【正文】 22d mm? 7Z? 畢業(yè)設計（論文） 19 圖 22 滑靴與柱塞球頭中心沿斜盤平面的運動分析圖 如圖 22 所示，滑靴與柱塞球頭中心 A 之絕對運動軌跡的參數(shù)方程為： sinXR?? 。將上述關系代入式（ 21），經(jīng)整理得 2PS = R tan (1 cos )??? （ 22） 上式中， R—— 柱塞軸線在缸體中的分布圓半徑， 畢業(yè)設計（論文） 18 ? —— 缸體的轉(zhuǎn)角， t??? （ ? —— 缸體的角速度， t —— 時間）。柱塞沿缸體軸線的相對（缸體）位移為 SP，由直角三角形可以得： SP=BC=ACtan? (21) 上式中， ? —— 斜盤的傾角（如圖 21）。 畢業(yè)設計（論文） 17 第二章 運動分析 運動學 斜盤式軸向柱塞泵，在工作時其柱塞和滑靴作兩個主運動：一個是沿缸體軸線的相對缸體的往復移動；一個是與缸體一起旋轉(zhuǎn)。峰值壓力（或稱最高壓力）PS MAX， ，是表征液壓泵的 短時超載能力。液壓泵的各個運動 副與軸承等均是按額定壓力進行設計計算。 額定壓力 PS與峰值大壓力 PS max。～ 20176。 4．傾角過大時，柱塞頭部、頸部與滑靴窩邊會相碰。 選定諸參數(shù)以后，便可按下式核算欲設計的液壓泵的理論排量： 畢業(yè)設計（論文） 16 2m a xT m a x2d 2 RZ ta nq=42 2 2 3 7 7 ta n 2 0=47 1 .6 9 /m l r????? ? ? ? ?? （ 14） 實際中要求理論排量為 70ml/r,故符合設計要求。 柱塞軸線的在缸體中的分布圓半徑 R，也是一個重要的參數(shù)，其概略值可 按下式來確定。如表 13 所示。 這里我們?nèi)?Z? 。 η— 容積效率，粗算時取為 ～ 當理論容積常數(shù) qt max后，便可根據(jù)下式確定柱塞直徑之概略 值 畢業(yè)設計（論文） 15 3m ax370(1 9 )721. 50 23. 48(1 1. 09 ) tmmqdz??? （ 12） 按照表 13 推薦的數(shù)值進行圓整，取 22d mm? 上式中 Z—— 柱塞個數(shù)，對于所述及的泵，一般為奇數(shù)， Z=5， 7，9??。 對于一個相似的泵群來說，泵內(nèi)的受力與外負壓力△ P 有關，即泵的強度限制了泵的最高壓力，而運轉(zhuǎn)時的油液流速與滑動部分的滑動速度正比于 nq1/3,所以，從滑動部分的強度與氣穴的角度，應將 nq1/3限定在某一許用值以下，即 nmaxq1/3max≤ Cp （ 11） 式中 nmax—— 泵軸的最高轉(zhuǎn)速， qT max—— 泵的最大理論容積常數(shù)， ml3/r cp—— 許用值如下： 標準級 （ r/min） (ml3/r)1/3 無預壓的液壓泵（工業(yè)用） 5400 預壓 的液壓泵（工業(yè)用） 9100 預壓 的液壓泵（車輛用） 14400 高級 預壓 的液壓泵（工業(yè)用） 11400 航空機用 9100 對于一般工業(yè)用的液壓泵， 如果沒有告訴泵的排量，而通常泵以異步交流電動機和內(nèi)燃機拖動，轉(zhuǎn)速是已知的。這樣做的優(yōu)點：一是徑向載荷由轉(zhuǎn)子軸承承受，泵軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，故可以細些；二是因轉(zhuǎn)子軸承是大型軸承，功率可以大些。 此次設計的 70SCY14 型斜盤式軸向柱塞泵為了便于加工制造，采用 三體結構，傳動軸采用單段結構，回程密封加力裝置采用一根中心彈簧，變量機構直接設置在泵的后端，與泵軸成垂直布置。 6．斜盤式軸向柱塞泵的變量機構，依其對泵軸的關系分類，有平行、垂直和斜向等三種布置。 5．配油部位，是盤式配油的軸向柱塞泵的關鍵部位，人們?yōu)槭怪幱诹己玫墓ぷ鳡顩r作了大量的研究試驗工作。斜盤與滑靴滑動表面直接接觸的結構，是最簡單的結構，在設計方面力圖使之形成理想的靜壓支承，可是，總不能十分理想的解決，而在滑靴與斜盤平面之間增設了一個止推板，該止推板在工作過程中可以自行繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整磨損部位，使之磨損均勻，更重要的是便于維修。一根以調(diào)節(jié)滿足配油機構的要求，這樣便可以達到各取所需，安裝調(diào)整方便，但其 銅制球頭常有研損，不如圖 17 中的鋼球好些。