【正文】 3 4 2 0 . 3tbZbQd m zn tgpg=? 由上式計(jì)算出的 Zd 數(shù)值要圓整化，并應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 ,應(yīng)選取 20mm. 柱塞直徑 xd 確定后，應(yīng)從滿足流量的要求而確 定柱塞分布圓直徑 fD ，即 24 1 .9 5 3 9tbf xbQD d m md tg Znpg= = = ② 柱塞名義長(zhǎng)度 l 由于柱塞圓球中心作用有很大的徑向力 T，為使柱塞不致被卡死以及保持有足夠的密封長(zhǎng)度，應(yīng)保證有最小留孔長(zhǎng)度 0l ，一般?。? 20bp Mpa? 0 ( )zld? 30bp Mpa? 0 (2 )zld? 因此，柱塞名義長(zhǎng)度 l 應(yīng)滿足： 0 m a x m inl l s l?+ 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) 23 式中 maxs —— 柱塞最大行程； minl —— 柱塞最小外伸 長(zhǎng)度，一般取 m in d mm==。其比壓應(yīng)控制在摩 擦副材料允許的范圍內(nèi)。 滑靴受力分析 液壓泵工作時(shí)，作用于滑靴上有一組方向相反的力。 剩余壓緊力法 剩余壓緊力法的主要特點(diǎn)是：滑靴工作時(shí)，始終保持壓緊力稍大于分離力，使滑靴緊貼斜盤表面。 滑靴結(jié)構(gòu)型式 滑靴結(jié)構(gòu)有如圖 所示的幾種型式。 ① 滑靴外徑 2D 滑靴在斜盤上的布局，應(yīng)使傾角 0?? 時(shí)，互相之間仍有一定的間隙 s，如圖 所示。 （ b） 節(jié)流器采用節(jié)流孔時(shí)，常以滑靴中心孔 0d 作為節(jié)流裝置，如圖 所示。它設(shè)計(jì)的好壞直接影響泵的效率和壽命。封油帶的包角是變化的。即外封油帶分離力 1fp ，內(nèi)封油帶分離力 2fp ，排油窗攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 配油盤受力分析與設(shè)計(jì) 32 高壓油對(duì)缸體的分離力。 為防止油液中污粒堵塞節(jié)流器，節(jié)流器孔徑應(yīng) ? 。當(dāng) 2 ?? 時(shí)，油膜具有最大剛度，承載能力最強(qiáng)。從而實(shí)現(xiàn)滑靴油膜的靜壓支承。若選擇適當(dāng)?shù)膲壕o系數(shù) ? ，剩余壓緊力產(chǎn)生的接觸應(yīng)力也不會(huì)大，仍有較高的總效率和較長(zhǎng)的壽命。這些力有的使滑靴產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，有利于均勻摩擦；有的可能使滑靴傾倒而產(chǎn)生偏磨，并破壞了滑靴的密封，應(yīng)該在滑靴結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)中予以注意。由于油液在封油帶環(huán)縫中的流動(dòng)，使滑靴與斜盤之間形成一層薄油膜，大大減少了相對(duì)運(yùn)動(dòng)件間的摩擦損失，提高了機(jī)械效率。因此，目前許多高壓柱塞泵中的柱塞不開(kāi)設(shè)均壓槽。 m 隨柱塞數(shù) Z 而定。在高壓泵中，由于液體可壓縮性能的影響，無(wú)效容積會(huì)降低泵容積效率，增加泵的壓力脈動(dòng)，影響調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。柱塞頭部同樣裝有一個(gè)擺動(dòng)頭，稱滑靴，可以繞柱塞球頭中心擺動(dòng)。這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點(diǎn)接觸，其零件簡(jiǎn)單，加工方便。 231。 根據(jù)相似原理有 1max 0 02max 2p l lpl?? 又有 1 1 m a x 0 21 ()2p p l l?? 2 max 212 zzp p l d? 所以 2021222()llppl?? 將式 2021222()llppl??代入 12sin 0tN p p p? ? ? ? ?求解接觸長(zhǎng)度 2l 。 247。因此，由垂直于柱塞腔的徑向力 T 和離心力fp 引起的接觸應(yīng)力 1p 和 2p 可以看成是連續(xù)直線分布的應(yīng)力。231。下面主要討論柱塞在排油過(guò)程中的受力分析，而柱塞在吸油過(guò)程中的受力情況在回程盤設(shè)計(jì)中討論。 （ 2） 相鄰柱塞數(shù)想比，奇數(shù)柱塞泵的脈動(dòng)率遠(yuǎn)小于偶數(shù)柱塞泵的脈動(dòng)率。