【正文】 常變量的液壓系統(tǒng)。流量 Q 的方向和大小與變量機(jī)構(gòu)行程 y 成正比?？刂崎y的閥套與變量活塞桿相連，變量缸的缸體與泵體相連。與此同時，由于閥套與活塞桿相連，閥套也向右移動逐步關(guān)閉油路 l 和 2，于是斜盤穩(wěn)定在新的位置上。變量信號輸入可以是手動，也可以是電動。變量機(jī)構(gòu)原理如圖 103(a)所示。工作原理與手動伺服變量機(jī)構(gòu)類似。圖 211（ a）所示的變量特性就是采用內(nèi)外雙彈簧和機(jī)械限位裝置控制的恒功率變量特性。控制閥 C端預(yù)壓彈簧調(diào)定后，節(jié)流閥兩側(cè)壓力差在控制閥閥芯上產(chǎn)生的液壓力與彈簧力相平衡，閥芯處于中垃，斜盤傾角固定在某一角度，泵輸出流量為調(diào)定值。反之，當(dāng)泵轉(zhuǎn)速減小后，輸出流量減少。但是恒流量變量泵恒定流星的精度不高，誤差較大，這也限制了 它的應(yīng)用。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 22 排量是液壓泵的主要性能參數(shù)之一，是泵幾何參數(shù)的特征量。要想改變泵輸出流量的方向和大小，可以通過改變斜盤傾斜角 ? 來實(shí)現(xiàn)。此外，泵吸油不足﹑柱塞腔底部無效容積也造成容積損失。 泵的機(jī)械效率定義為理論扭矩 tbM 與實(shí)際輸出扭矩 gbM 之比，即 661 1 . 6 1 0 8 8 . 9 %1 . 8 1 01tb tbmbbg b tb bfbMMMM M MM? ?? ? ? ? ??? ? ?? ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 23 功率與效率 不計(jì)各種損失時，泵的理論功率 tbN 2tb b tb b gbN p Q n M?? ? ? （ 36） = 615002 1 . 8 1 0 2 8 3 ( )60 kw? ? ? ? ? 泵實(shí)際的輸入功率 brN 為 122b r b g b b tb mbN n M n M?? ??? （ 37） = 61 5 0 0 12 1 . 6 1 0 2 8 2 ( )6 0 0 . 8 8 9 kw? ? ? ? ? ? 泵實(shí)際的輸出功率 bcN 為 b c b g b b t b bN p Q p Q??? ? ? ?= 63 1. 6 10 95 42 67 ( )kw? ? ? ? （ 38） 定義泵的總 效率 ?為輸出功率 bcN 與輸入功率 brN 之比，即 12 b tb bbcb b m bbrtbmbpQNN M???? ? ?? ??? ? ? = ?? 上式表明，泵總效率為容積效率與機(jī)械效率之積。此外，柱塞還可能有由于摩擦而產(chǎn)生的相對缸體繞其自身軸線的自轉(zhuǎn)運(yùn)動，此運(yùn)動使柱塞的磨損和潤滑趨于均勻，是有利的。若斜盤傾斜角為 r，柱塞分布圓半徑為fR ，缸體或柱塞旋轉(zhuǎn)角 1 為 a ，并以柱塞腔容積最大時的上死點(diǎn)位置為 0? ，則對應(yīng)于任一旋轉(zhuǎn)角 a 時， 圖 41 柱塞運(yùn)動分析 如圖： cosffh R R a= ，所以柱塞行程 S 為 1( 1 c os)s htg R tg??? ? ? （ 41） 當(dāng) 180a O= 時，可得最大行程 maxs 為 ****本科畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動學(xué)及脈動品質(zhì)分析 25 m a x 2 ffs R tg D tg????＝ 3 9 1 8 0 3 9 ( )tg m m??? （ 42） 將式 1 (1 c os)s htg R tg??? ? ?對時間微分可得柱塞運(yùn)動速度 u 為 . s i ns s aft a td d d R t g ad d d? ? ?? ? ? （ 43） 當(dāng) 90? ?? 及 270? 時， sin 1??? ，可得最大運(yùn)動速度 max? 為 m a x 15001 9 . 5 2 . 1 5 8 1 9 ( / )60fR tg tg m m s? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 44） 式中 w 為缸體旋轉(zhuǎn)角速度， 且 atw= 。 泵柱塞數(shù)為 9，柱塞角距（相鄰柱塞間夾角）為 22 ??? ???，位于排油區(qū)的柱塞數(shù)為 0Z ，那么參與排油的各柱塞瞬時流量為 123sinsin ( )sin ( 2 )t z ft z ft z fQ F R tg aQ F R tg aQ F R tg awgw g qw g q==+ （ 413） ?? ?? 