【正文】 。 24 柱塞的運動速度分析 25 柱塞運動加速度分析 25 滑靴運動分析 26 柱塞瞬時流量及脈動品質(zhì)分析 27 5 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分 析 30 柱塞受力分析 30 滑靴受力分析 33 配油盤受力分析 36 6 軸向柱塞泵的仿真運動 7 結(jié)論 47 參考文獻 48 1 軸向柱塞泵概述 軸向柱塞泵簡介 軸向柱塞泵由于 具有 柱塞結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、效率高、容易實現(xiàn)變量等，被廣泛應用于工作壓力高，流量大而又需要調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)中。 軸向柱塞泵可分為閥配流與軸 配流兩大類。閥配流軸向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上 70、 80 年代發(fā)展的軸配流軸向柱塞泵克服了閥配流配向柱塞泵的不足。由于軸向泵結(jié)構(gòu)上的特點，軸配流配向柱塞泵耐沖擊、壽命長、控制精度高。使其成為一種優(yōu)良的高壓泵，代表當今國際上液壓泵制造的先進水平。 但是，雖然 它技術(shù)含量高、加工制造難度大，國際上只有博世（ BOSCH）公司、沃依特（ VOITH）公司等少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)。而博世公司只能生產(chǎn) 90mL 以下規(guī)格的泵，沃依特公司只生產(chǎn) 110 一 250mL／ r規(guī)格的泵。 我國從 80 年代末 90 年代初有很多科 研機構(gòu)與生產(chǎn)廠家開始研究開發(fā)這種產(chǎn)品，但都沒有取得實質(zhì)性進展。主要因為在理論上有待深化，在實際生產(chǎn)中不能解決轉(zhuǎn)子與配流軸、滑靴與定子兩對摩擦副燒研的問題。有些生產(chǎn)廠家在柱塞內(nèi)孔通過澆鑄軸承合金等方安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 軸向柱塞泵概述 2 法來克服燒研，但效果并不理想，這種辦法在小排量泵中使用，雖然能夠防止摩擦副燒研的問題，但泵的使用壽命不長。由我國著名的液壓專家盧望研究員和材料專家閏秉均教授及其課題組經(jīng)過多年研究與開發(fā)，取得了“過平衡壓力補償方法及雙排軸向柱塞泵”和“一種新型高壓大排量軸向柱塞泵”兩項技術(shù)專利，“合金奧氏體一貝氏體球鐵開發(fā)應用研究”一項國家新材料技術(shù)成果。這些技術(shù)成果的取得，使我國徑向柱塞泵的研制在設計理論與材料工藝方面取得突破性進展。蘭州永新科技股份有限公司以上述兩項專利與一項新材料技術(shù)成果為支持，成功地開發(fā)生產(chǎn)的 JBP 系列機電控制式徑向柱塞泵，是國家科技部“八五”攻關(guān)和國家科技部火炬計劃項目。該泵在多家企業(yè)進行了 23 年的工業(yè)考核試驗，性能優(yōu)良。 泵的技術(shù)發(fā)展一如其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣，是由市場需求的推動取得的。當今社會，可進發(fā)展日新月異，人們在以環(huán)保、電子等領(lǐng)域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產(chǎn)生的巨大需求的大背景下，對于包括泵行業(yè) 在內(nèi)的許多行業(yè)或領(lǐng)域都帶來了技術(shù)的飛速變革和發(fā)展。 隨著電子、計算機、材料、制造等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，多學科交叉應用于 軸向柱塞 泵的研究，使仿真和試驗更為接近現(xiàn)實， 軸向柱塞 泵設計和優(yōu)化的效率大大提高。 產(chǎn)品的生命力在于市場的需求。如今的市場需求正是要求創(chuàng)新，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產(chǎn)品的多元化趨勢。它的多元性主要體現(xiàn)在： （ 1） 輸送介質(zhì)的多樣性 （ 2） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異性 （ 3） 運行要求的不同性 從輸送介質(zhì)來看，最早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體到現(xiàn)在可輸送固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活 的物體如土豆、魚等等。不同的輸送對象對于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求均不同。 除了輸送對象對泵的結(jié)構(gòu)有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式、維護維修等方面對泵的內(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)提出新要求。