橢圓的長(zhǎng)﹑短軸分別為 長(zhǎng)軸 2 392 4 0 .4 ( )c o s c o s 1 5fRb m mg O= = = 短軸 2 2 39( )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?? 如果用極坐標(biāo)表示則為 矢徑 2 2 2 2 21 c oshfR x y R tg a?? ? ? ? 極角 ( c os c os )ar c tg a??? 滑靴在斜盤平面 xoy??? 內(nèi)的運(yùn)動(dòng)角速度 h? 為 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量品質(zhì)分 析 13 2 2 2c o sc o s c o s s inh tdd a aq wgw g== + 由上式可見(jiàn)，滑靴在斜盤平面內(nèi)是不等角速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)2a ??﹑ 32?時(shí)， h? 最大（在短軸位置）為 max cosh ww g==1500 26016 2( / )c os 15 ra d spO180。 柱塞行程 S 圖 為一般帶滑靴的軸向柱塞運(yùn)動(dòng)分析圖。 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 10 % 101tb tbmbbg b tb bfbMMMM M MMh 180。要想改變泵輸出流量的方向和大小，可以通過(guò)改變斜盤傾斜角 ? 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 泵的理論排量 q 為 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 07 0 . 2. 1 5 0 0 0 . 9 5vQq n h 180。如果缸體按圖示 n 方向旋轉(zhuǎn)，在 180? ～ 360? 范圍內(nèi)，柱塞由下死點(diǎn) (對(duì)應(yīng) 180? 位置 )開(kāi)始不斷伸出，柱塞腔容積不斷增大，直至上死點(diǎn) (對(duì)應(yīng) 0? 位置 )止。 正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來(lái)越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。 柱塞式液壓泵是靠柱塞在柱塞腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變柱塞腔容積實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于上述特點(diǎn)，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機(jī) 械、起重運(yùn)輸、冶金、船舶等多種領(lǐng)域。s pressing a pump is the motive ponent of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core ponent that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid39。s etc. to carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with material which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key。 本設(shè)計(jì)對(duì)柱塞泵的結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的研究，在柱塞泵中有閥配流﹑軸配流﹑端面配流三種配流方式。 柱塞式液壓泵種類繁多，前者柱塞平行于缸體軸線，沿軸向按柱塞運(yùn)動(dòng)形式可分為軸向柱塞式和徑向往塞式兩大類運(yùn)動(dòng)，后者柱塞垂直于配油軸，沿徑向運(yùn)動(dòng)。 柱塞式液壓泵的顯著缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件制造精度高，成本也高，對(duì)油液污染敏感。在這過(guò)程中，柱塞腔剛好與配油盤排油窗相通，油液通過(guò)排油窗排出。 133000 7 0 .2 2 0 660pC? 式中 pC 是常數(shù)，對(duì)進(jìn)口無(wú)預(yù)壓力的油泵 pC =5400；對(duì)進(jìn)口壓力為 5kgf/cm的油泵pC =9100，這里取 pC =9100 故符合要求。 軸向柱塞泵的泄漏流量主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間及柱塞與柱塞腔之間的油液泄漏產(chǎn)生的。