機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文zb227軸向柱塞泵設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　ZB227軸向柱塞泵設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p>

3、<p>　　液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的動(dòng)力元件,它是每個(gè)液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件,合理的選擇液壓泵對(duì)于液壓系統(tǒng)的能耗﹑提高系統(tǒng)的效率﹑降低噪聲﹑改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。</p><p>　　柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，造成密封容積的變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和排油。由于柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高，效率高，容易實(shí)現(xiàn)變量等，被廣泛應(yīng)用于工作壓力高，流量大而又需要調(diào)節(jié)的液壓

4、系統(tǒng)中。當(dāng)然，柱塞泵也有不足之處，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，對(duì)油液污染敏感。直軸式軸向柱塞泵是缸體直接安裝在傳動(dòng)軸上，缸體軸線與傳動(dòng)軸的軸線重合，并依靠斜盤和彈簧使柱塞相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)而工作的軸向柱塞泵，也稱斜盤式軸向柱塞泵。　　對(duì)于直軸式軸向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盤、缸體是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，配油盤與缸體直接影響泵的效率和壽命，直軸式軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，零件少，工藝性好，成本低，體積小，重量輕，比徑向泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)

5、點(diǎn)，直軸式軸向柱塞泵容易實(shí)現(xiàn)變量，維修方便。 本設(shè)計(jì)對(duì)軸向柱塞泵進(jìn)行了分析,主要分析了軸向柱塞泵的分類,對(duì)其中的結(jié)構(gòu),例如,柱塞的結(jié)構(gòu)型式﹑滑靴結(jié)構(gòu)型式﹑配油盤結(jié)構(gòu)型式等進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),還包括它們的受力分析與計(jì)算.還有對(duì)缸體的材料選用。該設(shè)計(jì)最后對(duì)軸向柱塞泵的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了整體的分析,對(duì)今后的發(fā)展也進(jìn)行了展望。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 柱塞泵；柱塞；缸體；配油盤；斜盤</p><

6、p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Axial piston pump is provide certain hydraulic system discharge and pressure power components, it is each hydraulic system of the core elements indispensable, reas

7、onable selection of hydraulic pump for hydraulic system energy, improve the efficiency of system, reduce the noise, improve the working performance and guarantee system reliable work is important .</p><p>　　

8、Piston pump is relying on piston cylinder hole in the reciprocating motion, causing the change ofvolume , sealing capacity of oil absorption and to realize the soot. Because of piston pump of compact structure, high work

9、ing pressure, high efficiency and easy to implement variables, are widely used in high working pressure, byg flow and need to regulate hydraulic system. Of course, piston pump also has some shortcomings, such as complica

10、ted structure, cost is higher, on oil pollution sensitive. S</p><p>　　For straight shaft type axial piston pump plunger, sliding boots, mix the oil pan, cylinder is an important part, piston is one of the ma

11、in stress parts, oil pan and cylinder with direct influence the efficiency of pumps and life expectancy, straight shaft type axial piston pump with compact structure, parts less, the craft is good, low cost, small volume

12、, light weight, simple structure than radial pump etc, straight shaft type axial piston pump easily realize variables, easy maintenance. </p><p>　　This design of axial piston pump is analyzed, mainly analyse

13、s the axial piston pump classification, the structure, for example, piston structure type, sliding boots with structural type, such as oil pan structure types were analyzed and design, including their stress analysis and

14、 calculation of the cylinder block. And material selection and checking is a key point. This design finally to axial piston pump the advantages and disadvantages of the analysis of the whole, the future development is al

15、</p><p>　　Keyword: piston pump；piston；cylinder block；fuel distributor；swashplate</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數(shù)1</p><p>　　1.1軸向柱塞泵的發(fā)展

16、與研究1</p><p>　　1.2直軸式軸向柱塞泵工作原理1</p><p>　　1.3直軸式軸向柱塞泵主要性能參數(shù)2</p><p>　　1.3.1排量﹑流量與容積效率3</p><p>　　1.3.2扭矩與機(jī)械效率4</p><p>　　1.3.3功率與效率4</p><p>

17、　　第2章 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量分析6</p><p>　　2.1柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析6</p><p>　　2.1.1柱塞行程6</p><p>　　2.1.2柱塞運(yùn)動(dòng)速度分析7</p><p>　　2.1.3柱塞運(yùn)動(dòng)加速度7</p><p>　　2.2滑靴運(yùn)動(dòng)分析8</p><p

18、>　　2.3瞬時(shí)流量及脈動(dòng)分析9</p><p>　　2.3.1脈動(dòng)頻率11</p><p>　　2.3.2脈動(dòng)率11</p><p>　　第3章 柱塞受力分析與設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1柱塞受力分析13</p><p>　　3.1.1柱塞底部的液壓力13</p><p&

19、gt;　　3.1.2柱塞慣性力14</p><p>　　3.1.3離心反力14</p><p>　　3.1.4斜盤反力14</p><p>　　3.1.5摩擦力15</p><p>　　3.2柱塞設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.2.1柱塞結(jié)構(gòu)型式16</p><p>　　3.2.2

20、柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.2.3柱塞摩擦副比壓、比功驗(yàn)算19</p><p>　　第4章 滑靴受力分析與設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1滑靴受力分析21</p><p>　　4.1.1分離力21</p><p>　　4.1.2壓緊力22</p><p>　　4

21、.1.3力平衡方程式23</p><p>　　4.2剩余壓緊力法23</p><p>　　4.3滑靴結(jié)構(gòu)型式與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3.1滑靴結(jié)構(gòu)型式24</p><p>　　4.3.2結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)25</p><p>　　第5章 配油盤受力分析與設(shè)計(jì)28</p><

22、p>　　5.1配油盤受力分析28</p><p>　　5.1.1壓緊力29</p><p>　　5.1.2分離力29</p><p>　　5.2配油盤設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.2.1配油盤主要尺寸確定31</p><p>　　5.2.2驗(yàn)算比壓﹑比功33</p><p>

