【正文】 編號 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目 直軸式橫向柱塞泵研究設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 院 系 機電工程系 專 業(yè) 機械制造與自動化 班 級 指導(dǎo)教師 顧問教師 二〇一五年十一月摘 要 I 摘 要 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件，它是每個液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件，合理的選擇液壓泵對于液壓系統(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。 本設(shè)計對橫向柱塞泵進行了 研究 設(shè)計，主要設(shè)計了柱塞泵部分主要的結(jié)構(gòu)，例如，柱塞的結(jié)構(gòu)型式﹑泵體的結(jié)構(gòu)型式﹑ 缸體 的結(jié)構(gòu)型式等進行了一些結(jié)構(gòu)設(shè)計，還有對零件的材料選用也進行了相關(guān)的研究與測試。該設(shè)計最后對柱塞泵的優(yōu)缺點進行了整體的 討論研究 ，對今后的發(fā)展也進行了展望。 關(guān)鍵詞 :柱塞泵 , 工藝路線，發(fā)展 Abstract II Abstract Hydraulic pump is to provide a certain flow and pressure to the hydraulic system of the power ponents in the oil, it is the core of each is indispensable in hydraulic system ponents, reasonable choice of hydraulic pump for the hydraulic system of energy consumption, improve the efficiency of the system, reduce noise, improve the working performance and ensure the reliable work of the system is very important. This design for horizontal plunger pump is analyzed, mainly on the analysis of the structure of plunger pump parts mainly, for example, the structure of the plunger type, structural type of pump body, cylinder body structure and so on are analyzed, and the material selection of parts. The advantages and disadvantages of the design of plunger pump has carried on the overall analysis, the future development are also prospected. Keywords:the inclined dish， pillar pump， outlook 目錄 III 目 錄 摘 要 ...................................................................... I Abstract ................................................................... II 目 錄 .................................................................... III 第一章 緒論 ................................................................. 1 橫向柱塞泵簡介 .......................................................... 1 橫向柱塞泵的工作原理 .................................................... 2 第二章 橫向柱塞泵主要零部件設(shè)計 ............................................ 3 柱塞設(shè)計 ............................................................. 3 柱塞結(jié)構(gòu)型式的選擇 ............................................. 3 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 ............................................... 4 柱塞摩擦副比壓 P﹑比功 vP 驗算 .................................... 6 配油盤設(shè)計 ........................................................... 7 缸體設(shè)計 ............................................................ 10 滑靴設(shè)計 ............................................................ 13 變量機構(gòu)設(shè)計 ........................................................ 15 柱塞回程機構(gòu)設(shè)計 .................................................... 19 第三章 橫向柱塞泵主要零件受力分析 .......................................... 21 柱塞受力分析 ........................................................ 21 滑靴受力分析 ........................................................ 23 第四章 總結(jié)與展望 ......................................................... 29 總結(jié) ................................................................ 29 展望 ................................................................ 29 致謝 ....................................................................... 30 參考文獻 ................................................................... 31 第一章 緒論 1 第一章 緒論 橫向柱塞泵由于柱塞結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、效率高、容易實現(xiàn)變量等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于工作壓力高、流量大而又需要調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)中。 閥配流橫向柱塞泵存軸配流橫向柱塞泵耐沖擊、壽命長、控制精度高 。使其成為一種優(yōu)良的高壓泵，代表當(dāng)今國際上液壓泵制造的先進水平。但是，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橫向柱塞泵”和“一種新型高壓大排量橫向柱塞泵”兩項技術(shù)專利、“合金奧氏體一貝氏體球鐵開發(fā)應(yīng)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，使我國橫向柱塞泵的研制在設(shè)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 電控制式橫向柱塞泵，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(dāng)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(xué)科交叉應(yīng)用于橫向柱塞泵的研究，使仿真和試驗更為接近現(xiàn)實，橫向柱塞泵設(shè)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：淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 2 （ 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，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)也提出了新要求。同時，各個生產(chǎn)廠商在結(jié)構(gòu)的設(shè)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。 橫向柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)的往復(fù)運動，造成密封容積的變化，來實現(xiàn)吸油和排油。橫向柱塞泵的結(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(dāng)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(fù)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。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?？梢?，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。 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 橫向柱塞泵工作原理第二章 橫向柱塞泵主要零部 件設(shè)計 3 第二章 橫向柱塞泵主要零部件設(shè)計 給定設(shè)計參數(shù) 最大工作壓力 max 40P MPa? 額定流量 Q =100L/min 最大流量 max 200 / minQL? 額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 最大轉(zhuǎn)速 max 3000 / m innr? 柱塞設(shè)計 柱塞結(jié)構(gòu)型式的選擇 橫向柱 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(yīng)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(yīng)用。 2）線接觸