【導(dǎo)讀】云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。專業(yè)機(jī)電一體化班級2021級機(jī)電2班指導(dǎo)教師鐘正國。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文課題軸向柱塞泵的設(shè)計(jì)課題組學(xué)生名單馮麒瑋課。合理的設(shè)計(jì)軸向柱塞泵的斜盤回程盤滑靴柱塞缸體配流盤和傳動(dòng)軸及機(jī)。械原理并要綜合考慮軸向柱塞泵的實(shí)用性和綜合性能掌握一定基本原理基本方。進(jìn)行分析并作了詳細(xì)的研究從而設(shè)計(jì)軸向柱塞泵的斜盤回程盤滑靴柱塞缸體配。22021年12月23日至12月24日指導(dǎo)教師擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任。32021年12月25日至2021年3月12日收集有關(guān)技術(shù)資料數(shù)據(jù)。42021年3月13日至3月18日學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下完成初稿將設(shè)計(jì)說明。52021年4月14日小組答辯。62021年4月15日大會答辯。及目標(biāo)在此軸向柱塞泵的設(shè)計(jì)中柱塞是設(shè)計(jì)中的核心部分因?yàn)橹麩o論。的性能其次由于軸向柱塞泵的工作環(huán)境特殊被廣泛用于電廠礦山冶金交通建材。進(jìn)度安排12021年12月22日畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)學(xué)生選題指。露減少噪聲振動(dòng)降低可靠性增加使用壽命延長等要求考慮到軸向柱塞泵的工作。36柱塞回程機(jī)構(gòu)設(shè)

　　

【正文】 以電機(jī)或液壓裝置輸入位移量時(shí)則稱電動(dòng)或液動(dòng)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)償變量式再如圖 39 c 中用帶有電磁閥的外液壓源控制可成為遠(yuǎn)程液控變量式如果用伺服閥控制變量缸并使泵出口壓力為恒值可成為恒壓變量型式 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)并予以比較選擇 1 手動(dòng)變量機(jī)構(gòu) 手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)是一種最簡單的變量機(jī)構(gòu)適用于不經(jīng)常變量的液壓系統(tǒng)變量時(shí)用手輪轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)絲杠上的螺母直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)斜盤改變傾斜角實(shí)現(xiàn)變量手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)原理圖及變量特性如圖 310 所示 圖 310 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)雙向變量流量 Q 的方向和大小與變量機(jī)構(gòu)行程 y 成正比 2 手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)用機(jī)械方式通過伺服閥帶動(dòng)變量缸改變斜盤傾角實(shí)現(xiàn)變量手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)的原理圖和變量特性如圖 211 所示 圖 311 手動(dòng)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(dòng)變量缸組成控制閥的閥套與變量活塞桿相連變量缸的缸體與泵體相連當(dāng)控制閥處于中位時(shí)斜盤穩(wěn)定在一定的位置上變量時(shí)若控制閥 C 端向左移動(dòng)油路 1 和 2 連通變量缸 A、 B 兩腔都是泵出口壓力由于 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)斜盤傾斜角減小流量隨之減少與此同 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 于是斜盤穩(wěn)定在新的位置上 反之控制閥向右移動(dòng)時(shí)油路 2和 3連通變量缸 B腔與回油路接通變量活塞在A 腔液壓力作用下向左移動(dòng)使斜盤傾角增大流量也增大同理由于控制閥閥套的反饋移動(dòng)使斜盤穩(wěn)定在新的位置 