【導讀】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，做為按壓馬達使用。而軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，式自動調(diào)節(jié)流量，流量大。由于上述特點，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機械、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 ，排油窗高壓油對缸體的分離力。 對于奇數(shù)泵，在缸體旋轉(zhuǎn)過程中，每一瞬時參加排油的柱塞數(shù)量和位置不同。封油帶的包角是變化的。實際包角比配油盤油窗包角 0? 有所擴大，如圖 所示。 當有 1( 1)2 Z? 個柱塞排油時，封油帶實際包角 1? 為 101 1 2 2 2( 1 ) ( 9 1 )2 2 9 9 3Z a a ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 當有 1( 1)2 Z? 個柱塞排油時，封油帶實際包角 2? 為 201 1 2 2 8( 3 ) ( 9 3 )2 2 9 9 9Z a a ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 平均有 2Z 個柱塞排油時，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)設計說明書（論文） 第 36 頁 共 59 頁 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，對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)設計說明書（論文） 第 37 頁 共 59 頁 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，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)設計說明書（論文） 第 38 頁 共 59 頁 配油盤設計 配油盤設計主要是確定內(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。 過渡區(qū)設計 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。具有這種結(jié)構(gòu)的配油盤，當柱塞從低 壓腔接通高壓腔時，柱塞腔內(nèi)封閉的油液會受到瞬間壓縮產(chǎn)生沖擊壓力；當柱塞從高壓腔接通底壓腔時，封閉的油液會瞬間膨脹產(chǎn)生沖擊壓力。這種高低壓交替的沖擊壓力嚴重降低流量脈動品質(zhì)，產(chǎn)生噪音和功率消耗以及周期性的沖擊載荷。對泵的壽命影響很大。為防止壓力沖擊，我們希望柱塞腔在接通高低壓時，腔內(nèi)壓力能平緩過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)設計說明書（論文） 第 39 頁 共 59 頁 （ 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，取 120 2aa a? ? ??? ? ? ? 為避免吸油不足，配油窗口流速應滿足 ? ?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? ? ? 當配油盤受力平衡時，將壓緊力計算示與分離力計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)設計說明書（論文） 第 40 頁 共 59 頁 3 11R mm? ﹑ 4 9R mm? 。 驗算比壓 p﹑比功 pv 為使配油盤的接觸應力盡可能減小和使缸體與配油盤之間保持液體摩擦，配油盤應有足夠的支承面積。為此設置了輔助支承面，如圖 中的 5D ﹑ 6D 。輔助支承面上開有寬度為 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摩擦副材料和結(jié)構(gòu)尺寸確定后，不因功率損耗過大而磨損，應驗算 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)設計說明書（論文） 第 41 頁 共 59 頁 7 缸體受力分析與設計 缸體的穩(wěn)定性 在工作過的配油盤表面上?？吹皆诟邏簠^(qū)一側(cè)有明顯的偏磨 現(xiàn)象，偏磨會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。 通油孔面積近似計算如下（如圖 所示）。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 42 頁 共 59 頁 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。然后進行強度和剛度驗算。 缸體強度可按厚壁筒驗算 ? ?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??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 式中 wd —— 筒外徑， 2wzdd???。 ??? —— 缸體材料許用應力，對 ZQAL9— 4： ??? =600～ 800 2( / )kgf cm 圖 缸體結(jié)構(gòu)尺寸 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 43 頁 共 59 頁 缸體剛度也按厚壁筒校驗，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 — — 柱塞最短留孔長度； maxS —— 柱塞最大行程； 3l —— 為便于研磨加工，留有的