23、;　　第6章 缸體受力分析與設(shè)計(jì)35</p><p>　　6.1缸體的穩(wěn)定性35</p><p>　　6.2缸體主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定35</p><p>　　6.2.1通油孔分布圓半徑和面積35</p><p>　　6.2.2缸體內(nèi)﹑外直徑的確定36</p><p>　　6.2.3缸體高度37</p&

24、gt;<p>　　第7章柱塞回程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、斜盤力矩分析38</p><p>　　7.1 柱塞回程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)38</p><p>　　7.2 柱塞液壓力矩40</p><p>　　7.3過(guò)渡區(qū)閉死液壓力矩41</p><p>　　7.3.1具有對(duì)稱正重迭型配油盤41</p><p>　　7.3.2零

25、重迭型配油盤41</p><p>　　7.3.3帶卸荷槽非對(duì)稱正重迭型配油盤42</p><p>　　7.4回程盤中心預(yù)壓彈簧力矩42</p><p>　　7.5滑靴偏轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩43</p><p>　　7.6柱塞慣性力矩43</p><p>　　7.7柱塞與柱塞腔的摩擦力矩43</p>

26、<p>　　7.8斜盤支承摩擦力矩43</p><p>　　7.9斜盤與回程盤回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩44</p><p>　　7.10斜盤自重力矩44</p><p>　　第8章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)45</p><p>　　8.1傳動(dòng)軸的理論扭矩與理論功率45</p><p>　　8.2不同支承型式傳動(dòng)軸的受

27、力分析46</p><p>　　8.3支承型式分析47</p><p>　　8.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)47</p><p>　　8.4.1求出軸上的功率 、轉(zhuǎn)速47</p><p>　　8.4.2初步確定軸的最小直徑47</p><p>　　8.5在設(shè)計(jì)軸時(shí)需要注意的幾點(diǎn)48</p><p>

28、;　　8.6花鍵的校核計(jì)算49</p><p><b>　　結(jié)論51</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)52</p><p><b>　　致謝53</b></p><p>　　第1章 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數(shù)</p><p>　　1.1軸向柱塞泵的發(fā)

29、展與研究</p><p>　　隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓傳動(dòng)也越來(lái)越廣，而作為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)心臟的液壓泵就顯得更加重要了。在容積式液壓泵中，惟有柱塞泵是實(shí)現(xiàn)高壓﹑高速化﹑大流量的一種最理想的結(jié)構(gòu)，在相同功率情況下，徑向往塞泵的徑向尺寸大、徑向力也大，常用于大扭炬、低轉(zhuǎn)速工況，做為按壓馬達(dá)使用。而軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，故轉(zhuǎn)速較高；另外，軸向柱塞泵易于變量，能用多種方式自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，流量大。由于

30、上述特點(diǎn)，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸、冶金、船舶等多種領(lǐng)域。航空上，普遍用于飛機(jī)液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)中。是飛機(jī)上所用的液壓泵中最主要的一種型式。</p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)柱塞泵的結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的研究，在柱塞泵中有閥配流﹑軸配流﹑端面配流三種配流方式。這些配流方式被廣泛應(yīng)用于柱塞泵中，并對(duì)柱塞泵的高壓﹑高速化起到了不可估量的作用?？梢哉f(shuō)沒(méi)有這些這些配流方式，就沒(méi)有柱塞泵。但是，由于

31、這些配流方式在柱塞泵中的單一使用，也給柱塞泵帶來(lái)了一定的不足。設(shè)計(jì)中對(duì)軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)中的滑靴作了介紹，滑靴一般分為三種形式；對(duì)缸體的尺寸﹑結(jié)構(gòu)等也作了設(shè)計(jì)；對(duì)柱塞的回程結(jié)構(gòu)也有介紹。</p><p>　　柱塞式液壓泵種類繁多，前者柱塞平行于缸體軸線，沿軸向按柱塞運(yùn)動(dòng)形式可分為軸向柱塞式和徑向往塞式兩大類運(yùn)動(dòng)，后者柱塞垂直于配油軸，沿徑向運(yùn)動(dòng)。這兩類泵既可做為液壓泵用，也可做為液壓馬達(dá)用。</p>&

32、lt;p>　　泵的內(nèi)在特性是指包括零部件質(zhì)量、產(chǎn)品性能、外觀質(zhì)量、整機(jī)裝配質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡(jiǎn)稱之為品質(zhì)。在這一點(diǎn)上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關(guān)注的也是努力在提高、改進(jìn)的方面。而實(shí)際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測(cè)符合發(fā)至使用單位運(yùn)行后，往往達(dá)不到工廠出廠檢測(cè)的效果，發(fā)生諸如過(guò)載、噪聲增大，使用達(dá)不到要求或壽命降低等等方面的問(wèn)題；而泵在實(shí)際當(dāng)中所處的運(yùn)行點(diǎn)或運(yùn)行特征，我們稱之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。 柱

33、塞式液壓泵的顯著缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件制造精度高，成本也高，對(duì)油液污染敏感。這些給生產(chǎn)、使用和維護(hù)帶來(lái)一定的困難。</p><p>　　1.2直軸式軸向柱塞泵工作原理</p><p>　　軸向柱塞泵是將多個(gè)柱塞配置在一個(gè)共同缸體的圓周上,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵有兩種形式,直軸式(斜盤式)和斜軸式(擺缸式),如圖1.1所示為直軸式軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體

34、由缸體、配油盤、柱塞和斜盤組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上(圖中為彈簧),配油盤2和斜盤4固定不轉(zhuǎn),當(dāng)原動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸使缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),并通過(guò)配油盤的配油窗口進(jìn)行吸油和壓油。如圖3-23中所示回轉(zhuǎn)方向,當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在π～2π范圍內(nèi),柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容積增大,通過(guò)配油盤的吸油窗口吸油;在0～π范圍內(nèi),柱塞被斜