這種利用機(jī)械位置反饋的伺服變量機(jī)構(gòu)減少了變量控制力大大提高了變量的性能和精度變量信號輸入可以是手動(dòng)也可以是電動(dòng)如用外液壓源可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無級變量因此這種變量型式廣泛用于頻繁變速的行定車輛工程機(jī)械機(jī)床等許多液壓系統(tǒng)中 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變量機(jī)構(gòu)原理如圖 39 a 所示圖中恒功率變量機(jī)構(gòu)仍由雙邊控制閥和差動(dòng)變量缸組成與手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)不同的是控制閥 C端由彈簧預(yù)壓調(diào)定 D端用控制油路接通泵出口管路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工作原理與手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)類似 為使泵功率為一恒值理論上泵出口壓力與輸出流量應(yīng)保持雙曲線關(guān)系如圖 54 所示但是實(shí)際泵的變量機(jī)構(gòu)都是采用彈簧來控制的因此只能用一段折線 一根彈簧 或二段折錢 二根彈簧 來近似替代雙曲線圖 311a 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 恒流量變量機(jī)構(gòu) 恒流量變量機(jī)構(gòu)是根據(jù)裝于泵出口主油路中的節(jié)流閥兩側(cè)的壓力差調(diào)節(jié)輸出流量保持流量為一恒值變量機(jī)構(gòu)原理及變量特性如圖 312 所示 圖 312 恒流量變量機(jī)構(gòu)原理及特征 圖中恒流量變量機(jī)構(gòu)由帶有節(jié)流閥的雙邊控制閥 恒流量閥 和差動(dòng)變量缸組成控制閥 C 端預(yù)壓彈簧調(diào)定后節(jié)流閥兩側(cè)壓力差在控制閥閥芯上產(chǎn)生的液壓力與彈簧力相平衡閥芯處于中垃斜盤傾角固定在某一角度泵輸出流量為調(diào)定值 當(dāng)泵轉(zhuǎn)速增加時(shí)輸出流量也相應(yīng)增加由于節(jié)流器面積不變則節(jié)流器兩端壓力差增大推動(dòng)控制閥閥芯左移帶動(dòng)變量活塞左移斜盤傾角減小流量城少直至恢復(fù)到調(diào)定值此時(shí)閥芯上液壓力與彈簧力重新平衡閥芯處于中位斜盤傾角穩(wěn)定泵輸出流量為恒定值反之當(dāng)泵轉(zhuǎn)速減小后輸出流量減少類似的分析可知斜盤傾角會增加流量也隨之增加仍保持為一恒定值 恒流量變星泵用于對液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求速度恒定的設(shè)備中例如機(jī)床運(yùn)輸機(jī)械等液壓系統(tǒng)但是恒流量變量泵恒定流星的精度不高誤差較大這也限制了它的應(yīng)用 綜合比較以上幾種變量機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)選擇手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu) 4 軸向柱塞泵的故障診斷與排除 41 柱塞泵的應(yīng)用背景 軸向柱塞泵較復(fù)雜修理麻 煩且大多數(shù)零件均有較高的技術(shù)要求和加工難度往往需要專門設(shè)備和專用工裝夾具才能修理正因?yàn)槿绱嗽擃惐脙r(jià)格昂貴特別是進(jìn)口的該類泵價(jià)格非常貴如能修復(fù)經(jīng)濟(jì)效益可觀由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員和工人師傅相配合完全可以修理該泵如能在修理中買到一些難以加工的易磨損零件的外購件最為可取柱塞泵生產(chǎn)廠家現(xiàn)皆提供易損件雖價(jià)格稍貴但對比換整臺泵較為合算在修理中經(jīng)常遇到的是柱塞泵各相對運(yùn)動(dòng)副結(jié)合面的磨損與拉傷例如配油盤與缸體貼合面缸體柱塞泵孔與柱塞外圓柱面止推板表面滑靴斷面與內(nèi)球面柱塞外柱面和球頭面等 42 柱塞泵常見故障的原因分析 目前 軸向 柱塞泵的常見故障有以下四種流量不足壓力無法建立和壓力不足噪聲過大異常發(fā)熱 1 流量不足 ①液壓油箱油位太低吸入管路上過濾器堵塞或漏氣 ②泵殼體內(nèi)未充滿液壓油并存有空氣 ③柱塞泵中心彈簧折斷是柱塞泵不能回程造成缸體和配流盤失去密封性 ④配油盤及缸體或柱塞與缸體之間摩擦 ⑤對于變量泵有兩種可能如為低壓可能是油泵內(nèi)部摩擦等原因是變量機(jī)構(gòu)不能達(dá)到極限位置偏角小所致如為高壓可能是調(diào)整誤差所致 ⑥油溫太高或太低 2 