【正文】 2 s i n2t z fa ZQ F R t gZ??? ????????? （ 415） 當(dāng) 2aZZ???? 時(shí)，取0 12ZZ ??，同樣由泵的流量公式可得瞬時(shí)流量為 3c o s22 s i n2t z fa ZQ F R t gZ??? ????????? （ 416） 當(dāng) a=0﹑ Z? ﹑ 2Z? ﹑??時(shí)，可得瞬時(shí)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(shí)流量規(guī)律見(jiàn)圖 43 圖 43 奇數(shù)柱塞泵瞬時(shí)流量 我們常用脈動(dòng)率 ? 和脈動(dòng)頻率 f 表示瞬時(shí)流量脈動(dòng)品質(zhì)。圖 51是帶有滑靴的柱塞受力分析簡(jiǎn)圖 。而徑向力 T。柱塞在吸油過(guò)程與在排油過(guò)程中的受力情況是 不一樣的。 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 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(shí)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(shí)流量與缸體轉(zhuǎn)角 a 有關(guān)，也與柱塞數(shù)有關(guān)。此外，柱塞還可能有由于摩擦而產(chǎn)生的相對(duì)缸體繞其自身軸線(xiàn)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)使柱塞的磨損和潤(rùn)滑趨于均勻，是有利的。此外，泵吸油不足﹑柱塞腔底部無(wú)效容積也造成容積損失。 ****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。反之，當(dāng)泵轉(zhuǎn)速減小后，輸出流量減少。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。變量機(jī)構(gòu)原理如圖 103(a)所示。與此同時(shí)，由于閥套與活塞桿相連，閥套也向右移動(dòng)逐步關(guān)閉油路 l 和 2，于是斜盤(pán)穩(wěn)定在新的位置上。流量 Q 的方向和大小與變量機(jī)構(gòu)行程 y 成正比。圖 29(b)所示，在伺服閥 C 端用手輪或杠桿輸入一位移量，稱(chēng)手動(dòng)伺服變量式；若以電機(jī)或液壓裝置輸入位移量時(shí)，則稱(chēng)電動(dòng)或液動(dòng)伺服變量式；如果輸入的控制信號(hào)量使得泵輸出的功率為常值，則構(gòu)成了壓力補(bǔ)償變量式。同時(shí)，考慮到加工﹑安裝等誤差，應(yīng)在安裝孔與滑靴徑部之間保留有適當(dāng)間隙 J。它的特點(diǎn)是在滑靴頸部裝一回程盤(pán) 2，如圖 28，并用螺紋環(huán)聯(lián)結(jié)在斜盤(pán)上。 2 2 20 . 2 1 5 0 . 4 5 3 9 6 8 4 ( )a a a aF l b b m m? ? ? ? ? 式中 al — 通油孔長(zhǎng)度， azld? ； ab — 通油孔寬度， ? ； （ 2）缸體內(nèi) ﹑外直徑 1D ﹑ 2D 的確定 為保證缸體在溫度變化和受力狀態(tài)下，各方向的變形量一致，應(yīng)盡量使各處壁厚一致（如圖 27），即 1 2 3? ? ???。為此設(shè)置了輔助支承面，如圖 49 中的 5D ﹑ 6D 。具有這種結(jié)構(gòu)的配油盤(pán)，當(dāng)柱塞從低壓腔接通高壓腔時(shí)，柱塞腔內(nèi)封閉的油液會(huì)受到瞬間壓縮產(chǎn)生沖擊壓力； 當(dāng)柱塞從高壓腔接通底壓腔時(shí)，封閉的油液會(huì)瞬間膨脹產(chǎn)生沖擊壓力。 經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)采用圖 23（ a）所示的結(jié)構(gòu)型式。剩余壓緊力法簡(jiǎn)單適用，目前大多數(shù)滑靴都采用這種方法設(shè)計(jì)。 滑靴設(shè)計(jì)常用剩余壓緊力法。其比壓應(yīng)控制在摩擦副材料允許的范圍內(nèi)。 m 隨柱塞數(shù) Z 而定。 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 5 圖 21 柱塞結(jié)構(gòu)型式 可見(jiàn)，柱塞大多做成空心結(jié)構(gòu)，以減輕柱塞重量，減小柱塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。這種點(diǎn)接觸式柱塞在早期泵中可見(jiàn)，現(xiàn)在很少有應(yīng)用。這就是排油過(guò)程。 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向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)吸油和安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軸向柱塞泵概述 3 排油。如今的市場(chǎng)需求正是要求創(chuàng)新，做到與眾不同；正是這一點(diǎn)，造就了泵產(chǎn)品的多元化趨勢(shì)。由我國(guó)著名的液壓專(zhuān)家盧望研究員和材料專(zhuān)家閏秉均教授及其課題組經(jīng)過(guò)多年研究與開(kāi)發(fā)，取得了“過(guò)平衡壓力補(bǔ)償方法及雙排軸向柱塞泵”和“一種新型高壓大排量軸向柱塞泵”兩項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，“合金奧氏體一貝氏體球鐵開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究”一項(xiàng)國(guó)家新材料技術(shù)成果。國(guó)際上 70、 80 年代發(fā)展的軸配流軸向柱塞泵克服了閥配流配向柱塞泵的不足。 25 滑靴運(yùn)動(dòng)分析 24 柱塞的運(yùn)動(dòng)速度分析 24 柱塞行程 S 17 3 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 10 缸體設(shè)計(jì) 8 配油盤(pán)設(shè)計(jì) Ⅰ 1 軸向柱塞泵概述 柱塞沿傳動(dòng)軸方向分布的（與傳動(dòng)軸平行）是軸向柱塞泵。柱塞沿圓周徑向分布的（柱塞與傳動(dòng)軸垂 直）是徑向柱塞泵。 