35、盤推入缸體,使缸孔容積減小,通過(guò)配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周,每個(gè)柱塞各完成吸、壓油一次。如果缸體不斷旋轉(zhuǎn)，泵便連續(xù)地吸油和排油，其排量Q為 </p><p>　　Q=AD （1-1）</p><p>　　式中 A-----------柱塞的底面積</p><p>　　D---------柱塞的分

36、布圓直徑</p><p>　　----------斜盤傾角</p><p>　　圖1.1 軸向柱塞工作原理圖</p><p>　　1-斜盤2-柱塞3-缸體4-配油盤5- 傳動(dòng)軸a-吸油窗口 b-排油窗口 </p><p>　　1.3直軸式軸向柱塞泵主要性能參數(shù)</p><p><b>　　給定設(shè)計(jì)參數(shù)&

37、lt;/b></p><p><b>　　最大工作壓力 </b></p><p><b>　　額定壓力 </b></p><p>　　額定流量 =340L/min</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min</p><p><b>　　最

38、大轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　斜盤最大角度 </p><p>　　1.3.1排量﹑流量與容積效率</p><p>　　軸向柱塞泵排量是指缸體旋轉(zhuǎn)一周，全部柱塞腔所排出油液的容積，即</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　不計(jì)容積損失時(shí)，泵的

39、理論流量為</p><p><b>　　（1-3）</b></p><p>　　式中 —柱塞橫截面積；</p><p><b>　　—柱塞外徑；</b></p><p><b>　　—柱塞最大行程；</b></p><p><b>　　Z—

40、柱塞數(shù)；</b></p><p><b>　　—傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。</b></p><p><b>　　泵的理論排量q為</b></p><p>　?。╩l/r） （1-4）</p><p>　　為了避免氣蝕現(xiàn)象，在計(jì)算理論排量時(shí)應(yīng)按下式作校核計(jì)算：</p><p&g

41、t;<b>　　（1-5）</b></p><p>　　式中是常數(shù)，對(duì)進(jìn)口無(wú)預(yù)壓力的油泵=5400；對(duì)進(jìn)口壓力為5kgf/cm的油泵=9100，這里取=9100故符合要求。</p><p>　　從泵的排量公式中可以看出，柱塞直徑﹑分布圓直徑﹑柱塞數(shù)Z都是泵的固定結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且當(dāng)原動(dòng)機(jī)確定之后傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速也是不變的量。要想改變泵輸出流量的方向和大小，可以通過(guò)改變斜盤傾斜角

42、來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于直軸式軸向柱塞泵，斜盤最大傾斜角～，該設(shè)計(jì)是通軸泵，受機(jī)構(gòu)限制，取下限，即。</p><p><b>　　泵實(shí)際輸出流量為</b></p><p>　　=340-10=330（ml/min） （1-6）</p><p>　　式中為柱塞泵泄漏流量。</p><p>　　軸向柱塞泵

43、的泄漏流量主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間及柱塞與柱塞腔之間的油液泄漏產(chǎn)生的。此外，泵吸油不足﹑柱塞腔底部無(wú)效容積也造成容積損失。</p><p>　　泵容積效率定義為實(shí)際輸出流量與理論流量之比，即 </p><p>　　= （1-7）</p><p>　　軸向柱塞泵容積效率一般為=0.94～0.

44、98，故符合要求。</p><p>　　1.3.2扭矩與機(jī)械效率 </p><p>　　不計(jì)摩擦損失時(shí)，泵的理論扭矩為</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中為泵吸﹑排油腔壓力差。</p><p>　　考慮摩擦損失時(shí)，實(shí)際輸出扭矩為</p><

45、;p><b>　　（1-9）</b></p><p>　　軸向柱塞泵的摩擦損失主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間﹑柱塞與柱塞腔之間的摩擦副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及軸承運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。</p><p>　　泵的機(jī)械效率定義為理論扭矩與實(shí)際輸出扭矩之比，即</p><p><b>　?。?-10）</b></p&g

46、t;<p>　　1.3.3功率與效率</p><p>　　不計(jì)各種損失時(shí)，泵的理論功率</p><p><b>　　（1-11）</b></p><p><b>　　泵實(shí)際的輸入功率為</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p>

47、<p><b>　　泵實(shí)際的輸出功率為</b></p><p><b>　　（1-13） </b></p><p>　　定義泵的總 效率為輸出功率與輸入功率之比，即</p><p><b>　　（1-14） </b></p><p>　　上式表明，泵總效率為容積效

48、率與機(jī)械效率之積。對(duì)于軸向柱塞泵，總效率一般為=0.85～0.9。</p><p>　　第2章 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量分析</p><p>　　2.1柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析</p><p>　　柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，主要是研究柱塞相對(duì)缸體的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。即分析柱塞與缸體做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的行程﹑速度和加速度，這種分析是研究泵流量品質(zhì)和主要零件受力狀況的基礎(chǔ)。</p>

49、<p><b>　　2.1.1柱塞行程</b></p><p>　　圖2.1為一般帶滑靴的軸向柱塞運(yùn)動(dòng)分析圖。若斜盤傾斜角為，柱塞分布圓半徑為，缸體或柱塞旋轉(zhuǎn)角為a，并以柱塞腔容積最大時(shí)的上死點(diǎn)位置為，則對(duì)應(yīng)于任一旋轉(zhuǎn)角a時(shí)，</p><p>　　圖2.1 柱塞運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>　?。?-1）</b

50、></p><p>　　所以柱塞行程S為 （2-2）</p><p>　　當(dāng)時(shí)，可得最大行程為</p><p>　　= （2-3）</p><p>　　當(dāng)泵的理論流量和轉(zhuǎn)速根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流量公式可得柱塞直徑為</p><p><

51、;b>　?。?-4）</b></p><p>　　由上式計(jì)算出的數(shù)值要圓整化，并應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑,應(yīng)選取20mm.</p><p>　　2.1.2柱塞運(yùn)動(dòng)速度分析</p><p>　　將式對(duì)時(shí)間微分可得柱塞運(yùn)動(dòng)速度v為</p><p><b>　　（2-5）</b></p><

