【導(dǎo)讀】通油孔分布圓半徑fR?液壓泵就顯得更加重要了。在容積式液壓泵中，惟有柱塞泵是實(shí)現(xiàn)高壓﹑高速化﹑。力也大，常用于大扭炬、低轉(zhuǎn)速工況，做為按壓馬達(dá)使用。而軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，式自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，流量大。由于上述特點(diǎn)，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機(jī)械、起

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? ? 平均壓緊力 yp 為 1211( ) ( 24 15 0 19 32 0) 21 73 5 ( )22y y yp p p N? ? ? ? ? 分離力 fp 分離力由三部分組成。即外封油帶分離力 1fp ，內(nèi)封油帶分離力 2fp ，排油窗高壓油對(duì)缸體的分離力。 對(duì)于奇數(shù)泵，在缸體旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每一瞬時(shí)參加排油的柱塞數(shù)量和位置不同。封油帶的包角是變化的。實(shí)際包角比配油盤油窗包角 0? 有所擴(kuò)大，如圖 所示。 當(dāng)有 1( 1)2 Z? 個(gè)柱塞排油時(shí)，封油帶實(shí)際包角 1? 為 101 1 2 2 2( 1 ) ( 9 1 )2 2 9 9 3Z a a ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)有 1( 1)2 Z? 個(gè)柱塞排油時(shí)，封油帶實(shí)際包角 2? 為 201 1 2 2 8( 3 ) ( 9 3 )2 2 9 9 9Z a a ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 平均有 2Z 個(gè)柱塞排油時(shí)，平均包角 p? 為 1 2 01 1 1 2 8 7( ) ( 2 ) ( )2 2 2 3 9 9p Z a a ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式中 a—— 柱塞間距角， 2a Z?? ； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 36 頁(yè) 共 59 頁(yè) 0a —— 柱塞腔 通油孔包角，這里取0 29a ??。 ① 外封油帶分離力 1fp 外封油帶上泄漏流量是源流流動(dòng)，對(duì)封油帶任儀半徑上的壓力 yp 從 2R 到 1R 積分，并以 p? 代替 2? ，可得外封油帶上的 分離力 1fp 為 圖 封油帶實(shí)際包角的變化 2212 21212()24 l nppf b bRRp P R pRR????? 2 2 62677( 1 7 1 5 ) 1 099 1 2 5 6 0 1 1 1 0 1 2 5 6 01724 l n15?? ??? ? ?? ? ? ? ? ? =( )N 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 37 頁(yè) 共 59 頁(yè) 外封油帶泄漏量 1q 為 331 7127 0 . 0 0 1 1 2 5 6 09 9 2 ( )171 2 2 1 0 l n1 2 l n15pb pq m lRR???? ???? ? ?? ? ? ②內(nèi)封油帶分離力 2fp 內(nèi)封油帶上泄漏流量是匯流流動(dòng)，同理可得內(nèi)封油帶分離力 2fp 為 2234 22334()24 l nppf b bRRp p R PRR??????? =2 2 626777( 9 1 1 ) 1 099 1 1 1 0 1 2 5 6 01124 2 1 0 l n9?? ?????? ? ???? ? ? ?? ? ??? ( )N? 內(nèi)封油帶泄漏 量 2q 為 332 7347 0 . 0 0 1 1 2 5 6 09 1 4 7 ( )111 2 2 1 0 l n1 2 l n9pb pq m lRR???? ???? ? ?? ? ? ③排油窗分離力 3fp 2 2 2 23 2 3 7( ) ( 1 5 1 1 ) 1 2 5 6 0 1 . 6 ( )2 2 9pfbp R R p N? ?? ? ? ? ? ? ?? ④ 配油盤總分離力 1fp 1 2 3 3 . 4 5 . 2 1 . 6 1 0 . 2 ( )f f f fp p p p N? ? ? ? ? ? ? 總泄漏量 q 為 12 9 2 1 4 7 2 3 9 ( )q q q N? ? ? ? ? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 38 頁(yè) 共 59 頁(yè) 配油盤設(shè)計(jì) 配油盤設(shè)計(jì)主要是確定內(nèi)封油帶尺寸﹑吸排油窗口尺寸以及輔助支承面各部分尺寸。 過(guò)渡區(qū)設(shè)計(jì) 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(guò)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。具有這種結(jié)構(gòu)的配油盤，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。這種高低壓交替的沖擊壓力嚴(yán)重降低流量脈動(dòng)品質(zhì)，產(chǎn)生噪音和功率消耗以及周期性的沖擊載荷。對(duì)泵的壽命影響很大。為防止壓力沖擊，我們希望柱塞腔在接通高低壓時(shí)，腔內(nèi)壓力能平緩過(guò)渡從而避免壓力沖擊。 配油盤主要尺寸確定（圖 ） ф 圖 配油盤主要尺寸確定 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 39 頁(yè) 共 59 頁(yè) （ 1）配油窗尺寸 配油窗口分布 圓直徑一般取等于或小于柱塞分布圓直徑 fD 配油窗口包角 0? ，在吸油窗口包角相等時(shí)，取 120 2aa a? ? ??? ? ? ? 