壓力無法建立或壓力不足 ①漏油嚴(yán)重 ②變量機(jī)構(gòu)角太小使流量太小加上內(nèi)漏影響因而不能連續(xù)對外供壓油 ③伺服活塞與變量活塞運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)出現(xiàn)偶爾或經(jīng)常性的脈動(dòng) ④進(jìn)油管堵塞阻力變大或漏氣 3 噪聲過大 ①泵軸與電動(dòng)機(jī)的同軸度差泵軸受徑向力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng) ②油的粘度太高 ③柱塞泵吸油腔距油箱液面大于 500mm 是柱塞泵吸油不良 ④油箱中通氣孔被堵 4 異常發(fā)熱 ①油液粘度調(diào)高或粘溫特性差 ②油箱容量小 ③柱塞泵內(nèi)部油液漏損太大 ④柱塞泵體內(nèi)運(yùn)動(dòng)件磨損異常 43 柱塞泵常見故障的排除 對于軸向柱塞泵的流量不足壓力無法建立和壓力不足噪聲過大異常發(fā)熱的四種常見故障現(xiàn)就一一敘述其排除方法 1 流量不足的解決辦法 ①增加油液值至郵箱標(biāo)線范圍拆下過濾器清洗污物并用壓縮氣 體吹凈緊固吸油管各連接處嚴(yán)防空氣進(jìn)入 ②排出泵內(nèi)空氣③更換損壞的中心彈簧 ④磨平配油盤與缸體的接觸面單缸研配并更換柱塞 ⑤低壓時(shí)使活塞及變量頭活動(dòng)自如高壓時(shí)糾正調(diào)整誤差 ⑥根據(jù)溫升選擇合適的油液 2 壓力無法建立或壓力不足的解決辦法 ①磨平配油盤與缸體的接觸面單缸研配并更換柱塞緊固各連接處螺栓排出漏損 ②適當(dāng)加大變量機(jī)構(gòu)偏角排出內(nèi)部除損 ③偶爾脈動(dòng)多因油臟可更換新油經(jīng)常脈動(dòng)可能是配合研傷或憋勁應(yīng)拆下修研 ④疏通進(jìn)油管并清洗進(jìn)口過濾器緊固進(jìn)油管段德連 接螺栓 3 噪聲過大的解決辦法 ①調(diào)整泵軸與電動(dòng)機(jī)軸的同軸度 ②降低油液粘度可用同類的油液進(jìn)行調(diào)配或更換合適油液 ③降低柱塞泵吸油口高度 ④清洗油箱中通氣孔 4 異常發(fā)熱的解決辦法 ①適當(dāng)降低油液的粘度 ②增大油箱容量或增設(shè)冷卻器 ③檢修柱塞泵減小泄露 ④修復(fù)或更換磨損件并排除異常陌生的原因 結(jié)論 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動(dòng)力元件它是每個(gè)液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件合理的選擇液壓泵對于液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要 選擇液壓 泵的原則是根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求首先確定液壓泵的類型然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號 一般來說由于各類液壓泵各自突出的特點(diǎn)其結(jié)構(gòu)、功用和運(yùn)轉(zhuǎn)方式各不相同因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場合選擇合適的液壓泵一般在機(jī)床液壓系統(tǒng)中往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵而在筑路機(jī)械、港口機(jī)械以及小型工程機(jī)械中往往選擇抗污染能力比較強(qiáng)的齒輪泵在負(fù)載大、功率大的場合往往選擇柱塞泵 該泵的特點(diǎn)是 在柱塞頭部加滑靴改點(diǎn)接觸為面接觸并為液體摩擦 將分散布置在柱塞底部的彈簧改為集中彈簧并通過壓盤使柱塞緊 貼斜盤 將傳動(dòng)軸改為半軸懸臂端通過缸體外大軸承支承 由于采用上述這些結(jié)構(gòu)措施使得泵的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜使用和維護(hù)要求都較高而且缸體外大軸承不宜用于高速使它的流量提高比較困難 泵的發(fā)展正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科邊緣學(xué)科越來越豐富跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情作為泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此以屏蔽式泵為例取消泵的軸封問題必須從電機(jī)結(jié)構(gòu)開始單局限于泵本身是沒有辦法實(shí)現(xiàn)的解決泵的噪聲問題除解決泵的流態(tài)和振動(dòng)外同時(shí)需要解決電機(jī)風(fēng)葉的噪聲和電磁場的噪聲提高潛水泵的可靠性必須在潛水電機(jī)內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護(hù)過載保 