【正文】 配油盤的有關(guān)尺寸 with the size of the oil pan 3 配油盤的壓緊系數(shù) ? 由于摩擦力和油壓反推力、反推力矩的摸是轉(zhuǎn)角 ? 的函數(shù)；斜盤對(duì)缸體的軸向壓緊力 ?pxN 和力矩的模只和油壓有關(guān)；慣性力等又隨傾角 ? 變化，故一般使缸體所受的力和力矩（不考慮輔助支撐力 AA MP和 ） 之和為零不可能，加之油壓反推力 fmP 與配流盤與缸體間的油膜厚度 ? 無(wú)關(guān)，因此為了缸體穩(wěn)定通常都把斜盤力 ?pxN 設(shè) 計(jì)得比 fmP 大些， 兩者的比值 ? 叫配油盤的壓緊系數(shù)，通過(guò)分析可以得到， ? ? ? ? ?????????????? ????????? ??????00012212234232421/ln/ln2 ?????RRRRRRRRZdPNfmpx (223) 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 一般取 ~?? 。 根據(jù)式（ 219） ，聯(lián)系式（ 220）取較小數(shù)值 2? 驗(yàn)算即可。 圖 24 配油窗孔的間隔角 with the interval angle of oil window 柱塞設(shè)計(jì)完成后，可以容易得到 30 2cmV ? ，則由（ 214）得 3220 cmRdVV ??????? ??? 把數(shù)據(jù)代入（ 215）可得 ? ? ?????? ?????? ?????? tan2121a rc c os2 001 RdVE pp ?? ?? 221102 32021a rc c os 24 ??????? ?????? ? ?????? ? 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 16 同理代入式（ 216） 得 ? ? ?? 320241a rc c ostan41a rc c os 242 002 ??????? ?? ?????????? ????? ??? RdE ppV 在wdt ???時(shí)間內(nèi)，由阻尼孔引入的液體體積為 ,2V? 且 ? ????????????????504010212822ppldQEppVVwQkkKK??? (217) 由上式得 504 10128 ???? ?? ?E wVldkk (218) 式中 KQ —— 從阻尼孔流入的流量 scm/2 ； w —— 缸體的角速度 ? ?srad/ ； V—— 上死點(diǎn) ? ?0?? 處柱塞腔的容積 ? ?3cm ； ? —— 工作液體的動(dòng)力黏度 ? ?2/mSN? ； kd —— 阻尼孔直徑 （ cm）； kl —— 阻尼孔長(zhǎng)度 （ cm） 。 其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)工作壓力的變化有較好的適應(yīng)性。 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。 本設(shè)計(jì)中由于壓盤尺寸的限制，不便設(shè)計(jì)外輔助支撐，但可以設(shè)計(jì)內(nèi)輔助支撐。通常引油孔德直徑可取 2mm 左右。如圖 22 所示。 分離力為： ? ?562526/ln2 rr rrFf ?? ? （ 212） 設(shè)計(jì)中為保證摩擦副功率損失較少以及減少泄漏量，通常取壓緊力與分離力之比 —— 壓緊系數(shù) h? 在 ~ 之間，即為： ? ?2526 56m a x2 /ln2c ~ rr rrrFF fyh ?????? （ 213） 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 在試算中，可先使 ? ?dr ~ ? 初算： 取 ???r mm 根據(jù)式（ 213）可得 116?r mm 此時(shí)壓緊系數(shù) ? ? 511 7/11ln216c os9 222 ??? ?h?，符合要求。 剩余壓緊力設(shè)計(jì)法計(jì)算滑靴的基本特點(diǎn)是作用在柱塞底部的油壓 p 經(jīng)中心孔直接作用于柱塞滑靴底部，中心孔不起阻尼作用，油腔壓力 hp 近似等于柱塞底部油壓力 p。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”。 則取平衡槽深為 ，寬為 ，槽與槽的間隔 t 取為 7mm。 柱塞基本尺寸設(shè)計(jì)（見圖 22） 柱塞直徑 d 柱塞直徑 d 已在缸體設(shè)計(jì)中確定： 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 cmd ? 柱塞長(zhǎng)度 、L 球頭直徑 21 dd、 (見圖 22) （ 1）柱塞長(zhǎng)度 L 應(yīng)等于柱塞的最小留缸長(zhǎng)度 0l 、最小外伸長(zhǎng)度 dl ?? 和最大行程 m axm ax tan2 ?? RS 之和。這里取 Z=7。 上述符號(hào)含義和單位 適用 本節(jié)始末。 理論輸入功率是指在不考慮泵機(jī)械損失前提下，泵所輸入的機(jī)械功率，即 BBtBit wMN ?? （ 18） 式中 BtM —— 泵輸入的理論轉(zhuǎn)矩， N? m； Bw —— 泵的角速度， rad/s； BtN —— 泵的理論輸入功率， W。在下面介紹的液壓泵功率計(jì)算就要涉及到以上參數(shù)。 