【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) 19 柱塞與柱塞腔壁之間的摩擦力fp為 12( ) ( 20 10 0 58 23 ) 0. 1 25 92 .3 ( )fP P p f N= + = + ? 式中 f 為摩擦系數(shù)，常取 f =～ ，這里取 。231。為簡化計(jì)算，力矩方程中離心力 tP 相對很小可以忽略，得 2 20 0 02 06 4 3 6 7 8 1 1 7 4 7 8 3 0 . 1 3 9 7 85 7 . 6 ( )1 2 6 6 1 2 1 1 7 6 0 . 1 3 9 6 7 8zzl l l fd ll m ml fd l 創(chuàng) ? 創(chuàng) ?= = = ? 創(chuàng) ? 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) 20 將式 2021222()llppl??代入12c os 0bsN fp fp p p? ? ? ? ? ?可得 1 20221( s i n ) 1() 1txP N p lllg輊犏犏犏= + +犏 犏 犏臌 3 1( 5 7 1 0 s in 1 5 1 2 2 . 5 ) 1 2 0 . 1 ( )2 . 5 5 7 kNO 驏 247。 + + =231。但由于接觸應(yīng)力大，柱塞頭部容易磨損﹑剝落和邊緣掉塊，不能承受過高 的工作壓力，壽命較低?；ヅc斜盤間為面接觸，接觸應(yīng)力小，能承受較高的工作壓力。 因此，采用何種型式的柱塞要從 工況條件 ﹑性能要求﹑整體結(jié)構(gòu)等多方面權(quán)衡利弊，合理選擇。對于 軸向柱塞泵，其 m 值如表 所示。 柱塞摩擦副比壓 P﹑比功 vP 驗(yàn)算 對于柱塞與缸體這一對摩擦副， 過大的接觸應(yīng)力不僅會(huì)增加摩擦副之間的攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) 24 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。封油帶上 總的分離力 fp 可通過積分求得。 滑靴力平衡方程式即為 ( 1 ) ( 1 0. 1 ) 3. 1 2. 79 ( )fyp p N?? ? ? ? ? ? 用剩余壓緊力法設(shè)計(jì)的滑靴，油膜厚度較薄，一般為 ～ 左右。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 滑靴受力分析與設(shè)計(jì) 29 圖 （ a） 圖 中 （ b）所式滑靴增加了內(nèi)﹑外輔助支承面。為改善加工工藝性能，取 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 滑靴受力分析與設(shè)計(jì) 31 0d （或 0d? ） =～ 如果采用靜壓支承或最小功率損失法設(shè)計(jì)滑靴，則要求中心孔 0d （或 0d? ）對油液有較大的阻尼作用，并選擇最佳油膜厚度 0 mm? ? 。從上 兩 式中可以看出，采用節(jié)流管的柱塞 —滑靴組 合，公式中無粘度系數(shù) ? ，說明油溫對節(jié)流效果影響較小，但細(xì)長孔的加工工藝性較差，實(shí)現(xiàn)起來有困難。 液壓泵工作時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的缸體與配油盤之間作用有一對方向相反的力；即缸體因柱塞腔中高壓油液作用而產(chǎn)生的壓緊力 yp ；配油窗口和封油帶油膜對缸體的分離力 fp 。 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) 34 5 配油盤受力分析與設(shè)計(jì) 配油盤 是軸向柱塞泵主要零件之一，用以隔離和分配吸﹑排油油液 以及承受由高速旋轉(zhuǎn)的缸體傳來的軸向載荷。為不使封油帶過寬及阻尼管過長，推薦壓降系數(shù) a =～ ，這里取 。 圖 （ c） 滑靴結(jié)構(gòu)型式 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 下面以簡單型滑靴為例，介紹主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇和計(jì)算。剩余壓緊力法簡單適用，目前大多數(shù)滑靴都采用這種方法設(shè)計(jì)。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 滑靴受力分析與設(shè)計(jì) 28 滑靴設(shè)計(jì) 滑靴設(shè)計(jì)常用剩余壓緊力法。下面對這組力進(jìn)行分析。 同時(shí)在鋼表面噴鍍適當(dāng)厚度的軟金屬來減少摩擦阻力，不選用銅材料還可以避免高溫時(shí)油液對銅材料的腐蝕作用。 圖 柱塞尺寸圖 為使柱塞在排油結(jié)束時(shí)圓柱面能完全進(jìn)入柱塞 腔，應(yīng)使柱塞球頭中心至圓柱面保持一定的距離 dl ，一般取 ( )dzld= ，這里取 d mm== 。但這種結(jié)構(gòu)工藝比較復(fù)雜，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) 22 需要用電子束焊接。采用空心結(jié)構(gòu)還可以利用柱塞底部高壓油液使柱塞局部擴(kuò)張變形補(bǔ)償柱塞與柱塞腔之間的間隙，取得良好的密封效果。擺動(dòng)頭上部是球面或平面與斜盤或面接觸，以降低接觸應(yīng)力，提高泵工作壓。桫桫可得 1 2 5 6 0 1 0 1 0 . 1 1 . 7 8 1 2 2 . 55 7 ( )c o s s in c o s 1 5 0 . 1 1 . 7 8 s in 1 5b B tP P f PN K Nf jg j g OO++ ++ 創(chuàng)= = = ? 式中 ? 為結(jié)構(gòu)參數(shù)。桫 32 2202 2sin 5 7 1 0 sin 1 5 1 2 2 .5 5 8 2 3 ( )( ) ( 7 8 5 7 .6 ) 11117txNPPNlllg O+ 創(chuàng) += = = 將以上兩式代入 02 21 0 2 1 2 03 3 2 2zz ttll l d dp l l p l fp fp p l驏 驏 247。231。231。而徑向力 T則對主軸形成負(fù)載扭矩，使柱塞受到彎矩作用，產(chǎn)生接觸應(yīng)力，并使缸體 產(chǎn)生傾倒力矩。