【正文】 影響，無效容積會降低泵容積效率，增加泵的壓力脈動，影響調(diào)節(jié)過程的動態(tài)品質(zhì)。這也是斜盤式軸向柱塞泵通常為雙向變量泵的原因。同時，各個生產(chǎn)廠商，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上又加入了各自企業(yè)的理念，更加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度。而博世公司只能生產(chǎn) 90mL 以下規(guī)格的泵，沃依特公司只生產(chǎn) 110 一 250mL／ r規(guī)格的泵。 25 柱塞運(yùn)動加速度分析 21 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸向柱塞泵概述 1 機(jī)械效率 用 Pro/E 進(jìn)行柱塞泵的仿真設(shè)計可以模擬真實情況，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，從而達(dá)到最優(yōu)化最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計目的。 Pro/E 軟件是迄今為止功能最強(qiáng)的全參數(shù)化設(shè)計軟件。 4 滑靴設(shè)計 15 變量機(jī)構(gòu)設(shè)計 24 柱塞運(yùn)動分析 47 參考文獻(xiàn) 但是，雖然 它技術(shù)含量高、加工制造難度大，國際上只有博世（ BOSCH）公司、沃依特（ VOITH）公司等少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)。 除了輸送對象對泵的結(jié)構(gòu)有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式、維護(hù)維修等方面對泵的內(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)提出新要求。如果改變傳動軸的旋轉(zhuǎn)方向或斜盤的傾斜方向，就可改變泵的吸、排油方向；泵的排量大小可通過改變斜盤的傾角 r 的大小來實現(xiàn)。但空心結(jié)構(gòu)無疑增加了柱塞 在吸排油過程中的剩余無效容積。同時在鋼表面噴鍍適當(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油液對銅材料的腐蝕作用。結(jié)構(gòu)簡單，是目前常用的一種型式。為防止壓力沖擊，我們希望柱塞腔在接通高低壓時，腔內(nèi)壓力能平緩過渡從而避免壓力沖擊。 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計 14 圖 27 缸體結(jié)構(gòu)尺寸 缸體強(qiáng)度可按厚壁筒驗算 ? ?22 22 22 2 2 2( 3 9 2 2 ) 3 9 1 2 5 6 0 1 2 9 ( / )( 3 9 2 2 ) 3 9wzb wzddp k g f c mdd??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?（ 210） 式中 wd — 筒外徑，且 2wzdd??? 。變量機(jī)構(gòu)的型式很多，按照控制方式，可分為手動式、機(jī)動式、電動式、液動式、電液比例控制式等。 圖 211 手動伺服變量機(jī)構(gòu) 圖中伺服變量機(jī)構(gòu)由雙邊控制閥和差動變量缸組成。利用液壓力與彈簧力平衡的關(guān)系控制變量活塞，改變斜盤傾角。例如，機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)械等液壓系統(tǒng)。 考慮摩擦損失 bM? 時，實際輸出扭矩 gbM 為 gb tb bM M M? ??= 6661. 6 10 0. 2 10 1. 8 10 ( . )Nm? ? ? ? ? 軸向柱塞泵的摩擦損失主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間﹑柱塞與柱塞腔之間的摩擦副的相對運(yùn)動以及軸承運(yùn)動而產(chǎn)生的。 定義脈動率 m ax m intttpQd = （ 418） 這樣，就可以進(jìn)行流量脈動品質(zhì)分析了。其值為 2 243 90 7 ( )15Zt z t fGP m a R Ng tgw O= = = = （ 54） （ 4）斜盤反力 N 斜盤反力通過柱塞球頭中心垂直于斜盤平面，可以分解為軸向力 P 及徑向力 0T 即 c o s 1 2 5 6 0 c o s 1 5 1 2 1 3 2 ( )s in 1 2 5 6 0 s in 1 5 3 2 5 0 ( )P N NT N N????? ? ? ?? ? ? ? （ 55） 軸向力 P 與作用于柱塞底部的液壓力 bP 及其它軸向力相平衡。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（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動學(xué)及脈動品質(zhì)分析 27 柱塞瞬時流量及脈動品質(zhì)分析 泵瞬時流量是一周期脈動函數(shù) .由于泵內(nèi)部或系統(tǒng)管路中不可避免地存在有液阻 ,流量的脈動必然要引起壓力脈動 .這些脈動嚴(yán)重影響了輸出流量品質(zhì) ,使 系統(tǒng)工作不穩(wěn)定 ,當(dāng)泵的脈動頻率與液壓油柱及管路的固有頻率相當(dāng) ,就產(chǎn)生了諧振的條件 ,諧振時壓力脈動可能很高 ,這時系統(tǒng)的構(gòu)件有極大的潛在破壞性 .在一些極端情況下 ,幾分鐘之內(nèi)管路或附件即可達(dá)到疲勞破壞極限 .液壓油的流量﹑壓力脈動在管路或附件中激勵起高頻率的機(jī)械震動將引起導(dǎo)致管路﹑附件及安裝構(gòu)件的應(yīng)力 .液壓泵的供壓管路 ,一般是最容易受到破壞的部位 . 