0s i n [ ( 1 ) ]t z fQ F R tg a Z? ? ?? ? ? 泵的瞬時流量為 1 2 0t t t tzQ Q Q Q? ? ? ? （ 414） ? ?0100sin ( 1 )1sin sin ( )sinZzftzfF R tg a iZZaZZF R tgZ? ? ?? ??? ??? ? ????? 由上式可以看出，泵的瞬時流量與缸體轉(zhuǎn)角 a 有關(guān)，也與柱塞數(shù)有關(guān)。 當(dāng) Z=9，脈動頻率為： ****本科畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動學(xué)及脈動品質(zhì)分析 29 15002 2 9 4 5 0 ( )60f n Z H z? ? ? ? ? （ 419） 當(dāng) Z=9，脈動率為： . ( ) 0 . 0 2 6 %2 4 2 9 4 9tg tgZZ? ? ? ?? ? ? ? ??? （ 420） 利用以上兩式計(jì)算值，可以得到以下內(nèi)容： 表 41 柱塞泵流量脈動率 Z d /% 6 8 10 12 14 16 由以上分析可知： （ 1） 隨著柱塞數(shù)的增加，流量脈動率下降。柱塞在吸油過程與在排油過程中的受力情況是 不一樣的。 （ 2）柱塞慣性力 BP 柱塞相對缸體往復(fù)直線運(yùn)動時，有直線加速度 a，則柱塞軸向慣性力 BP 為 2 c os 101 ( )zB z fGP m a R tg a Ng ??? ? ? ? ? ? （ 52） ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分析 31 式中 zm ﹑ zG 為柱塞和 滑靴的總質(zhì)量。而徑向力 T。當(dāng) 0a ?? 和180? 時，慣性力最大值為 2m a x230 . 6 1 5 0 01 9 . 5 1 0 2 1 5 2 4 3 ( )1 0 6 0ZBfGP R tggtg N????????? ? ? ? ? ? ????? （ 53） （ 3）離心反力 tP 柱塞隨缸體繞主軸作等速圓周運(yùn)動，有向心加速度 ta ，產(chǎn)生的離心反力 tP 通過柱塞質(zhì)量重心并垂直軸線，是徑向力。圖 51是帶有滑靴的柱塞受力分析簡圖 。 從中還可以看出，奇數(shù)柱塞中，當(dāng) 13Z? 時 ,脈動率已小于 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﹑ 9 的原因 . ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分析 30 5 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分析 柱塞受力分析 柱塞是柱塞泵主要受力零件之一。 ****本科畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動學(xué)及脈動品質(zhì)分析 28 當(dāng) 0 aZ???時，取 oZ = 1 9 1 522Z ++==，由泵的流量公式可得瞬時流量為 c o s 22 s i n2t z fa ZQ F R t gZ??? ????????? （ 415） 當(dāng) 2aZZ???? 時，取0 12ZZ ??，同樣由泵的流量公式可得瞬時流量為 3c o s22 s i n2t z fa ZQ F R t gZ??? ????????? （ 416） 當(dāng) a=0﹑ Z? ﹑ 2Z? ﹑??時，可得瞬時流量的最小值為 m in12 sin 2t z fQ F R tg Z?? ?? （ 417） 奇數(shù)柱塞泵瞬時流量規(guī)律見圖 43 圖 43 奇數(shù)柱塞泵瞬時流量 我們常用脈動率 ? 和脈動頻率 f 表示瞬時流量脈動品質(zhì)。橢圓的長﹑短軸分別為 長軸 2 392 4 0 . 4 ( )c o s c o s 1 5fRb m m? ?? ? ? 短軸 2 2 3 9 ( )fa R m m== 設(shè)柱塞在缸體平面上 A 點(diǎn)坐標(biāo)為 sincosffx R ay R a?? （ 47） 如果用極坐標(biāo)表示則為 矢徑 2 2 2 2 21 c o shfR x y R tg a?? ? ? ? （ 48） 極角 ( c o s c o s )a rctg a??? 滑靴在斜盤平面 xoy??? 內(nèi)的運(yùn)動角速度 h? 為 2 2 2c o sc o s c o s s i nh tdd a a? ??? ??? ? （ 49） 由上式可見，滑靴在斜盤平面內(nèi)是不等角速度運(yùn)動，當(dāng) 2a ?? ﹑ 32? 時， h? 最大（在短軸位置）為