可見，泵的機(jī)械效率 Bm? 能反映出泵的機(jī)械損失大小 。液壓泵的效率包括容積效率（記為 BV? ）和機(jī)械效率（記為 Bm? ）。在不加特殊說(shuō)明情況下，液壓泵的流量均指實(shí)際流量而言。泄漏流量包括 內(nèi)漏和外漏兩部分，內(nèi)漏是由高壓腔漏到低壓腔部分，外漏是指高壓腔的油液直接漏到回油管路中的部分。 液壓泵的理論流量是指在沒(méi)有泄漏情況下，單位時(shí)間內(nèi)排出液體的體積，通常用 BtQ 表示。 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 排量和流量 液壓泵的排量是指液壓泵在沒(méi)有泄漏情況下，傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體體積 ，通常用 Bq 表示，其單位為 L/r 或 mL/r。 顯然，同一臺(tái)泵的額定壓力小于最高壓力。 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 4 圖 11 直軸式軸向柱塞泵 Straightaxis axial plunger pump 壓力 液壓泵的壓力通常指泵的排液口排出液體所具有的相對(duì)壓力值，常用單位為帕（ Pa）。中心彈簧 8通過(guò)內(nèi)套 鋼球 1壓盤 7將滑靴壓緊于軸線成某一傾角 ? 并支撐于變量殼體 13 的斜盤 15上。 當(dāng)傳動(dòng)軸從軸端看，沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，柱塞 5 自下向上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)，既要隨轉(zhuǎn)動(dòng)缸體作圓周運(yùn)動(dòng)，又要逐漸往外伸出，使柱塞底部的密封容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，低壓油經(jīng)泵吸油口、配油盤吸油窗孔吸入泵內(nèi)。柱塞缸體沿圓周均勻分布有幾個(gè)（一般為奇數(shù)個(gè)）平行于傳動(dòng)軸的柱塞孔，每個(gè)柱塞孔中都裝有柱塞 5，柱塞可在柱塞孔中自由滑動(dòng)。 3） 吸液腔與排液腔必須隔開，即不能同時(shí)相互溝通。液壓泵若正常工作，必須具備以下基本條件： 1） 存在密封容積并且發(fā)生變化。其中通軸泵的泵軸需要有足夠的支承剛度，不僅要驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，而且要保證在承受缸體傳來(lái)的側(cè)向力時(shí)不致出現(xiàn)過(guò)大的變形。 軸向柱塞泵分為直軸式和斜軸式兩種。 軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、單位功率體積小、重量輕、工作壓力高、容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu) 點(diǎn)。 若按液壓泵的結(jié)構(gòu)不同可將液壓泵分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 前言 液壓傳動(dòng)技術(shù)是一種近代工業(yè)技術(shù)，可以借助導(dǎo)管向任一位傳遞動(dòng)力；可以借助控制壓力油液的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的預(yù)定控制；可以實(shí)現(xiàn)小型機(jī)械化；可以實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊大范圍的無(wú)極調(diào)速；可以遠(yuǎn)距離操縱確定運(yùn)動(dòng)部分的位置、運(yùn)動(dòng)方向的變換、增減速度；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等，因而適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，象飛行器、各種工作母機(jī)、建筑機(jī)械與車輛、塑料機(jī)械、起重機(jī)械、礦山機(jī)械和船舶等等，均使用著液壓傳動(dòng)，而且應(yīng)用日益廣泛。 而 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，是液壓系統(tǒng)中必不可少的一部分。 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 2 1 軸向柱塞泵 概述 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。軸向柱塞泵是指柱塞的軸線與傳動(dòng)軸的軸線平行或略有傾斜的柱塞泵，而徑向柱塞泵的柱塞軸線與傳動(dòng)軸的軸線互相垂直。斜盤式軸向柱塞泵由于泵軸和缸體的支承方式不同，又可分為通軸式和缸體支承式（非通軸式）。 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 柱塞泵是液壓泵的一種，故先敘述液壓泵的基本工作條件。 2） 密封容積在變化過(guò)程中，分別與吸、排液腔相溝通。斜盤 15 和配油盤 1 固定不動(dòng)，缸體 2 固定在傳動(dòng)軸11 上并通過(guò) 軸承支撐在泵的殼體內(nèi)。