應(yīng)用的研究和設(shè)計(jì)工作。

凸輪泵的研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于凸輪泵的研究主要集中在凸輪轉(zhuǎn)子端面型線優(yōu)化設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子參數(shù)化設(shè)計(jì)及泵體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、凸輪泵的泄露和密封技術(shù)以及流量脈動與噪聲控制等方面。

1、轉(zhuǎn)子端面型線優(yōu)化設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)子是凸輪泵的核心部件，其設(shè)計(jì)是否合理直徑影響著凸輪泵的工作效率和性能。目前，國內(nèi)外學(xué)者對凸輪泵和羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子形狀研究越來越多，在常用的漸開線、圓弧和擺線等轉(zhuǎn)子端面型線的基礎(chǔ)上，提出了多種復(fù)合型線設(shè)計(jì)方法。漸開線型轉(zhuǎn)子腔容積利用系數(shù)較高，在鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子中用得較多。

轉(zhuǎn)子端面型線設(shè)計(jì)常用的方法包括直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法和復(fù)極矢量函數(shù)法等。

2、轉(zhuǎn)子參數(shù)化設(shè)計(jì)及泵體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子時，主要考慮以下幾個因素：1）在達(dá)到排量的要求下，轉(zhuǎn)子的外形尺寸可能小，已得到較小的轉(zhuǎn)子泵外形；2）盡可能降低流量脈動，減少噪聲；3）見諒減少泄漏及摩擦損失以提高轉(zhuǎn)子泵的效率。

3、凸輪泵泄漏與密封技術(shù)

凸輪泵的轉(zhuǎn)軸密封可分為機(jī)械密封、填料密封和動力密封，其中機(jī)械密封在工業(yè)生產(chǎn)中常用。合理選擇轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間的間隙對于提高凸輪泵的機(jī)械密封很重要，該間隙的大小影響凸輪泵工作效率和可靠性。

凸輪泵的發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，液壓技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們對液壓傳動系統(tǒng)的性能要求越來越高，這其中包括款速響應(yīng)、大功率、高效率、小型化、輕量化和節(jié)能環(huán)保等現(xiàn)代發(fā)展的要求。

1、低流量脈動

凸輪泵在工作過程中，兩個轉(zhuǎn)子周期性地轉(zhuǎn)動和嚙合，嚙合位置不斷發(fā)生變化決定了凸輪泵的瞬時流量是脈動的。流量脈動會引起凸輪泵的壓力脈動，從而進(jìn)一步降低凸輪泵的工作穩(wěn)定性和產(chǎn)生振動噪聲，這一方面影響了人們生活，不符合現(xiàn)代人們生活的要求，另一方面還會影響凸輪泵的使用壽命。因此，可以通過改變轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)形式來降低凸輪泵的流量脈動，包括合理選用轉(zhuǎn)子的葉數(shù)、選用扭葉轉(zhuǎn)子及合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子型線等。

2、體積小、排量大

凸輪泵的排量是指轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積，其排量不僅受凸輪泵本身結(jié)構(gòu)參數(shù)影響，而且凸輪泵實(shí)際工作中海存在一些間隙，間隙泄漏會影響泵的實(shí)際排量。合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子之間的間隙以及轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)部的間隙，有助于提高泵的使用性能。