目錄 摘要 22 功率與效率 23 4 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)及脈動(dòng)品質(zhì)分析 27 5 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分 析 閥配流軸向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。有些生產(chǎn)廠(chǎng)家在柱塞內(nèi)孔通過(guò)澆鑄軸承合金等方安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軸向柱塞泵概述 2 法來(lái)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(wèn)題，但泵的使用壽命不長(zhǎng)。 產(chǎn)品的生命力在于市場(chǎng)的需求。因此只要能緊跟國(guó)際技術(shù)潮流，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，一定能趕上國(guó)際先進(jìn)水平，甚至后來(lái)居上。在這過(guò)程中，柱塞腔剛好與配油盤(pán)排油窗相通，油液通過(guò)排油窗排出。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(guò)高的工作壓力，壽命較低。目前大多采用這種軸向柱塞泵。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資 料，在缸體上各柱塞孔直徑 Zd 所占的弧長(zhǎng)約為分布圓周長(zhǎng) fD? 的 75%，即 fZdD? ? 由此可得 9 3 . 8 20 . 7 5 0 . 7 5fD Zm d ???? ? ? ? 式中 m 為結(jié)構(gòu)參數(shù)。均壓槽的尺寸常?。荷?h=～ ；間距 t=2～ 10mm （ 3） 柱塞摩擦副比壓 P﹑比功 vP 驗(yàn)算 對(duì)于柱塞與缸體這一對(duì)摩擦副，過(guò)大的接觸應(yīng)力不僅會(huì)增加摩擦副之間的磨損，而且有可能壓傷柱塞或缸體。這種結(jié)構(gòu)能適應(yīng)高壓力和高轉(zhuǎn)速的需要。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。從而實(shí)現(xiàn)滑靴油膜的靜壓支承。（ 1）過(guò)渡區(qū)設(shè)計(jì) 為使配油盤(pán)吸排油窗之間有可靠的隔離和密封，大多數(shù)配油盤(pán)采用過(guò)渡角 1a 大于柱塞腔通油孔包角 0a 的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)正重迭型配油盤(pán)。 （ 3）驗(yàn)算比壓 p、比功 pv 為使配油盤(pán)的接觸應(yīng)力盡可能減小和使缸體與配油盤(pán)之間保持液體摩擦，配油盤(pán)應(yīng)有足夠 的支承面積。 通油孔面積近似計(jì)算如下（如圖 26所示）。 固定間隙式回程結(jié)構(gòu)使用于帶滑靴的柱塞。因此， hD 取橢圓長(zhǎng)﹑短軸的平均值較合理，即 m a x 1 9 . 5 4 1 . 5 6 1 ( )2 c o sfhf RabD R m m??? ? ? ? ? ? 從圖 28中可以看出回程盤(pán)上安裝孔中心 O與長(zhǎng)﹑短軸端點(diǎn) A或 B的最大偏心距相等，且為max12e，因而 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 17 m a x m a x m a x2 ( 4 1 . 5 2 ) 6 1 2 2 ( )c o s c o sfffRRe R m m????? ? ? ? ? ? ????? （ 212） 為了允許滑靴在任一方向偏離max12e，而不與回程盤(pán)干涉，回程盤(pán)的安裝孔徑應(yīng)比滑靴徑部直徑 d 大 maxe 。例如，圖 29(a)所示，手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)采用杠桿或采用手輪轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，帶動(dòng)斜盤(pán)改變傾斜角，如果用可逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)絲杠可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)變量。 圖 210 手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)原理及特征 圖中表明手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)雙向變量。由于 B 腔面積大于 A 腔，變量活塞在液壓力作用下向右移動(dòng)，推動(dòng)斜盤(pán)傾斜角減小，流量隨之減少。 （ 3） 恒功率變量機(jī)構(gòu) 恒功率變量機(jī)構(gòu)是根據(jù)泵出口壓力調(diào)節(jié)輸出流量，使泵輸出流量與壓力的乘積近似保持 不變，即原動(dòng)機(jī)輸出功率大致保持恒定。因此，只能用一段折線(xiàn) (一根彈簧 )或二段折錢(qián) (二根彈簧 )來(lái)近似替代雙曲線(xiàn)。此時(shí)，閥芯上液壓力與彈簧力重新平衡閥芯處于中位，斜盤(pán)傾角穩(wěn)定，泵輸出流量為恒定值。 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? ?? ? ??（ /ml r ） （ 33） 為了避免氣蝕現(xiàn)象，在計(jì)算理論排量時(shí)應(yīng)按下式作校核計(jì)算： 13max. pn q C? （ 34） 133000 70 .2 20 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(pán)之間﹑滑靴與斜盤(pán)平面之間及柱塞與柱塞腔之間的油液泄漏產(chǎn)生的。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，使柱塞軸線(xiàn)上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)橢圓。因此，其平均旋轉(zhuǎn)角速度等于缸體角速度，即 1500 2 1 5 7 ( / )60ap r a d s? ? ?? ? ? ? ****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)