于是，柱塞處在最下端時(shí)， 因伸出缸孔尺寸最短，柱塞右端面與缸孔內(nèi)表面圍成的密封工作容積為最??；當(dāng)柱塞運(yùn)行到最上端時(shí)，因伸出缸孔的尺寸最長(zhǎng)，柱塞右端面與缸孔內(nèi)表面圍成的密封容積達(dá)最大。 泵軸 11 與缸體 2 為花鍵連接，驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，使均布于缸體中的七個(gè)柱塞5繞泵軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)柱塞頭部有一滑靴 6。 直軸式軸向柱塞泵的主要性能參數(shù) 本設(shè)計(jì)給定設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 額定工作壓力 32Mpa， 理論 流量 (l/min)和額定轉(zhuǎn)速 1500r/min。 最高壓力是指根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，液壓泵超過(guò)額定壓力后所允許的短暫運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的最大壓力值 ，常用 kp 表示。通常所提液壓泵的壓力就是指實(shí)際工作壓力。 液壓泵的流量包括理論流量、泄漏流量和實(shí)際流量三種形式。 液壓泵的泄漏流量是指 在壓力差 p? 的作用下，經(jīng)泵零、部件之間隙泄漏掉的液體質(zhì)量，通常用 BQ? 表示。 液壓泵是實(shí)際流量是指液壓泵在實(shí)際具體工作情況（存在泄漏）下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積，通常 BQ 表示。 效率 液壓泵的效率是表征液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中功率損耗的一個(gè)系數(shù)，可用B? 表示。 液壓泵的機(jī)械效率 Bm? 是指理論 輸入 功率 BitN （不包含機(jī)械磨損所消耗的功率）與實(shí)際輸入功率 BiN （包含因機(jī)械磨損消耗的功率）之比值，即 BBtBimB itBiB itBm MMN NNNN ?????? (15) 式中 mN? —— 機(jī)械磨損所消耗的機(jī)械功率； BitN —— 泵的理論輸入功率； BiN —— 泵的實(shí)際輸入功率； BitM —— 泵的理論輸入力矩； BiM —— 泵的實(shí)際輸入力矩； 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 Bm? —— 泵的機(jī)械效率。體現(xiàn)機(jī)械能的重要參數(shù)是轉(zhuǎn)矩和角速度，反映液體壓力能的主要參數(shù)則是液體的壓力和流量。 理論輸出功率是指在不考慮泵容積損失前提下，輸出液體所具有的液壓功率，即 BtBB QpN ??ot （ 17） 式中 Bp —— 泵輸出液體的壓力， Pa； BtQ —— 泵的理論流量， sm/3 ； BtN —— 泵的理論輸出功率， W。 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 2 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 缸體的設(shè)計(jì) 確定排量 q 0 0100 0 ????? vn Qq ? (ml/r) (21) 式中 Q—— 泵的 額 定流量（ l/min）； n—— 泵的 額定 轉(zhuǎn)速（ r/min）； v? — — 容積 效 率，一般取 ~?v? ，這里取 ?v? 。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取定：一般半周型多取 Z=7，通軸型多取 Z=9，能使結(jié)構(gòu)較為緊湊。 圖 21 缸孔底部的油窗孔 Figure 21 at the bottom of the oil cylinder fenestrae 缸體設(shè)計(jì)完成后還要校核通油面積的油流速度，詳見第四章 。取 ?s? mm 平衡槽，深為 ~；寬為 ~；槽與槽的間隔 t 為 2~10mm（近似為行程的 一半）。 滑靴底面靜壓支撐的設(shè)計(jì) 滑靴的設(shè)計(jì)有兩種方法。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。 壓緊力為： ?? cos2 prFy ? （ 211） 式中 r—— 柱塞半徑。輔助支撐面積可以承受剩余壓緊力，減少接觸比壓。也就是說(shuō)壓降要很小，否則造成實(shí)際分離力下降，等于增大了壓緊力，使摩擦副的工作條件惡化。新結(jié)構(gòu)滑靴外徑對(duì)內(nèi)徑的比值一般為 ~。 配油盤的設(shè)計(jì)計(jì)算 配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵零件之一，它的作用是分配油液，幫助軸向柱塞泵完成吸、排油任務(wù)。這樣，當(dāng)缸體窗口與排油孔接通時(shí)，柱塞腔內(nèi)壓力已達(dá)到排油壓力，就防止了壓力突變。 假設(shè)柱塞腔油液的溶劑 V，壓力由 0p 升至 p 所需的壓縮量為 V? ，對(duì)應(yīng)的柱塞位移量為 x? ，缸體的回轉(zhuǎn)角（即封閉