為避免吸油不足，配油窗口流速應(yīng)滿足 ? ?002 3 /tbQ msF??? ? ? ? 滿足要求。 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。 由此可得 2223RR? = ? ?002 tQv? （ 2）封油帶尺寸 設(shè)內(nèi)封油帶寬度為 2b ，外封油帶寬度為 1b ， 1b 和 2b 確定方法為： 考慮到外封油帶處于大半徑，加上離心力的作用，泄漏量比內(nèi)封油帶泄漏量大，取 1b 略大于 2b ，即 1 1 2 0 . 1 2 5zb R R d? ? ? 當(dāng)配油盤受力平衡時(shí)，將壓緊力計(jì)算示與分離力計(jì)算示帶入平衡方程式可得 222 2 23412132 4(1 ).2ln ln z pRRR R ZdRRR R? ???? ??? 聯(lián)立解上述方程，即可確定配油盤封油帶尺寸 1 17R mm? ﹑ 2 15R mm? ﹑本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 40 頁(yè) 共 59 頁(yè) 3 11R mm? ﹑ 4 9R mm? 。 驗(yàn)算比壓 p﹑比功 pv 為使配油盤的接觸應(yīng)力盡可能減小和使缸體與配油盤之間保持液體摩擦，配油盤應(yīng)有足夠的支承面積。為此設(shè)置了輔助支承面，如圖 中的 5D ﹑ 6D 。輔助支承面上開(kāi)有寬度為 B 的通油槽，起卸荷作用。配油盤的總支承面積 F 為 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； 15()F KB R R??（ K 為通油槽個(gè)數(shù)， B 為通油槽寬度） 2F ﹑ 3F —— 吸 ﹑排油窗口面積。 根據(jù)估算： 21034( )F mm? 配油盤比壓 p 為 ? ?512 ( ) 284ytpp K B R Rp p a pF l d?? ?? ? ? ? 式中 yp? —— 配油盤剩余壓緊力； tp —— 中心彈簧壓緊力； ??p —— 根據(jù)資料取 300pa； 在配油盤和缸體這對(duì)摩擦副材料和結(jié)構(gòu)尺寸確定后，不因功率損耗過(guò)大而磨損，應(yīng)驗(yàn)算 pv 值，即 ? ?ppv pv pv?? 式中 pv 為平均切線速度， pv =42 ()DDn? ?。 242 2 28 4( ) ( 18 20 ) 45 8 60 0 /1500ppv D D Kg f c mn ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?pv 根據(jù)資料取 2600 /Kgf cm 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 41 頁(yè) 共 59 頁(yè) 7 缸體受力分析與設(shè)計(jì) 缸體的穩(wěn)定性 在工作過(guò)的配油盤表面上常看到在高壓區(qū)一側(cè)有明顯的偏磨 現(xiàn)象，偏磨會(huì)使缸體與配油盤間摩擦損失增大，泄漏增加，油溫升高，油液粘性和潤(rùn)滑性下降，而影響到泵的壽命，造成偏磨的原因，除了可能有受力不平衡外，主要是缸體力矩不平衡，使缸體發(fā)生傾倒。 缸體主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 通油孔分布圓半徑 fR? 和面積 F ∏/ 圖 柱塞腔通油孔尺寸 為減小油液流動(dòng)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。即 23 15 11 1322f RRR m m? ?? ? ? ? 式中 2R ﹑ 3R 為配油盤配油窗口內(nèi)﹑外半徑。 通油孔面積近似計(jì)算如下（如圖 所示）。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 42 頁(yè) 共 59 頁(yè) 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， ? ； 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 ），即 1 2 3? ? ???。壁厚初 值可由結(jié)構(gòu)尺寸確定。然后進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。 缸體強(qiáng)度可按厚壁筒驗(yàn)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??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 式中 wd —— 筒外徑， 2wzdd???。 ??? —— 缸體材料許用應(yīng)力，對(duì) ZQAL9— 4： ??? =600～ 800 2( / )kgf cm 圖 缸體結(jié)構(gòu)尺寸 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 43 頁(yè) 共 59 頁(yè) 缸體剛度也按厚壁筒校驗(yàn)，其變形量為 ? ?39( ) ( 2 0 .3 1 2 5 6 0 ) 0 .0 0 3 82 2 1 0 3 4z bd P m mF? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 E—— 缸體材料彈性系數(shù)； ?—— 材料波桑系數(shù)，對(duì)剛質(zhì)材料 ? =～ ，青銅 ? =～ ； ? ??? —— 允許變形量，一般剛質(zhì)缸體取 ? ??? ? ， 青銅則取? ??? ? 。 符合要求。 缸體高度 H 從圖 6— 2 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(zhǎng)度； maxS —— 柱塞最大行程； 3l —— 為便于研磨加工，留有的