【正文】 慣性力 BP 方向與加速度 a 的方向相反，隨缸體旋轉角 a 按余弦規(guī)律變化。 （ 2） 相鄰柱塞數(shù)想比，奇數(shù)柱塞泵的脈動率遠小于偶數(shù)柱塞泵的脈動率。 將 . s i ns s aft a td d d R tg ad d d? ? ?? ? ?對時間微分可得柱塞運動加速度 a 為 2. c o saft a td d da R t gd d d?? ? ? ?? ? ? （ 45） 當 0? ?? 及 180? 時， cos 1,??? 可得最大運動加速度 maxa 為 2m a x 15008 1 9 2 1 2 9 ( / )60fa R tg m s? ? ???? ? ? ? ????? （ 46） 柱塞運動的行程 s﹑速度 v﹑加速度 a 與缸體轉角 ? 的關系如圖 42所示： ****本科畢 業(yè)設計（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運動學及脈動品質分析 26 圖 42 柱塞運動特征圖 滑靴運動分析 分析滑靴的運動，主要是研究它相對斜盤平面的運動規(guī)律，即滑靴中心在斜盤平面xoyⅱ ? 內(nèi)的運動規(guī)律，其運動軌跡是一個橢圓。 對于軸向柱塞泵，總效率一般為 bh =～ ,經(jīng)校核，滿足要求。對于直軸式軸向柱塞泵，斜盤最大傾斜角 max 15? ??～ 20? ，該設計是通軸泵，受機構限制，取下限，即 15g O= 。 綜合比較以上幾種變量機構，本設計選擇 手動伺服變量機構。 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 20 當泵轉速增加時，輸出流量也相 應增加。 為使泵功率為一恒值，理論上，泵出口壓力與輸出流量應保持雙曲線關系，如圖 54所示。如用外液壓源可實現(xiàn)遠程無級變量。當控制閥處于中位時，斜盤穩(wěn)定在一定的位置上。變量時用手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 18 輪轉動絲杠旋轉，絲杠上的螺母直線運動帶動斜盤改變傾斜角實現(xiàn)變量。按照性能參數(shù)還可分為恒功率式、恒壓式、恒流量式等。下面主要研究這兩個尺寸的確定方法。 （ 3）缸體高度 H 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 15 從圖 27 中可確定缸體高度 H 為 0 m a x 3 45 7 3 9 7 0 . 5 3 9 1 2 2 . 5 ( )H l S l l m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 0l — 柱塞最短留孔長度； maxS — 柱塞最大行程； 3l — 為便于研磨加工，留有的退刀槽長度，盡量取短； 4l — 缸體厚度，一般 4l =（ ～ ） zd ，這里取 zd 。 缸體設計 下面通過計算確定缸體主要結構尺寸 （ 1）通油孔分布圓 fR 和面積 F 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 13 圖 26 柱塞腔通油孔尺寸 為減小油液流動損失，通常取通油孔分布圓半徑 fR 與配油窗口分布 圓半徑 fr 相等。 式中 tbQ — 泵理論流量； 2F — 配油窗面積， 2202 2 3()2F R R???； ??0? — 許用吸入流速， ??0? =2～ 3m/s。它設計的好壞直接影響泵的效率和壽命。減小了由剩余壓緊力產(chǎn)生 的比壓，同時可以克服滑靴傾倒產(chǎn)生的偏磨使封油帶被破壞的情況?；バ孤┝可伲莘e效率教高。滑靴不僅增大了與斜 盤的接觸面﹑減少了接觸應力，而且柱塞底部的高壓油液，經(jīng)柱塞中心孔 0d? 和滑靴中心孔 0d ，再經(jīng)滑靴封油帶泄露到泵殼體腔中。 圖 22 柱塞尺寸圖 為使柱塞在排油結束時圓柱面能完全進入柱塞腔，應使柱塞球頭中心至圓柱面保持一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 7 定的距離 dl ，一般取 (0. 4 0. 55 )dzld?? ，這里取 10dzl d mm==。 綜上，本設計選用圖 21（ c）所示的型式。滑靴與斜盤間為面接觸，接觸應力小，能承受較高的工作壓力。 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 額定轉速 n=1450r/min 柱塞設計 （ 1）柱塞結構型式的選擇 軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。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。 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、可調性增加、壽命延長等等均對泵的設計提出了不同的側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。