同時，各個生產(chǎn)廠商，在結(jié)構(gòu)的設計上又加入了各自企業(yè)的理念，更加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度。 基于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的總體背景，泵的運行環(huán)境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可調(diào)性增加、壽命延長等等均對泵的設計提出了不同的側(cè)重點或幾個著重點并行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。 我國的軸向柱塞泵技術(shù)還比較落后， 但旺盛的需求對軸向柱塞泵技術(shù)的發(fā)展有很大的推動作用。因此只要能緊跟國際技術(shù)潮流，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，一定能趕上國際先進水平，甚至后來居上。 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)的往復運動，造成密封容積的變化，來實現(xiàn)吸油和安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 軸向柱塞泵概述 3 排油。下面以直軸式軸向柱塞泵為例來說明軸向柱塞泵的工作原理。直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)如圖 11 所示， 柱塞的頭部安裝有滑靴，滑靴底面始終貼著斜盤平面運動。當缸體帶動柱塞旋轉(zhuǎn)時，由于斜盤平面相對缸體平面（ xoy 面 ） 存在一傾斜角 r， 迫使柱塞在柱塞腔內(nèi)作直線往復運動。缸體按 n方向 旋轉(zhuǎn)，在 180? ～ 360? 范圍內(nèi)，柱塞由 180? 開始不斷伸出，柱塞腔容積不斷增大，直至 0? 。在這過程中，柱塞腔剛好與配油盤吸油窗相通，油液被吸人柱塞腔內(nèi)，這是吸油過程。隨著缸體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在 0? ～ 180? ，柱塞在斜盤約束下開始不斷 進入腔內(nèi)，柱塞腔容積不斷減小，直至下孔點止。在這過程中，柱塞腔剛好與配油盤排油窗相通，油液通過排油窗排出。這就是排油過程。可見，缸體每轉(zhuǎn)一圈，各個柱塞有半周吸油、半周排油。如果缸體不斷旋轉(zhuǎn)，泵便連續(xù)地吸油和排油。如果改變傳動軸的旋轉(zhuǎn)方向或斜盤的傾斜方向，就可改變泵的吸、排油方向；泵的排量大小可通過改變斜盤的傾角 r 的大小來實現(xiàn)。這也是斜盤式軸向柱塞泵通常為雙向變量泵的原因。 1斜盤 2回程盤 3滑靴 4柱塞 5缸體 6配油盤 7傳動軸 圖 11 直軸式軸向柱塞泵工作原理 安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 4 2 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 給定數(shù)據(jù) 最大工作壓力 max 35P MPa? 額定流量 Q=100L /min 額定轉(zhuǎn)速 n=1450r/min 柱塞設計 （ 1）柱塞結(jié)構(gòu)型式的選擇 軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。根據(jù)柱塞頭部結(jié)構(gòu)，可有以下三種形式： 1）點接觸式柱塞 如圖 21（ a）所示，這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點接觸，其零件簡單，加工方便。但由于接觸 應力大，柱塞頭部容易磨損﹑剝落和邊緣掉塊，不能承受過高的工作壓力，壽命較低。這種點接觸式柱塞在早期泵中可見，現(xiàn)在很少有應用。 2）線接觸式柱塞 如圖 21（ b）所示，柱塞頭部安裝有擺動頭，擺動頭下部可繞柱塞球窩中心擺動。擺動頭上部是球面或平面與斜盤或面接觸，以降低接觸應力，提高泵工作壓。擺動頭與斜盤的接觸面之間靠殼體腔的油液潤滑，相當于普通滑動軸承，其 ? ?pv 值必須限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 3）帶滑靴的柱塞 如圖 21（ c）所示，柱塞頭部同樣裝有一個擺動頭，稱滑靴， 可以繞柱塞球頭中心擺動?；ヅc斜盤間為面接觸，接觸應力小，能承受較高的工作壓力。高壓油液還可以通過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滑，從而減少了摩擦和磨損，使壽命大大提高。目前大多采用這種軸向柱塞泵。 安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 5 圖 21 柱塞結(jié)構(gòu)型式 可見，柱塞大多做成空心結(jié)構(gòu)，以減輕柱塞重量，減小柱塞運動時的慣性力。采用空心結(jié)構(gòu)還可以利用柱塞底部高壓油液使柱塞局部擴張變形補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)復位。但空心結(jié)構(gòu)無疑增加了柱塞 在吸排油過程中的剩余無效容積。在高壓泵中，由于液體可壓縮性能的影響，無效容積會降低泵容積效率，增加