當(dāng)0a ?? 和 180? 時(shí)，慣性力最大值為 223m a x 0 . 6 1 5 0 01 9 . 5 1 0 2 1 5 2 4 3 ( )1 0 6 0ZBf GP R tg tg Ng w g pO驏 247。 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) 17 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) 柱塞是柱塞泵主要受力零件之一。 當(dāng) 0 a Z??? 時(shí)，取 oZ = 1 9 1 522Z ++==，由泵的流量公式可得瞬時(shí)流量為 c os 22 sin 2t z fa ZQ F R tgZ??? ????????? 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 os22 sin 2t z fa ZQ F R tgZ??? ????????? 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 15 當(dāng) a=0﹑Z?﹑ 2Z?﹑……時(shí)，可得瞬時(shí)流量的最小值為 m in12 s i n 2t z fQ F R tg Z?? ?? 奇數(shù)柱塞泵瞬時(shí)流量規(guī)律見圖 2— 3 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)。 247。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(dòng)，此運(yùn)動(dòng)使柱塞的磨損和潤滑趨于均勻，是有利的。 泵容積效率 VB? 定義為實(shí)際輸出流量 gbQ 與理論流量 tbQ 之比，即 gbVB tb? ? = 97 97%100= 軸向柱塞泵容積效率一般 為 b?? =～ ，故符合要求。相同結(jié)構(gòu)型式的系列泵中，排量越大，作功能力也越大。由此可見，缸體每轉(zhuǎn)一跳各個(gè)往塞有半周吸油、半 周排 油。 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數(shù) 6 1 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數(shù) 1． 1 直軸式軸向柱塞泵工作原理 直軸式軸向柱塞泵 主要結(jié)構(gòu)如圖 所示。 泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機(jī)裝配質(zhì)量、外觀質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡稱之為品質(zhì)?？梢哉f沒有這些這些配流方式，就沒有柱塞泵。 Ⅱ 緒論 …………………………………………………………………………………………… 4 1 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數(shù) ……………………………………………… 6 直軸式軸向柱塞泵工作原理 ……………………………………………………………… 6 直軸式軸向柱塞泵主要性能參數(shù) ………………………………………………………… 6 排量﹑流量與容積效率 ……………………………………………………………… 7 扭矩與機(jī)械效率 ................................................................................ 8 功率與效率 …………………………………………………………………………… 9 2 直軸式軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)及流量品質(zhì)分析 ………………………………………… 10 ………………………………………………………………………… 10 柱塞行程 S…………………………………………………………………………… 11 柱塞運(yùn)動(dòng)速度分析 v…………………………… …………………………………… 12 柱塞運(yùn)動(dòng)加速度 a……………………………………………………… …………… 13 滑靴運(yùn)動(dòng)分析 ……………………………… …………………………………………… 14 瞬時(shí)流量及脈動(dòng)品質(zhì)分析 ……………………………………………………………… 15 2. 3. 1 脈動(dòng)頻率 …………………………………………………………………… 15 脈動(dòng)率 ………………………………………………………………………………… 16 3 柱塞受力分析與設(shè)計(jì) ……………………………………… ……………………………… 17 …………………………………………………………………………… 17 柱塞底部的液壓力 bP ………………………………………………………………… 17 柱塞慣性力 …………………………………………………………………………… 18 離心反力 tP …………………………………………………………………………… 18 N………………………… …………………………………… …………… 19 柱塞與柱塞腔壁之間的接觸應(yīng)力 1p 和 2p ………………………………………… 20 1fP 和 2fP ……………………………………………………………………… 20 柱塞設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………… 21 柱塞結(jié) 構(gòu)型式 ………………………………………………………………………… 22 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 23 柱塞摩擦副比壓 P﹑比功 vP 驗(yàn)算 …………………………………………………… 23 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 2 4 滑靴受力分析與設(shè)計(jì) ………………………………………… …………………………… 25 滑靴受力分析 …………………………………………………………………………… 25 分離力 …………………………………………………………… …………… ……… 26 yp……………………………………………………………………………… 27 力平衡方程式 …………