52、;p>　　當(dāng)及時(shí)，，可得最大運(yùn)動(dòng)速度為</p><p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　式中為缸體旋轉(zhuǎn)角速度， 。 （2-7）</p><p>　　2.1.3柱塞運(yùn)動(dòng)加速度</p><p>　　將對(duì)時(shí)間微分可得柱塞運(yùn)動(dòng)加速度

53、a為</p><p><b>　　（2-8）</b></p><p>　　當(dāng)及時(shí)，可得最大運(yùn)動(dòng)加速度為</p><p><b>　　（2-9）</b></p><p>　　柱塞運(yùn)動(dòng)的行程s﹑速度v﹑加速度與缸體轉(zhuǎn)角a的關(guān)系如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 柱塞

54、運(yùn)動(dòng)特征圖</p><p><b>　　2.2滑靴運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　研究滑靴的運(yùn)動(dòng)，主要是分析它相對(duì)斜盤平面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即滑靴中心在斜盤平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（如圖2.3），其運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)橢圓。橢圓的長(zhǎng)﹑短軸分別為</p><p>　　長(zhǎng)軸 （2-10）</p>

55、<p>　　短軸 （2-11）</p><p>　　設(shè)柱塞在缸體平面上A點(diǎn)坐標(biāo)為</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　如果用極坐標(biāo)表示則為</p><p>　　矢徑

56、 （2-13）</p><p>　　極角 （2-14）</p><p>　　滑靴在斜盤平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)角速度為</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　由上式可見(jiàn)，滑靴在斜盤平面內(nèi)是不等角速度運(yùn)

57、動(dòng)，當(dāng)﹑時(shí)，最大（在短軸位置）為</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　當(dāng)﹑時(shí)，最?。ㄔ陂L(zhǎng)軸位置）為</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　由結(jié)構(gòu)可知，滑靴中心繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周（）的時(shí)間等于缸體旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。因此，其平均旋轉(zhuǎn)角速度等于缸體

58、角速度，即</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　2.3瞬時(shí)流量及脈動(dòng)分析</p><p>　　柱塞運(yùn)動(dòng)速度確定之后，單個(gè)柱塞的瞬時(shí)流量可寫成 </p><p><b>　　（2-19）</b></p><p>　　式中為柱塞橫截面積， 。

59、 （2-20）</p><p>　　泵柱塞數(shù)為9，柱塞角距（相鄰柱塞間夾角）為，位于排油區(qū)的柱塞數(shù)為，那么參與排油的各柱塞瞬時(shí)流量為</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　……</b></p><p>

60、<b>　?。?-21）</b></p><p><b>　　泵的瞬時(shí)流量為</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　由上式可以看出，泵的瞬時(shí)流量與缸體轉(zhuǎn)角a有關(guān)，也與柱塞數(shù)有關(guān)。</p><p>　　圖2.3 奇數(shù)柱塞泵瞬時(shí)流量<

61、/p><p>　　對(duì)于奇數(shù)柱塞，排油區(qū)的柱塞數(shù)為。</p><p>　　當(dāng)時(shí)，取=，由泵的流量公式可得瞬時(shí)流量為</p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，取，同樣由泵的流量公式可得瞬時(shí)流量為</p><p>　　當(dāng)a=0﹑﹑﹑……時(shí)，可得瞬時(shí)流量的最小值為</

62、p><p><b>　　（2-24）</b></p><p>　　奇數(shù)柱塞泵瞬時(shí)流量規(guī)律見(jiàn)圖2—3</p><p>　　我們常用脈動(dòng)率和脈動(dòng)頻率f表示瞬時(shí)流量脈動(dòng)品質(zhì)。</p><p>　　定義脈動(dòng)率 （2-25）</p>

63、<p>　　這樣，就可以進(jìn)行流量脈動(dòng)分析。</p><p>　　2.3.1脈動(dòng)頻率 </p><p>　　當(dāng)Z=9，即為奇數(shù)時(shí)</p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　　2.3.2脈動(dòng)率</b></p><p>

64、　　當(dāng)Z=9，即為奇數(shù)時(shí)</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　利用以上兩式計(jì)算值，可以得到以下內(nèi)容：</p><p>　　表2.1 柱塞泵流量脈動(dòng)率</p><p><b>　　由以上分析可知：</b></p><p>　　隨著柱塞數(shù)的增加

65、，流量脈動(dòng)率下降。</p><p>　　相鄰柱塞數(shù)想比，奇數(shù)柱塞泵的脈動(dòng)率遠(yuǎn)小于偶數(shù)柱塞泵的脈動(dòng)率。這就是軸向柱塞泵采用奇數(shù)柱塞的根本原因。</p><p>　　從中還可以看出，奇數(shù)柱塞中，當(dāng)時(shí),脈動(dòng)率已小于1%.因此,從泵的結(jié)構(gòu)考慮,軸向柱塞泵的柱塞數(shù)常取Z=7﹑9﹑11，所以選Z=9.</p><p>　　第3章 柱塞受力分析與設(shè)計(jì)</p><

66、;p>　　柱塞是柱塞泵主要受力零件之一。單個(gè)柱塞隨缸體旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，半周吸油﹑一周排油。柱塞在吸油過(guò)程與在排油過(guò)程中的受力情況是不一樣的。下面主要討論柱塞在排油過(guò)程中的受力分析，而柱塞在吸油過(guò)程中的受力情況在回程盤設(shè)計(jì)中討論。</p><p><b>　　3.1柱塞受力分析</b></p><p>　　圖3.1是帶有滑靴的柱塞受力分析簡(jiǎn)圖。</p>

67、<p>　　圖3.1 柱塞受力分析</p><p>　　3.1.1柱塞底部的液壓力</p><p>　　柱塞位于排油區(qū)時(shí)，作用于柱塞底部的軸向液壓力為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中為泵最大工作壓力。</p><p>　　3.1.2柱塞慣性力

