空中客车叶片泵

泵规格：重量=76克（拓扑优化版62克）无电机Q=7-10l/min（可通过电机转速控制）H=47m（约5巴）可通过增加转子半径和闭合器2，降低电机转速2来修改为10巴。设计process:The most 适用于此应用的泵为离心式齿轮泵，螺杆泵和旋叶泵由于压力要求高、流量小、脉动小，离心泵需要多级泵来获得高压力下的小流量，这将使总成体积更大，制造齿轮的成本更高，螺杆泵的脉动率比旋叶泵高，而且脉动率略低效率低。此外，它们的制造和维护难度大、成本高。因此，我决定旋转叶片泵类型是最适合在这个应用中，由于低脉动（这样我们可以达到+-5%的规定流量），小尺寸/重量轻，易于维修和廉价的制造。当需要时，可更换的叶片可以很容易地更换。我决定设计一个作用泵，因为压力小于105kg/cm3，不会对轴承产生过大的压力，也不需要从另一侧用第二个作用压力进行补偿。我决定使用空心钢轴来减轻重量。轴也可以由钛制成，以节省一些重量，但这将增加成本。有关证明设计（如需详细计算，请询问）和有限元分析的计算，见附图。安全系数为2。重量非常小，我可以使用拓扑优化材料选择来减少重量：我选择了聚醚醚酮（聚醚醚酮），因为聚醚醚酮的制造成本更低，硬度更高，耐磨性和摩擦性更好，耐化学性更好，密度比铝更低，制造成本更低，具有更少的浸出物，更好的干磨损性能，更好的耐化学性，比钢密度低。螺栓：一个泵开口处的力约为1774ni，建议使用玻璃纤维增强的M5 PEEK螺栓（每个螺栓的验证载荷为2160N，玻璃纤维几乎是PEEK螺栓强度的三倍）。此外，还可选择使用铝6061-T6（每个螺栓2480 N验证荷载）螺栓和不锈钢螺栓（每个螺栓3200 N验证荷载），但会增加一些重量。制造提示/Assembly:Rotor and 泵体可以注塑成型，然后直径可以加工到规格，以允许低成本(这两个零件都可以选择由铝制成）叶片间隙必须至少有0.01mm间隙使用A/X fitI将轴压装到转子上。我还建议轴/转子使用花键连接类型，以均匀分配负载。由于时间有限，我用键连接（仍然通过有限元分析）对它进行了建模。电机：28v，1080 rpm和0.149 kWt控制：1个选项-可以使用简单的控制器（如Atmel ATmega8和ESC（电子速度控制器））控制流量将流量计和压力计放在泵的出口上，并将这些信息提供给控制器，以调整电机的转速。2个选项-测试压力和流量变化，具体取决于高度，然后使用高度表饲料调整转速使用相同的控制器(如果您需要更多信息，请联系我）BOM/材料：密封1mm x 7mm（硅橡胶）x2密封1mm x 62mm（硅橡胶）泵叶片（PEEK）x 3泵转子（PEEK）泵外壳（PEEK）泵外壳上部（PEEK）轴（碳钢）键（碳钢）轴承608RS*2套筒纽扣头螺钉（PEEK用玻璃纤维加固或使用普通钢）x 6Spring 3m force 0.07 kg x 3Hex法兰螺母带螺纹锁固胶（PEEK用玻璃纤维加固或使用普通钢成本：使用注塑技术，材料总成本约为3美元/件模型相当粗糙，需要更多调整和测试