護(hù)等措施提高泵的運(yùn)行效率須借助于控制技術(shù)的運(yùn)用等等這些無一不說明要發(fā)展泵技術(shù)水平必須從配套的電機(jī)控制技術(shù)等方面同時(shí)著手綜合考慮最大限度地提升機(jī)電一體化綜合水平 致謝 本論文是在鐘正國老師的悉心指導(dǎo)下完成的在我即將完成大學(xué)學(xué)習(xí)之際衷心感謝老師們給我提供了良好的學(xué)習(xí)條件和全面鍛煉的機(jī)會以及在生活學(xué)習(xí)上給予的關(guān)心和幫助各位老師不僅以其淵博的學(xué)識創(chuàng)造性的思維方式嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范高度的責(zé)任感使作者在學(xué)術(shù)上受益匪淺而且言傳身教以其高尚的人格和坦蕩寬廣的胸懷教導(dǎo)了我做人的道理 時(shí)光匆匆如流水轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)春夢秋云聚散 真容易離校日期已日趨臨近畢業(yè)論文的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成一直都離不開老師同學(xué)朋友給我熱情的幫助在這里請接受我誠摯的謝意 在本次論文設(shè)計(jì)過程中鐘老師對該論文從選題構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)中老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度豐富淵博的知識敏銳的學(xué)術(shù)思維精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助值此論文完成之際瑾向鐘老師以及全系各位老師表 示最衷心的感謝并致以崇高的敬意 最后我要向百忙之中抽時(shí)間對本文進(jìn)行審閱評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝 參考文獻(xiàn) [1]姜繼海高等學(xué)校十一五規(guī)劃教材機(jī)械類液壓傳動(dòng) [M]第四版哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2021820218 重印 [2]陳榕林張磊液壓技術(shù)與應(yīng)用 [M]第一版北京電子工業(yè)出版社 2021 [3]成大先機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]第三版北京化學(xué)工業(yè)出版社 1996 [4]俞新陸液壓機(jī) [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社 1990 [5]秦勇液壓機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [J]煤礦機(jī)械 20211110～ 12 [6]孫恒陳作模機(jī) 械原理 [M]第六版北京高等教育出版社 2021 [7]姜佩東液壓與氣動(dòng)技術(shù) [M]北京高等教育出版社 2021 [8]羅晴嵐跨世紀(jì)中國鍛造業(yè)的發(fā)展方向 [J]鍛壓機(jī)械 202151～ 4 [9]黃宏甲黃宜液壓傳動(dòng) [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社 1999 [10] 李永堂付建華白墅潔張文杰鍛壓設(shè)備理論與控制 [M]第一版北京國防工業(yè)出版社 2021 [11]路勇祥團(tuán)結(jié)奮斗開拓創(chuàng)新建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國 [z]制造業(yè)未來與中國2021121518 [12]聞德生斜盤型開路式軸向柱塞泵北京機(jī)械工業(yè)出版社 19939 云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)論文 1 第 頁 共 53 頁 云 南 錫 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 圖 12 斜盤式軸向柱塞泵工作原理圖 1 傳動(dòng)軸 2 連桿 3 柱塞 4 缸體 5 配流盤 圖 13 斜軸式 無鉸軸向柱塞泵 1斜盤 2回程盤 3滑靴 4柱塞 5缸體 6配流盤 7傳動(dòng)軸 圖 15 斜盤式軸向柱塞泵工作原理 圖 15 配流盤困油現(xiàn)象分析 a 無減震槽配油盤 b 有減震槽配油盤