【正文】 缸體強度可按厚壁筒驗算 29 ? ?222222 2/22dp N c mdd??????????? ???? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 式中： d 筒外徑 ? ?cm ? 相鄰柱塞的壁厚 ? ?cm 2P 工作油壓 2/N cm???? ??? 缸體材料許用應(yīng)力，對 94ZQAL ? ： ? ? ? ?26 0 0 ~ 8 0 0 /N c m? ? 。然后進行強度和剛度驗算。 缸體主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 (1) 通油孔分布圓半徑 fR? 和面積 aF 圖 4— 8 柱塞腔通油孔尺寸 28 為減 少油液流動損失，通常取通油孔分布圓半徑 fR? 與配油窗口分布圓半徑 0r 相等，即 0 24fR r mm? ?? 通油孔面積近似計算如下（如圖 4— 8所示） a a aF l b b?? ? ?221 6 8 0 .2 1 5 8 1 1 4aF m m? ? ? ? ? 式中： al 通油孔長度， 16al d mm?? ab 通油孔寬度， 8ab d mm?? (2) 缸體高度 H 從圖 49中確定缸體高度 H 為 ? ?0 m a x 3 4 2 4 2 4 5 8 6 1H 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，留有的退刀槽長度，盡量取短； 4l 缸體厚度，一般 ? ?4 ~ ? ，這里取 。配油盤的總支承面積 F為 ? ? ? ?2 2 2 25 1 4 1 2 34F D D D D F F F?? ? ? ? ? ? ? 式中： 1F 輔助支承面通油槽總面積 ? ?15F KB R R?? （ K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： ? ?21034F mm? 27 配油盤比壓 P為 ? ? ? ?512 284yt K B R RPpP 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。為此設(shè)置了輔助支承面，如圖 4— 7中的 5D 、 6D 。 oa 柱塞腔通油孔包角 ，這里取0 27a ?? 。實際包角比配油盤油窗包角 0? 有所擴大，如圖 4— 7 所示。 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。 對于奇數(shù)柱塞泵，當(dāng)有 ? ?1 12 Z? 個柱塞處于排油區(qū)時，壓緊力 1yp 為 ? ?221 m a x1 7 1 1 . 6 8 0 3 8 . 4 6 4 6 1 62 4 2 4y p yzp d F p N????? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)有 ? ?1 12 z? 個柱塞處于排油區(qū)時，壓緊力 2yp 為 ? ?222 m i n1 7 1 1 . 6 8 0 3 8 . 4 4 8 4 6 22 4 2 4y p yZp d F p N????? ? ? ? ? ? ? ? 平均壓緊力 yp 為 ? ? ? ? ? ?1211 6 4 6 1 6 4 8 4 6 2 5 6 5 3 922y y yp p p N? ? ? ? ? (2) 分離力 fp 分離力由三個部分組成。 液壓泵工作時，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 ；配油窗口和風(fēng)又打油膜對缸體的分離力 fp 。 1 5 0 0 2 4 . 66 0 . 53 0 0 0 2 2 . 3 5 5 5S ?? ? ?? ? ? 所以符合要求 配油盤受力分析 不同類型的軸向柱塞泵使用的配油盤是由差別的，但是功用和基本構(gòu)造則相同。 23 則 ? ?3 . 1 4 4 . 8 1 5 0 0 3 . 8 / 4 /6000v m s v m s????? ? ? ? 所以符合設(shè)計要求。 (2)配油盤主要尺寸確定 圖 4— 5 配油盤主要尺寸 如圖 4— 5所示，求的配油盤主要尺寸如下： ① 配流窗口分部圓直徑 0D 配油盤窗口分布圓直徑一般取等于或者小于柱塞分布圓直徑 fD 。對泵的壽命影響很大。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，封閉的油液 會瞬間膨脹產(chǎn)生沖擊壓力。 配油盤設(shè)計 配油盤設(shè)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。 為防止油液中污粒堵塞節(jié)流器，節(jié)流器孔徑應(yīng) ? 22 配油盤受力分析與設(shè)計 配油盤是軸向柱塞泵主要 零件之一，可以隔離和分配吸、排油油液以及承受由高速旋轉(zhuǎn)的鋼鐵傳來的軸向載荷。采用滑靴 — 中心孔為薄壁孔節(jié)流，受粘度系數(shù) ? 的影響，油溫對節(jié)流效果影響較大，油膜穩(wěn)定性也要差些。 把上式帶入 3 1216 lnFqRR???? 中，有 ? ?2 30 11 2124 6 l nPd FgC F FRrR? ????? 整理后可得節(jié)流孔尺寸 320 2121213 l n PadFR gaCR r??? ? ? ?? 帶入數(shù)據(jù)可以求得 0 1d mm? 以上提供了設(shè)計節(jié)流器的方法 。當(dāng) 2 ?? 時，油膜具有最大剛度，承載能力最強。根據(jù)流體力學(xué)細(xì)長孔流量 q為 ? ?4010128bd p pq lk? ? ?? 式中 0d 、 0l 細(xì)長管直徑、長度 ； K修正 系數(shù)。 圖 4— 4 滑靴外徑的確定 滑靴外徑 2D 為 ? ?2 180s in 5 0 s in 0 . 5 2 1 . 27fD D S m mZ?? ? ? ? ? ? 一般取 ~1S? ，這里取 . ② 油池直徑 1D 初步計算時，可設(shè)定 12 ~1DD ? ，這里取 ? ?120. 8 0. 8 21 .2 17D D m m? ? ? ? ③ 中心孔 0d 、 od? 