68、</p><p>　　柱塞相對(duì)缸體往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有直線加速度a，則柱塞軸向慣性力為</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中﹑為柱塞和滑靴的總質(zhì)量。</p><p>　　慣性力方向與加速度a的方向相反，隨缸體旋轉(zhuǎn)角a按余弦規(guī)律變化。當(dāng)和時(shí)，慣性力最大值為</p><p

69、><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　3.1.3離心反力</b></p><p>　　柱塞隨缸體繞主軸作等速圓周運(yùn)動(dòng)，有向心加速度，產(chǎn)生的離心反力通過(guò)柱塞質(zhì)量重心并垂直軸線，是徑向力。其值為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p

70、><b>　　3.1.4斜盤反力</b></p><p>　　斜盤反力通過(guò)柱塞球頭中心垂直于斜盤平面，可以分解為軸向力P及徑向力 即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　軸向力P與作用于柱塞底部的液壓力及其它軸向力相平衡。而徑向力T則對(duì)主軸形成負(fù)載扭矩，使柱塞受到彎矩作用，產(chǎn)生接觸應(yīng)力

71、，并使缸體產(chǎn)生傾倒力矩。</p><p><b>　　應(yīng)力。</b></p><p><b>　　3.1.5摩擦力</b></p><p>　　柱塞與柱塞腔壁之間的摩擦力為</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　式中為摩擦系

72、數(shù)，常取=0.05～0.12，這里取0.1。</p><p>　　分析柱塞受力，應(yīng)取柱塞在柱塞腔中具有最小接觸長(zhǎng)度，即柱塞處于上死點(diǎn)時(shí)的位置。此時(shí)，N﹑和可以通過(guò)如下方程組求得</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　（3-8）</b></p><p><b

73、>　　式中 </b></p><p>　　——柱塞名義長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)= ，這里取==70mm；</p><p>　　——柱塞最小接觸長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)= ，這里取==40mm；</p><p>　　——柱塞重心至球心距離，=</p><p>　　以上雖有三個(gè)方程，但其中也是未知數(shù)，需要增加一個(gè)方程才能求解。</p>

74、<p><b>　　根據(jù)相似原理有</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　又有 （3-10）</p><p><b>　　（3-11）</b><

75、/p><p>　　所以 （3-12）</p><p>　　將式代入求解接觸長(zhǎng)度。為簡(jiǎn)化計(jì)算，力矩方程中離心力相對(duì)很小可以忽略，得</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　

76、將式代入可得</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　（3-15）</b></p><p><b>　　將以上兩式代入可得</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p>

77、;<p><b>　　式中為結(jié)構(gòu)參數(shù)。</b></p><p><b>　　（3-17）</b></p><p><b>　　3.2柱塞設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1柱塞結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。根據(jù)柱塞頭部結(jié)構(gòu)，可有

78、以下三種形式：</p><p>　?、冱c(diǎn)接觸式柱塞，如圖3.2（a）所示。這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點(diǎn)接觸，其零件簡(jiǎn)單，加工方便。但由于接觸應(yīng)力大，柱塞頭部容易磨損﹑剝落和邊緣掉塊，不能承受過(guò)高的工作壓力，壽命較低。這種點(diǎn)接觸式柱塞在早期泵中可見(jiàn)，現(xiàn)在很少有應(yīng)用。</p><p>　　線接觸式柱塞，如圖3.2（b）所示。柱塞頭部安裝繞柱塞球窩中心擺動(dòng)。擺動(dòng)頭上部是球面或平面與斜盤或面接

79、觸，以降低接觸應(yīng)力，提高泵工作壓。擺動(dòng)頭與斜盤的接觸面之間靠殼體腔的油液潤(rùn)滑，相當(dāng)于普通滑動(dòng)軸承，其值必須限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。</p><p>　　帶滑靴的柱塞，如圖3.2（c）所示。柱塞頭部同樣裝有一個(gè)擺動(dòng)頭，稱滑靴，可以繞柱塞球頭中心擺動(dòng)?；ヅc斜盤間為面接觸，接觸應(yīng)力小，能承受較高的工作壓力。高壓油液還可以通過(guò)柱塞中心孔及滑靴中心孔，沿滑靴平面泄漏，保持與斜盤之間有一層油膜潤(rùn)滑，從而減少了摩擦和磨損，使壽命

80、大大提高。目前大多采用這種軸向柱塞泵。</p><p>　?。╝） ( b ) ( c )</p><p>　　圖3.2 柱塞結(jié)構(gòu)型式 圖3.3 封閉薄壁柱塞</p><p>　　從圖3.2可見(jiàn)，三種型式的柱塞大多做成空心結(jié)構(gòu)，以減輕柱塞重量，減小柱塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。采

81、用空心結(jié)構(gòu)還可以利用柱塞底部高壓油液使柱塞局部擴(kuò)張變形補(bǔ)償柱塞與柱塞腔之間的間隙，取得良好的密封效果。空心柱塞內(nèi)還可以安放回程彈簧，使柱塞在吸油區(qū)復(fù)位。</p><p>　　但空心結(jié)構(gòu)無(wú)疑增加了柱塞在吸排油過(guò)程中的剩余無(wú)效容積。在高壓泵中，由于液體可壓縮性能的影響，無(wú)效容積會(huì)降低泵容積效率，增加泵的壓力脈動(dòng)，影響調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。</p><p>　　因此，采用何種型式的柱塞要從工況條件

82、﹑性能要求﹑整體結(jié)構(gòu)等多方面權(quán)衡利弊，合理選擇。</p><p>　　3.2.2柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　柱塞直徑及柱塞分布塞直徑</p><p>　　柱塞直徑﹑柱塞分布塞直徑和柱塞數(shù)Z都是互相關(guān)聯(lián)的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，在缸體上各柱塞孔直徑所占的弧長(zhǎng)約為分布圓周長(zhǎng)的75%，即</p><p><b>　?。?-18）<