柱塞運(yùn)動速度確定之后，單個柱塞的瞬時流量可寫成 2 s i nt i z t f tQ F F R t g a? ? ??? （ 412） 式中 zF 為柱塞橫截面積， 24zzFd?? 。 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。此時，閥芯上液壓力與彈簧力重新平衡閥芯處于中位，斜盤傾角穩(wěn)定，泵輸出流量為恒定值。 （ 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，即原動機(jī)輸出功率大致保持恒定。 圖 210 手動變量機(jī)構(gòu)原理及特征 圖中表明手動變量機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)雙向變量。因此， hD 取橢圓長﹑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中可以看出回程盤上安裝孔中心 O與長﹑短軸端點 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（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計 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，而不與回程盤干涉，回程盤的安裝孔徑應(yīng)比滑靴徑部直徑 d 大 maxe 。 通油孔面積近似計算如下（如圖 26所示）。（ 1）過渡區(qū)設(shè)計 為使配油盤吸排油窗之間有可靠的隔離和密封，大多數(shù)配油盤采用過渡角 1a 大于柱塞腔通油孔包角 0a 的結(jié)構(gòu)，稱正重迭型配油盤。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)力也不會大，仍有較高的總效率和較長的壽命。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)力不僅會增加摩擦副之間的磨損，而且有可能壓傷柱塞或缸體。目前大多采用這種軸向柱塞泵。在這過程中，柱塞腔剛好與配油盤排油窗相通，油液通過排油窗排出。 產(chǎn)品的生命力在于市場的需求。閥配流軸向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。柱塞沿圓周徑向分布的（柱塞與傳動軸垂 直）是徑向柱塞泵。 Ⅰ 1 軸向柱塞泵概述 8 配油盤設(shè)計 10 缸體設(shè)計 24 柱塞的運(yùn)動速度分析 由我國著名的液壓專家盧望研究員和材料專家閏秉均教授及其課題組經(jīng)過多年研究與開發(fā)，取得了“過平衡壓力補(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”兩項技術(shù)專利，“合金奧氏體一貝氏體球鐵開發(fā)應(yīng)用研究”一項國家新材料技術(shù)成果。 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，造成密封容積的變化，來實現(xiàn)吸油和安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸向柱塞泵概述 3 排油。這種點接觸式柱塞在早期泵中可見，現(xiàn)在很少有應(yīng)用。 m 隨柱塞數(shù) Z 而定。 滑靴設(shè)計常用剩余壓緊力法。 經(jīng)比較，本設(shè)計采用圖 23（ a）所示的結(jié)構(gòu)型式。為此設(shè)置了輔助支承面，如圖 49 中的 5D ﹑ 6D 。它的特點是在滑靴頸部裝一回程盤 2，如圖 28，并用螺紋環(huán)聯(lián)結(jié)在斜盤上。圖 29(b)所示，在伺服閥 C 端用手輪或杠桿輸入一位移量，稱手動伺服變量式；若以電機(jī)或液壓裝置輸入位移量時，則稱電動或液動伺服變量式；如果輸入的控制信號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。與此同時，由于閥套與活塞桿相連，閥套也向右移動逐步關(guān)閉油路 l 和 2，于是斜盤穩(wěn)定在新的位置上。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。 ****本科畢業(yè)設(shè)計（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。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，此運(yùn)動使柱塞的磨損和潤滑趨于均勻，是有利的。柱塞在吸油過程與在排油過程中的受力情況是 不一樣的。圖 51是帶有滑靴的柱塞受力分析簡圖 。即分析柱塞與缸體做相對運(yùn)動時的行程﹑速度和加速度，這種分析是研究泵流量品質(zhì)和主要零件受力狀況的基礎(chǔ)。因此，對液壓元件型號命名的標(biāo)準(zhǔn)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。變量機(jī)構(gòu)原理及變量特性如圖 212 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。 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(jī)構(gòu)。 回程盤是一平面圓盤，如圖 28 所示。配油盤的總支承面積 F 為 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)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。 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 。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。 表 21 柱塞結(jié)構(gòu)參數(shù) Z 7 9 11 m 當(dāng)泵的理論流量 fbQ 和轉(zhuǎn)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????