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量品質(zhì)分 析 10 2 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量品質(zhì)分析 泵在一定斜盤傾角下 工作時(shí)，柱塞一方面與缸體一起旋轉(zhuǎn)，沿缸體平面做圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面又相對(duì)缸體做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。231。 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(shí)流量為 123sins i n( )s i n( 2 )t z ft z ft z fQ F R tg aQ F R tg aQ F R tg awgw g qw g q==+ …… …… 0sin[ ( 1 ) ]t z fQ F R tg a Z? ? ?? ? ? 泵的瞬時(shí)流量為 1 2 0t t t tzQ Q Q Q? ? ? ? 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量品質(zhì)分 析 14 ? ?0100sin ( 1 )1sin sin ( )sinZzftzfF R tg a iZZaZZF R tgZ? ? ?? ??? ??? ? ????? 由上式可以看出，泵的瞬時(shí)流量與缸體轉(zhuǎn)角 a 有關(guān)，也與柱塞數(shù)有關(guān)。對(duì)于壓力脈動(dòng)的幅值，在航空液壓標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格的規(guī)定，例如航標(biāo)《變量泵通用技術(shù)條件》（ HB5839— 83）中規(guī)定：在任何情況下，壓力脈動(dòng)均不超過(guò)額定出口壓力的 10%? 。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) 18 柱塞慣性力 BP 柱塞相對(duì)缸體往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有直線加速度 a，則柱塞軸向慣性力 BP 為 2 c o s 1 0 1 ( )zB z fGP m a R tg a Ng wg= = = 式中 zm ﹑ zG 為柱塞和滑靴的總質(zhì)量。桫 離心反力 tP 柱塞隨缸體繞主軸作等速圓周運(yùn)動(dòng)，有向心加速度 ta ，產(chǎn)生的離心反力 tP 通過(guò)柱塞質(zhì)量重心并垂直軸線，是徑向力。此時(shí)， N﹑ 1p 和 2p 可以通過(guò)如下方程組求得 0y?? 12sin 0tN p p p? ? ? ? ? 000zM???? 1202 21 0 2 12c os 03 3 202bszzttN fp fp p pll ldp l l p l fpdfp p lg =驏 驏 247。247。= 創(chuàng) + ? =231。247。 ② 線接觸式柱塞，如圖 （ b）所示。目前大多采用這種軸向柱塞泵。這種結(jié)構(gòu)不僅有足夠的剛度，而且重量減輕 10%～ 20%。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，柱塞名義長(zhǎng)度常?。? 20bp Mpa163。取柱塞伸出最長(zhǎng)時(shí)的最大接觸應(yīng)力作為計(jì)算比壓值，則 [ ]31m a x 312 2 2 0 . 1 1 0 2 1 3 03 9 1 0 2 0 . 4zpp M p a p M p adl 創(chuàng)= = = =創(chuàng) 柱塞相對(duì)缸體的最大運(yùn)動(dòng)速度 maxv 應(yīng)在摩擦副材料允許范圍內(nèi)，即 [ ]3m a x 1 9 .5 1 0 4 .6 6 1 5 1 0 0 .5 5 / 8 /fv R tg tg m s v m swg O== 創(chuàng) ? = 由此可得柱塞缸體摩擦副最大比功 max maxpv為 [ ]1m a x m a x 12 2 1 0 . 5 5 1 1 . 5 5 . / 6 0 . /fzpp v R tg M p a m s p v M p a m sdl wg= = ? = 上式中的許用比壓 ??p ﹑許用速度 ??v ﹑許用比功 ? ?pv 的值，視摩擦副材料而定，可參考表 。一是柱塞底部液壓力圖把滑靴壓向斜盤，稱為壓緊力 yp ；另一是由滑靴面直徑為 1D 的油池產(chǎn)生的靜壓力 1fp 與滑靴封油帶上油液泄漏時(shí)油膜反力 2fp ，二者力圖使滑靴與斜盤分離開(kāi)，稱為分離 fp 。此時(shí)無(wú)論柱塞中心孔 0d? 還是滑靴中心孔 0d ，均不起節(jié)流作用。 圖中（ a）所