柱塞泵设计与计算(斜盘式).doc

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第1章绪论
第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数

斜盘式轴向柱塞泵工作原理

斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数
第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量质量解析

柱塞运动学解析
柱塞行程s
柱塞运动速度v
柱塞运动加速度a


脉动频率
脉动率
第4章柱塞受力解析与设计

柱塞底部的液压力Pb
柱塞惯性力Pg
离心反力Pl
斜盘反力N
柱塞与柱塞腔壁之间的接触力
R和R
摩擦力pif和Rf

柱塞结构型式
柱塞结构尺寸设计
柱塞摩擦副比压P、比功pv验算
第5章滑靴受力解析与设计



力均衡方程式

节余压紧力法


滑靴结构型式
结构尺寸设计
第6章配油盘受力解析与设计


分别力Pf
力平横方程式

过分区设计
配油盘主要尺寸确立
Avyr
623
验算比压p、比功pv
缸体受力解析与设计
第
7章

压紧力矩My
分别力矩Mf
力矩均衡方程




通油孔分布圆半径R'和面积Fa
缸体内、外直径D、D2的确定
缸体高度H
结论
大纲
斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件,斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往
复运动,改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的,是容积式液压泵,关于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑
靴、配油盘缸体是其重要部分,柱塞是其主要受力部件之一,滑靴是高压柱塞泵常采纳的形式之
一,能适应高压力高转速的需要,配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命,因为配油盘与缸体、
滑靴与柱塞这两对高速运动副均采纳了一静压支承,省去了大容量止推轴承,拥有结构紧凑,部件
少,工艺性好,成本低,体积小,重量轻,比径向泵结构简单等长处,因为斜盘式轴向柱塞泵容
易实现无级变量,维修方便等长处,因此斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。
要点词斜盘柱塞泵滑靴缸体
Abstract
Theinclineddishtypeandaxialpumpwithapillarisamainpartinliquidpresssystem,
Theinclineddishtypeandaxialpumpwithapillarisabackandforthmovementbypillarto
filltheinsideofthepillarcavity,inorderto
changethepillarfillsthecontentsofcavitytorealizetheoilofinhalingwithlineupoily,Isa

topumpfortheinclineddishtypestalkthepillarfill,slipthebootsandgotogetherwiththeoil


,,pillarandaslipperybootsthesetworightnessofhighspeedsthesportthevice-,havetheconstructiontightlypacked,thesparepartsislittle,thecraftisgood,thecostislow,
thephysicalvolumeissmall,theweightislight,,maintainconvenienceandsoon.
Keywordstheinclineddishpillarpumpslipperybootcrockbody
第
1章绪论
最近几年来,容积式液压传动的高压化趋向,使柱塞泵特别轴向柱塞泵的采纳日趋广泛。
轴向柱塞泵
主要有结构紧凑,单位功率体积小,重量轻,压力高,变量机构部署方便,
寿命长等长处,不足之
处是对油液的污染敏感,滤油精度要求高,成本高等。轴向柱塞
泵分为盘式柱塞泵和阀式柱塞泵,
盘式轴向柱塞泵包含斜轴式轴向柱塞泵和斜盘式轴向
柱塞泵。
斜盘式与斜轴式轴向柱塞泵对比较,平分秋色斜轴式轴向柱塞泵采纳了驱动盘结构,
使柱塞缸体
不承受侧向力,所以,缸体对配油盘的倾复可能性小,有益于柱塞副与配油
部位工作,其余,同意
的倾角大,但是,结构复杂,工艺性差,需要使用大容量止推轴
承,因此高压连续工作时间常常受
到限制,成本高。斜盘式轴向柱塞泵,因为配油盘与
缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采纳了
一静压支承,省去了大容量止推轴承,具
有结构紧凑,部件少,工艺性好,成本低,体积小,重量
轻等长处,从而使该泵获取了
迅速发展,并且因为轴向泵比径向泵结构简单,制造成本低;斜盘式
轴向柱塞泵简单实现无级变量,体积小,重量轻,维修方便;因此斜盘式轴向柱塞泵比较其余泵在
技术经济指标上占很大优势,所以,斜盘式轴向柱塞泵在不停地改进和发展,其发展方向是:
扩大
使用范围、提升参数、改进性能、延长寿命、降低噪声,以适应液压技术不停发展
的要求。
斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件,斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内
的来去运动,
改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的。是容积式液压泵的一种。柱塞式液
压泵因为其主要部件柱塞
和缸体均为圆柱形,加工方便,配合精度高,密封性能好,工
作压力高而获取广泛的应用。
轴向柱塞泵有非通轴和通轴两种。非通轴式的径向载荷由缸体外周的大轴承所均衡以
限制缸体的
倾斜,所以传动轴只传达扭矩,轴径小,因为存在缸体的倾斜力矩,因此制
造精度较高,不然易损
坏配油盘。但关于通轴式的传动轴穿过斜盘撤消了大轴承,径向
载荷由传动轴支撑,并且重量轻、
体积小、部件种类少,可以串通辅助泵便于集成化,
缸体倾斜力矩由主轴承受,因此转动轴径大。
柱塞是斜盘式轴向柱塞泵的主要受力部件之一;滑靴是目前高压柱塞泵常采纳的形式
之一,能适
应高压力高转速的需要;配油盘设计的利害也直接影响泵的效率和寿命。
斜盘式轴向柱塞泵被广泛使用与工程机械、
起重运输、冶金、航空、船舶等都种领
域,在航
空中广泛用于飞机液压系统,操控系统及航空发动机燃油系统中,使飞机上所
用的液压泵中最主要
的一种形式,特别是在煤炭行业的高压重载液压系统中,更是获取
广泛应用。
第二章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数