83、/b></p><p>　　由此可得 （3-19）</p><p>　　式中為結(jié)構(gòu)參數(shù)（流量不均勻系數(shù)）。隨柱塞數(shù)Z而定。對(duì)于軸向柱塞泵，其值如表3.1所示。</p><p>　　表3.1柱塞泵流量不均勻系數(shù)與柱塞數(shù)關(guān)系</p><p>　　當(dāng)泵的理論

84、流量和轉(zhuǎn)速根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流量公式可得柱塞直徑為</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　由上式計(jì)算出的數(shù)值要圓整化，并應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑,應(yīng)選取20mm.</p><p>　　柱塞直徑確定后，應(yīng)從滿足流量的要求而確定柱塞分布圓直徑，即</p><p><b>

85、　?。?-21）</b></p><p><b>　　柱塞名義長(zhǎng)度l</b></p><p>　　由于柱塞圓球中心作用有很大的徑向力T，，為使柱塞不致被卡死以及保持有足夠的密封長(zhǎng)度，應(yīng)保證有最小留孔長(zhǎng)度，一般?。?lt;/p><p>　　有擺動(dòng)頭，擺動(dòng)頭下部可因此，柱塞名義長(zhǎng)度應(yīng)滿足：</p><p><b

86、>　?。?-22）</b></p><p>　　式中 ——柱塞最大行程；</p><p>　　——柱塞最小外伸長(zhǎng)度，一般取。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，柱塞名義長(zhǎng)度常取：</p><p><b>　　這里取</b></p><p><b>　　柱塞球頭直徑&l

87、t;/b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)常取，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 柱塞尺寸圖</p><p>　　為使柱塞在排油結(jié)束時(shí)圓柱面能完全進(jìn)入柱塞腔，應(yīng)使柱塞球頭中心至圓柱面保持一定的距離，一般取，這里取。</p><p>　　3.2.3柱塞摩擦副比壓、比功驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)于柱塞與

88、缸體這一對(duì)摩擦副，過(guò)大的接觸應(yīng)力不僅會(huì)增加摩擦副之間的</p><p>　　磨損，而且有可能壓傷柱塞或缸體。其比壓應(yīng)控制在摩擦副材料（ZQAL9—4）允許的范圍內(nèi)。取柱塞伸出最長(zhǎng)時(shí)的最大接觸應(yīng)力作為計(jì)算比壓值，則</p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　柱塞相對(duì)缸體的最大運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)在摩擦副材料允許范圍內(nèi)，即<

89、/p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　由此可得柱塞缸體摩擦副最大比功為</p><p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　上式中的許用比壓﹑許用速度﹑許用比功的值，視摩擦副材料而定，可參考表3.2。</p><p>　　表3.2

90、 材料性能</p><p>　　根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果符合ZQAL9—4材料，故設(shè)計(jì)選取的材料正確。</p><p>　　第4章 滑靴受力分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1滑靴受力分析</b></p><p>　　液壓泵工作時(shí)，作用于滑靴上有一組方向相反的力。一是柱塞底部液壓力圖把滑靴壓向斜盤，稱為壓緊力；另一

91、是由滑靴面直徑為的油池產(chǎn)生的靜壓力與滑靴封油帶上油液泄漏時(shí)油膜反力，二者力圖使滑靴與斜盤分離開，稱為分離。當(dāng)壓緊力與分離力相平衡時(shí)，封油帶上將保持一層穩(wěn)定的油膜，形成靜壓油墊。下面對(duì)這組力進(jìn)行分析。</p><p><b>　　4.1.1分離力</b></p><p>　　圖1—11為柱塞結(jié)構(gòu)與分離力分布圖。根據(jù)流體學(xué)平面圓盤放射流動(dòng)可知，油液經(jīng)滑靴封油帶環(huán)縫流動(dòng)的泄

92、漏量q的表達(dá)式為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　若，則</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　式中為封油帶油膜厚度。</p><p>　　封油帶上半徑為的任儀點(diǎn)壓力分布式

93、為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　若，則</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　從上式可以看出，封油帶上壓力隨半徑增大而呈對(duì)數(shù)規(guī)律下降。封油帶上總的分離力可通過(guò)積分求得。</p>

94、<p>　　圖4.1 滑靴結(jié)構(gòu)及分離力分布</p><p>　　如圖4.1，取微環(huán)面，則封油帶分離力為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　油池靜壓分離力為</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p&

95、gt;<p><b>　　總分離力為</b></p><p><b>　　（4-7）</b></p><p><b>　　4.1.2壓緊力</b></p><p>　　滑靴所受壓緊力主要由柱塞底部液壓力引起的，即</p><p><b>　?。?-8）&

96、lt;/b></p><p>　　4.1.3力平衡方程式</p><p>　　當(dāng)滑靴受力平衡時(shí)，應(yīng)滿足下列力平衡方程式 </p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　即 </p><p>　　將上式代入式中，得泄漏量為</p&g

97、t;<p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　除了上述主要力之外，滑靴上還作用有其他的力。如滑靴與斜盤間的摩擦力，由滑靴質(zhì)量引起的離心力，球鉸摩擦力，帶動(dòng)滑靴沿斜盤旋轉(zhuǎn)的切向力等。這些力有的使滑靴產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，有利于均勻摩擦；有的可能使滑靴傾倒而產(chǎn)生偏磨，并破壞了滑靴的密封，應(yīng)該在滑靴結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)中予以注意。</p><p><b&

98、gt;　　4.2剩余壓緊力法</b></p><p>　　滑靴的設(shè)計(jì)有兩種方法。一種是全靜壓平衡型滑靴設(shè)計(jì)，而另外一種是“剩余壓緊力法”。本設(shè)計(jì)采用“剩余壓緊力設(shè)計(jì)法”。</p><p>　　這種方法在國(guó)內(nèi)外的柱塞泵中普遍采用。剩余壓緊力法的實(shí)質(zhì)是將高壓油引入滑靴—斜盤摩擦副的兩滑動(dòng)面之間，靠高壓油的靜壓力平衡絕大部分壓緊力，而剩余壓緊力用以保證滑靴壓緊斜盤。</p>