當今社會，可進發(fā)展日新月異，人們在以環(huán)保、電子等領域高科技發(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)或領域都帶來了技術的飛速變革和發(fā)展。 我國從 80 年代末 90 年代初有很多科 研機構與生產(chǎn)廠家開始研究開發(fā)這種產(chǎn)品，但都沒有取得實質性進展。 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 柱塞結構緊湊、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，流量大而又需要調節(jié)的液壓系統(tǒng)中。 36 6 軸向柱塞泵的仿真運動 7 結論 26 柱塞瞬時流量及脈動品質分析 本文詳細講解了整個柱塞泵的建模過程，講述了柱塞泵的裝配，以及柱塞泵的運動仿真，并與其他三維設計軟件進行了一個對比，分析了各類設計軟件的優(yōu)劣。它的工作原理是：靠凸輪旋轉，由凸輪作用在彈簧壓緊的柱塞上，使柱塞做往復運動，因而不斷改變泵腔的容積和壓力，將潤滑油吸入泵腔，并排到潤滑系統(tǒng)中。本設計課題主要進行柱塞泵的產(chǎn)品設計和基于 Pro/E 軟件的實體仿真設計。 1 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 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。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”攻關和國家科技部火炬計劃項目。不同的輸送對象對于泵的內(nèi)部結構要求均不同。直軸式軸向柱塞泵的結構如圖 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。如果缸體不斷旋轉，泵便連續(xù)地吸油和排油。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?？招闹麅?nèi)還可以安放回程彈簧，使柱塞在吸油區(qū)復位。 表 21 柱塞結構參數(shù) Z 7 9 11 m 當泵的理論流量 fbQ 和轉速 bn 根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流量公式得柱塞直徑 Zd 為 3 4 2 0 .3tbZbQd m zn tg???? （ 21） 式中 γ — 斜盤最大傾角，取γ =20176。 表 21 材料性能 材料牌號 許用比壓 ??p Mpa 許用滑動速度 ??v m/s 許用比功 ? ?pv ZQAL94 30 8 60 ZQSn101 15 3 20 球墨鑄鐵 10 5 18 柱塞與缸體這一對摩擦副，不宜選用熱變形相差很大的材料，這對于油溫高的泵更重要。此時無論柱塞中心孔 0d? 還是滑靴中心孔 0d ，均不起節(jié)流作用。 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 9 圖 23 滑靴結構型式 圖 23（ a）所示為簡單型，靜壓油池較大，只有封油帶而無輔助支承面。 1）滑靴外徑 2D ： 2 s in 3 9 s in 0 . 2 4 ( )9fD D s m mZ??? ? ? ? ? ? （ 27） 一般取 s=～ 1，這里取 。對泵的壽命影響很大。配油盤的總支承面積 F 為 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 12 2 2 2 25 1 4 1 2 3( ) ( )4F D D D D F F F?? ? ? ? ? ? ? 式中 1F — 輔助支承面通油槽總面積；且： 15()F KB R R??（ K 為通油槽個數(shù)， B 為通油槽寬度） 2F ﹑ 3F — 吸 ﹑排油窗口面積。然后進行強度和剛度驗算。 回程盤是一平面圓盤，如圖 28 所示。 變量機構設計 軸向柱塞泵通過變量機構改變直軸泵斜盤傾斜角或斜軸泵擺缸擺動角，以改變輸出流量的方向和大小。 由此可知，變量的型式是多種多樣的，下面介紹其中最常用的幾種變量機構。手動伺服變量機構的原理圖和變量特性如圖 211 所示。同理，由于控制閥閥套的反饋移動，使斜盤穩(wěn)定在新的位置。與手動伺服變量機構不同的是控制閥 C 端由彈簧預壓調定， D 端用控制油路接通泵出口管路。變量機構原理及變量特性如圖 212 所示。 恒流量變星泵用于對液壓執(zhí)行機構要求速度恒定的設備中。因此，對液壓元件型號命名的標準中明確規(guī)定用排量作為主參數(shù)來區(qū)別同一系列不同規(guī)格型號的產(chǎn)品。 機械效率 不計摩擦損失時，泵的理論扭矩 tbM 為 2bbtb pqM ???= 6 612 10 10 ( . )2 Nm??? ?? （ 35） 式中 bp? 為泵吸 ﹑排油腔壓力差。即分析柱塞與缸體做相對運動時的行程﹑速度和加速度，這種分析是研究泵流量品質和主要零件受力狀況的基礎。 ****本科畢 業(yè)設計（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運動學及脈動品質分析 28 當 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 2