各种柱塞泵的运动原理都是曲柄连杆机构的演变,因此,它们的运动和动力解析就
可以用一致的方程式来描述。
斜盘式轴向柱塞泵主要结构如图(2-1)。柱塞的头部安装有滑靴,滑靴低面一直贴
着斜盘
平面运动。当缸体带动柱塞旋转时,因为斜盘平面相对缸体(
xoy面)存在一倾
斜角Y,迫使柱塞在柱塞腔内作直线来去运动。假如缸体按图示
o
o
n方向旋转,在180
~360范
围内,柱塞由下死点(对应180。地址)开始不停伸出,柱塞腔容积不停增大,直至死点(对应
0。地址)止。在这个过程中,柱塞腔恰巧与配油盘吸油窗相通,油液被吸入柱塞腔内,这是吸油过程。跟着缸体连续旋转,在0。~180。范围内,柱塞在斜盘拘束下由上死点开始不停进入腔
内,柱塞腔容积不停减小,直至下孔点止。在这个过程中柱塞腔,
1-柱塞2-缸体3-配油盘4-传动轴5-斜盘
6-滑靴7-回程盘8-中心弹簧
图2-1斜盘式轴向柱塞泵工作原理
恰巧与配油盘排油窗相通,油液经过排油窗排出。这就是排油过程。因而可知,缸体每转一周,各
个柱塞有半周吸油,半周排油。假如缸体不停旋转,泵便连续地吸油和排油

、流量与容积效率
轴向柱塞泵排量qb是指缸体旋转一周,所有柱塞腔所排出油液的容积,即
qbFzSmaxZ
S
maxz
4
不计容积损失机,泵理论流量
Qlb为
Qlbqbnb
式中
dZ—柱塞外径dz24mm;
FZ—柱塞横截面积Fz
22
;

4
4
Smax—柱塞最大行程
Z—柱塞数取Z=7;
nb—传动轴转速nb1500r/min;
从图可知,柱塞最大行程为
SmaxDftg74tg1823mm
式中Df—柱塞分布圆直径Df74mm;
—斜盘倾斜角取18;
所以,泵的理论流量是
Qlbqbnb
94500ml
泵的实质输出流量
Qb95400
197198292321ml
QsbQlb
泵容积效率Vb为
Qsb
%
Vb
二-95400
lb
泵的机械效率为mb90%
所以,泵的总效率为容积效率与机械效率之积,
87%
第三章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量质量解析
泵在必定斜盘倾角下工作时,柱塞一方面与缸体一起旋转,沿缸体平面做圆周运动,另一方面又相对缸体做来去直线运动。这两个运动的合成,使柱塞轴线上一点的运动轨迹是一个椭圆。其余,柱塞还可能有因为摩擦而产生的相对缸体绕其自己轴线的自转运动,此运动使柱塞的磨损和润滑趋于均匀,是有益的。

柱塞运动学解析,主若是研究柱塞相对缸体的来去直线运动。即解析柱塞与缸体做相对运动是的行程、速度和加速度,这类解析是研究泵流量质量和主要部件受力状况的基础。

以下图为一般带滑靴的轴向柱塞泵运动解析图。若斜盘倾角为Y,柱塞分布圆半径为Rf,
0
缸体或柱塞旋转角为

a,并以柱塞腔容积最大时的上死点地址为

0

,则对应于任一旋转
角a时,
Smax
图3-1柱塞运动解析
RfRfcos
所以柱塞行程
shtgRf(1cos)tg
当a=1800可得最大行程Smax为
时,
Smax2RftgDftg37tg18023mm

将式(3-1)对时间微分可得柱塞运动速度
v为
ds
竺色Rftgsindadt
v
dt
900及2700时,sin
1,可得最大运动加速度Vmax为
Vmax
Rftg

0

式中为缸体旋转角速度,

将式(3-2)对时间微分可得柱塞运动加速度
dv
dvda
2tgcos
dt
dadt
Rf
当
00及180°时,cos
1,可得最大运动加速度
amax为