99、;<p>　　剩余壓緊力法的主要特點(diǎn)是：滑靴工作時(shí)，在柱塞底部的油壓p經(jīng)中心孔直接作用于柱塞滑靴底部，始終保持壓緊力稍大于分離力，使滑靴緊貼斜盤表面。此時(shí)無(wú)論柱塞中心孔還是滑靴中心孔，均不起節(jié)流作用。靜壓油池壓力與柱塞底部壓力相等，即</p><p><b>　　=</b></p><p>　　將上式代入式中，可得滑靴分離力為</p>&l

100、t;p><b>　　（4-11）</b></p><p>　　設(shè)剩余壓緊力，則壓緊系數(shù)</p><p><b>　　，這里取0.1。</b></p><p>　　滑靴力平衡方程式即為</p><p><b>　　（4-12）</b></p><p>

101、;　　用剩余壓緊力法設(shè)計(jì)的滑靴，油膜厚度較薄，一般為0.008～0.01mm左右?；バ孤┝可?，容積效率教高。但摩擦功率較大，機(jī)械效率會(huì)降低。若選擇適當(dāng)?shù)膲壕o系數(shù)，剩余壓緊力產(chǎn)生的接觸應(yīng)力也不會(huì)大，仍有較高的總效率和較長(zhǎng)的壽命。剩余壓緊力法簡(jiǎn)單適用，目前大多數(shù)滑靴都采用這種方法設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.3滑靴結(jié)構(gòu)型式與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1滑靴結(jié)構(gòu)型式</

102、p><p>　　圖4.2（a） 4.2（b） 4.2（c）</p><p>　　圖4.2 滑靴結(jié)構(gòu)型式 </p><p>　　滑靴結(jié)構(gòu)有如圖4.2所示的幾種型式。圖中（a）所示為簡(jiǎn)單型，靜壓油池較大，只有封油帶而無(wú)輔助支承面。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是目前常用的一種型式。</p>&l

103、t;p>　　圖中（b）所式滑壓，靴增加了內(nèi)﹑外輔助支承面。減小了由剩余壓緊力產(chǎn)生的比同時(shí)可以克服滑靴傾倒產(chǎn)生的偏磨使封油帶被破壞的情況。</p><p>　　圖中（c）所示的滑靴在支承面上開設(shè)了阻尼形螺旋槽與縫隙阻尼共同形成液阻。從而實(shí)現(xiàn)滑靴油膜的靜壓支承。</p><p>　　4.3.2結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) </p><p>　　下面以簡(jiǎn)單型滑靴為例，介紹主要結(jié)構(gòu)

104、尺寸的選擇和計(jì)算。</p><p><b>　　滑靴外徑</b></p><p>　　滑靴在斜盤上的布局，應(yīng)使傾角時(shí)，互相之間仍有一定的間隙s，如圖4.3所示。</p><p><b>　　滑靴外徑為</b></p><p><b>　　（4-13）</b></p>

105、<p>　　一般取s=0.2～1，這里取0.2。</p><p>　　油池直徑 </p><p>　　初步計(jì)算時(shí)，可設(shè)定，這里取0.8.</p><p><b>　　中心孔﹑及長(zhǎng)度</b></p><p>　　如果用剩余壓緊力法設(shè)計(jì)滑靴，中心孔和可以不起節(jié)流作用。為改善加工工藝性能，取</p

106、><p>　?。ɑ颍?0.8～1.5mm </p><p>　　如果采用靜壓支承或最小功率損失法設(shè)計(jì)滑靴，則要求中心孔 （或）對(duì)油液有較大的阻尼作用，并選擇最佳油膜厚度。節(jié)流器有以下兩種型式：</p><p>　　圖4.3 滑靴外徑的確定</p><p>　　節(jié)流器采用節(jié)流管時(shí)，常以柱塞中心孔作為節(jié)流裝置，如圖4.1所</

107、p><p>　　示。根據(jù)流體力學(xué)細(xì)長(zhǎng)孔流量q為 </p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中 ﹑——細(xì)長(zhǎng)管直徑﹑長(zhǎng)度；</p><p><b>　　K——修正系數(shù)；</b></p><p><b>　　（4-15）</b>&

108、lt;/p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　把上式代入滑靴泄漏量公式可得</p><p><b>　　（4-18）</b></p><p>　　整理后可得節(jié)流管尺寸為</p

109、><p>　　代入數(shù)據(jù)可以求得=1 </p><p>　　式中為壓降系數(shù)，。當(dāng)時(shí)，油膜具有最大剛度，承載能力最強(qiáng)。為不使封油帶過(guò)寬及阻尼管過(guò)長(zhǎng)，推薦壓降系數(shù)=0.8～0.9，這里取0.8。</p><p>　　節(jié)流器采用節(jié)流孔時(shí)，常以滑靴中心孔作為節(jié)流裝置，如圖4.1所示。根據(jù)流體力學(xué)薄壁孔流量q為</p>&

110、lt;p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中C為流量系數(shù)，一般取C=0.6～0.7。</p><p><b>　　把上式代入中，有</b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　整理后可得節(jié)流孔尺寸</p>

111、;<p><b>　?。?-21） </b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)可以求得</b></p><p>　　以上提供了設(shè)計(jì)節(jié)流器的方法。從上兩式中可以看出，采用節(jié)流管的柱塞—滑靴組合，公式中無(wú)粘度系數(shù)，說(shuō)明油溫對(duì)節(jié)流效果影響較小，但細(xì)長(zhǎng)孔的加工工藝性較差，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有困難。采用滑靴—中心孔為薄壁孔節(jié)流，受粘度系數(shù)的影響，油