及長度 0l 如果用剩余壓緊力法設(shè)計滑靴，中心孔 0d 和 od? 可以不起節(jié)流作用。 滑靴結(jié)構(gòu)型式與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 (1) 確定滑靴結(jié)構(gòu)型式 滑靴結(jié)構(gòu)有如圖 43所示為簡單型，靜壓油池較大，只有封油帶而無輔助支承面 ，結(jié)構(gòu)簡單，是目前常用的一種型式。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。滑靴泄漏量少，容積效率較高。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。這些力有的使滑靴產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，有利于均勻摩擦；有的可能使滑靴傾倒而產(chǎn)生偏磨，并破壞了滑靴的密 封，應(yīng)該在滑靴結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計中予以注意。則封油帶分離力 2fp 為 ? ?212 2 212 2 1 1 1212 2 l nRf r rR Fp P d R R F RRR???? ? ? ?? 油池靜壓分離力 1fP 為 21 1 1fp R F?? 總分離力 fP 為 ? ? ? ? ? ?2 2 2 221 61 2 12112 9 965 9 2 10122 l n2 l n9f f fRRp p p F NRR????? ? ? ? ? ? ? (2) 壓緊力 yP 滑靴所受壓緊力主要由柱塞底部液壓力 pF 引起的，即 ? ?8 0 3 8 . 4 8551c o s c o s 2 0py FpN?? ? ? (3) 力平衡方程式 當(dāng)滑靴受力平衡時，應(yīng)滿足下列力平衡方程式 yfpp? ? ?222121214 c os 2 lnbzRRpdPRR????? 即 ? ?2 2112221ln2 c oszPRdPRP RR ?? ? 將上式帶入式 3 1216 lnpqRR????，得泄漏量為 ? ? ? ? ? ?32 3202 2 8 2 221 3 . 1 4 0 . 0 0 1 8 0 3 8 . 4 0 . 0 1 6 4 . 5 / m in1 2 c o s 1 2 2 1 0 1 2 9 c o s 2 0Pd F dqLRR??? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 除了上述主要力之外，滑靴上海作用有其他的里。封油帶上總的分離力 fP 可通過積分求得。根據(jù)流體學(xué)平面圓盤放射流動可知，油液經(jīng)滑靴封油帶環(huán)縫流動的泄露量 q 的表達式為 ? ?213 126 ln RRFFq ?? ? ?? 若 2 0F? ，則 17 213 16 ln RRFq ???? 式中 ? 為封油帶油膜厚度。下面對這組力進行分析。一是柱塞底部壓力圖把滑靴壓向斜盤，稱為壓緊力 yp ；另一是由滑靴面直徑為 1 D 的油池產(chǎn)生的靜壓力 1fP 與滑靴封油帶上油液泄露時油膜反力 2fp ，二者力圖使滑靴與斜盤分離開，稱為分離 fp 。這種結(jié)構(gòu)能適應(yīng)高壓力和高轉(zhuǎn)速的需要?；ゲ粌H增大了與斜盤得接觸面、減少了接觸應(yīng)力，而且柱塞底部的高壓油液，經(jīng)柱塞中心孔 0d? 和滑靴中心孔 0d ，再經(jīng)滑靴封油帶泄露到泵殼體腔中。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。其比壓控制在摩擦副材料允許的范圍內(nèi)。 慣性力方向與加速度的方向相反，隨缸體旋轉(zhuǎn)角 a按余弦規(guī)律變化。 ?。?0yF ?? ， 12si n 0N F F? ? ? ? ⅱ） 0xF ?? ， 21c os 0PN fF fF F? ? ? ? ? ⅲ ) 0M?? , 02 21 0 2 1 2 03 3 2 2ll l ddF l l F l fF fF??? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? ⅳ）由相似原理 ? ?2021222llFFl?? 。 圖 4— 1 柱塞受力簡圖 作用在柱塞上的力有： (1) 柱塞底部的液壓力 PF 柱塞位于排油區(qū)時，作用于柱塞底部的軸向液壓力 pF 為 14 ? ? ? ?2m a x23641 6 1 0 4 0 1 0 8 0 3 8 .44ppF d pFN?? ??? ? ? ? ? ? 式中 maxP 為泵的最大工作壓力。因此，目前許多高壓柱塞泵中的柱塞不開設(shè)均壓槽。 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 （ 1）柱塞直徑 d 及柱塞分部圓半徑 fR 在 中我們已經(jīng)求出： 柱塞直徑 16d mm? 柱塞分部圓半徑 25fR mm? (2) 柱塞名義長度 L 如圖 4— 1所示，應(yīng)選定下列主要參數(shù)： h —— 柱塞行程（ cm） minl —— 柱塞最小外伸長度（ cm） 0l —— 柱塞最小接觸長度（ cm） l —— 柱塞名義長度（ cm） h 值在結(jié)構(gòu)計算中以確定，一般在 ? ?1~? 范圍內(nèi)，而 minl 及 l 值一般可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)來?。? min ? 13 ? ?0 ~ 2ld? 取 0 24l d mm?? 而 ? ?m in 0 2 .7 ~ 3 .7l h l l d? ? ? ? 這里取 3 48l d mm?? (3) 柱塞球頭直徑 1d 按經(jīng)驗常取 1d ? 為使柱塞在排油結(jié)束時圓柱面能完全進入柱塞腔，應(yīng)使柱塞球頭中心至圓柱面保持一定的距離 dl ，取 8dl d mm?? (4) 柱塞均壓槽 高壓柱塞泵中往往在柱塞表面開有環(huán)形均壓槽，起均衡側(cè)壓力、改善潤滑條件和存儲贓物的作用。高壓油液還可以通過柱塞中心孔及滑靴中心孔，沿滑靴平面泄露，保持與斜