112、溫對(duì)節(jié)流效果影響較大，油膜穩(wěn)定性也要差些。但薄壁孔加工工藝性較好。</p><p>　　為防止油液中污粒堵塞節(jié)流器，節(jié)流器孔徑應(yīng)。事實(shí)上設(shè)計(jì)是為了防止柱塞與配流盤之間摩擦力過(guò)大，從而引起柱塞或配流盤的磨損，在滑靴與配流盤之間有一層油膜，使之有較小磨損和較高效率。</p><p>　　第5章 配油盤受力分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵零件之一，

113、它的作用是分配油液，幫助軸向柱塞泵完成吸、排油任務(wù)。</p><p>　　配油盤的設(shè)計(jì)，主要是確定內(nèi)、外密封帶，配油孔與其間隔角 ，以及輔助支撐等的有關(guān)尺寸。這部分尺寸設(shè)計(jì)是否適當(dāng)，直接影響泵的噪聲、效率和壽命。</p><p>　　5.1配油盤受力分析</p><p>　　不同類型的軸向柱塞泵使用的配油盤是有差別的，但是功用和基本構(gòu)造則相同。圖5.1是常用的配油盤

114、簡(jiǎn)圖。</p><p>　　液壓泵工作時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的缸體與配油盤之間作用有一對(duì)方向相反的力；即缸體因柱塞腔中高壓油液作用而產(chǎn)生的壓緊力；配油窗口和封油帶油膜對(duì)缸體的分離力。</p><p>　　1—吸油窗 2—排油窗 3—過(guò)度區(qū) 4—減振槽</p><p>　　5—內(nèi)封油帶 6—外封油帶 7—輔助支承面</p><p>

115、;　　圖5.1 配油盤基本構(gòu)造</p><p><b>　　5.1.1壓緊力</b></p><p>　　壓緊力是由于處在排油區(qū)是柱塞腔中高壓油液作用在柱塞腔底部臺(tái)階上，使缸體受到軸向作用力，并通過(guò)缸體作用到配油盤上。 </p><p>　　對(duì)于奇數(shù)柱塞泵，當(dāng)有個(gè)柱塞處于排油區(qū)時(shí)，壓緊力為</p><p><b

116、>　　（5-1）</b></p><p>　　當(dāng)有個(gè)柱塞處于排油區(qū)時(shí)，壓緊力為</p><p><b>　　（5-2）</b></p><p><b>　　平均壓緊力為</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p&

117、gt;<b>　　5.1.2分離力</b></p><p>　　對(duì)于奇數(shù)泵，在缸體旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每一瞬時(shí)參加排油的柱塞數(shù)量和位置不同。封油帶的包角是變化的。實(shí)際包角比配油盤油窗包角有所擴(kuò)大，如圖5.2所示。</p><p>　　當(dāng)有個(gè)柱塞排油時(shí)，封油帶實(shí)際包角為</p><p><b>　?。?-4）</b></p&g

118、t;<p>　　當(dāng)有個(gè)柱塞正在排油時(shí)，封油帶實(shí)際包角為</p><p><b>　　（5-5）</b></p><p>　　平均有個(gè)柱塞正在排油時(shí)，平均包角為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中 ——柱塞間距角， ；</p>&l

119、t;p>　　——柱塞腔通油孔包角，這里取。</p><p><b>　　外封油帶分離力</b></p><p>　　外封油帶上泄漏流量是源流流動(dòng)，對(duì)封油帶任儀半徑上的壓力從到積分，并以代替，可得外封油帶上的分離力為</p><p>　　圖5.2 封油帶實(shí)際包角的變化 </p><p>　　=

120、 （5-7）</p><p><b>　　外封油帶泄漏量為</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　②內(nèi)封油帶分離力0</b></p><p>　　內(nèi)封油帶上泄漏

121、流量是匯流流動(dòng)，同理可得內(nèi)封油帶分離力為</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　內(nèi)封油帶泄漏量為</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p>

122、<p><b>　?、叟庞痛胺蛛x力</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　配油盤總分離力</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　總泄漏量

123、q為</b></p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　5.2配油盤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　配油盤設(shè)計(jì)主要是確定內(nèi)封油帶尺寸﹑吸排油窗口尺寸以及輔助支承面各部分尺寸。</p><p>　　5.2.1配油盤主要尺寸確定</p>&

124、lt;p>　　圖5.3 配油盤主要尺寸確定</p><p><b>　?。?）配油窗尺寸</b></p><p>　　配油窗口分布圓直徑一般取等于或小于柱塞分布圓直徑</p><p>　　配油窗口包角，在吸油窗口包角相等時(shí)，取</p><p><b>　?。?-14）</b></p>

125、;<p>　　為避免吸油不足，配油窗口流速應(yīng)滿足</p><p>　　滿足要求。 （5-15）</p><p>　　式中 ——泵理論流量；</p><p>　　——配油窗面積，； （5-16）</p><p>　　——許用吸入流速，=

126、2～3m/s。</p><p><b>　　由此可得</b></p><p>　　= （5-17）</p><p><b>　?。?）封油帶尺寸</b></p><p>　　設(shè)內(nèi)封油帶寬度為，外封油帶寬度為，和確定

127、方法為：</p><p>　　考慮到外封油帶處于大半徑，加上離心力的作用，泄漏量比內(nèi)封油帶泄漏量大，取略大于，即</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　當(dāng)配油盤受力平衡時(shí)，將壓緊力計(jì)算示與分離力計(jì)算示帶入平衡方程式可得</p><p><b>　?。?-19）</b>

128、</p><p>　　聯(lián)立解上述方程，即可確定配油盤封油帶尺寸﹑﹑﹑ 。</p><p>　　5.2.2驗(yàn)算比壓﹑比功</p><p>　　為使配油盤的接觸應(yīng)力盡可能減小和使缸體與配油盤之間保持液體摩擦，配油盤應(yīng)有足夠的支承面積。為此設(shè)置了輔助支承面，如圖5.3中的﹑。輔助支承面上開有寬度為B的通油槽，起卸荷作用。配油盤的總支承面積F為</p><