前種結構用不用一根彈簧既要滿足柱塞回程與滑靴預密封要求，又要滿足配油機構的要求，這往往不盡合理，可是最簡單。常見的是第一種和第四種方式相結合，即是說，當泵轉(zhuǎn)速成低，吸入管路阻力小，吸入高度低時，可以靠中心彈簧使柱塞返回，吸入油液，有自吸能力，而當轉(zhuǎn)速高、吸入管路阻力大時，就需以一定的灌注壓力充入油液。）。 通常，為了使前斜盤式的泵軸粗一些，前斜盤式軸向柱塞泵的柱塞分布圓半徑通常比后斜盤式的大一些，因而，柱數(shù)個數(shù)比后斜盤式的多（一般前者為 Z=9，后者為 Z=7），斜盤的傾角也要比后斜盤式的小一些（一般，前者β MAX=15176。 后斜盤式軸向柱塞泵的泵軸，因是懸臂軸，所以還需裝設一個轉(zhuǎn)子軸承，通常采用短圓柱滾子軸承，此外，還有采用特制短圓柱滾子軸承，滾針軸承與流體動力軸承。 兩段結構，其兩根軸間以花鍵連接，泵軸上的外負荷由兩個軸承支承，泵軸在工作時的變形不致影響到配油表面，另外，還可以提高泵軸承 強度；一段結構就沒有這兩優(yōu) 點，但可以是泵軸的結構最簡單。目前多采用三體結構的殼體。 兩體結構（即前述的整體泵殼結構）雖然件數(shù)少，誤差環(huán)節(jié)少，可是加工很難保證其粗度和光潔度的要求（軸承孔對配流盤座落平面的不垂直度，以及該平面的不平直度與光度等），而三體結構（即前述的分段泵殼結構） 雖比前者多一段，即多一個誤差環(huán)節(jié)，但加工方便，容易保證上述粗度和光潔度要求，進而達到性能要求的的精度和光潔度。 柱塞泵的結構剖析 斜盤式軸向柱塞泵，由于應用日益廣泛，使人們關注這種泵，相繼做了不少改進。由 17a 所示，這種變量機構可以使斜盤的傾角在一定范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，因 而，液壓泵的流量便可在正向最大排量和反向最大排量之間無級調(diào)節(jié)變量。變量活塞始終跟隨伺服滑閥即拉桿移動，變量活塞的稱勸帶動銷 18，使斜盤 19 繞鋼球 A 之中心轉(zhuǎn)動，改變斜盤傾角β，因而改變泵的排量，進而改變泵的流量。當拉桿 14 向下移動時，打開上閥口，使下腔 d 內(nèi)的壓力油液經(jīng)過流道有流入上腔 g。 變量型液壓泵的變量型式有：手動、伺肥、壓力補償、恒壓、恒流量等多種型式，至于各種變量形式將在第五章詳述。 所述及的這種液壓泵是容積式的，所以，其流量取決于缸體的轉(zhuǎn)速成和泵的排量，亦即改變其中任一個可改變泵的流量。 如果缸體轉(zhuǎn)向不變，改變斜盤傾角的方向，如圖 19 所示，使柱塞 畢業(yè)設計（論文） 10 球頭中心沿斜盤滑動的軌跡變成虛線時，柱塞的工作行程變發(fā)生互易，因而，液壓泵的流向亦轉(zhuǎn)換。這些循環(huán)進行就會使缸體均布有 Z 個柱塞的液壓泵連續(xù)不斷地吸入油液。柱塞位于上死點的狀況和位于下死點一樣，也是既不向內(nèi)也不向外移動，相對移動速度為零，柱塞窗口也被配流盤的隔擋封閉。當缸體沿圖示方向轉(zhuǎn)動時，位于 1 處的柱塞既不向外也不向內(nèi)移動，此時柱塞窗口被配流盤的隔擋封閉。中心彈簧 8 通過外套 10 將缸體壓緊于配流盤 1 上，起預密封作用，同時又是使柱塞回程的加力裝置。 如圖 17a 所示，泵軸 11 與缸體 2 為花鍵連接，驅(qū)動缸體旋轉(zhuǎn)，使均布于缸體中的七個柱塞 5 繞軸軸 線轉(zhuǎn)動，第個柱塞頭部有一滑靴 6。 本次設計的 CY141 型軸向柱塞泵要求我們采用 要求采用手動伺服變量。 畢業(yè)設計（論文） 8 其次，該類柱塞泵對油液的 污染敏感，對濾油精度要求較高 ；此外由于該類泵發(fā)展較晚，工藝、結構不如 CY 型泵成熟。 但是，該 PVB 型輕型軸向柱塞泵也具有通軸式軸向柱塞泵自身的缺點： 首先，通軸式軸向柱塞泵由于兩端用軸承支撐，支撐點相距較遠，因此在傳動軸設計得很粗，這樣才不會導致軸因受 力過大出現(xiàn)變形等剛度不合格的問題。 其次，變量機構的活塞與傳動軸平行或接近平行，并作用于斜盤的外緣，因此有利于縮小泵的徑向尺寸，又可以減小變量機構所需的操縱力。 在設計查閱資料過程中我們知道 PVB 型輕型軸向柱塞泵 具有如下優(yōu)點： 首先， 在上面我們已經(jīng) 提到 PVB 型輕型軸向柱塞泵是通軸式后斜盤軸向柱塞泵，而通軸式軸向柱塞 泵其主軸穿過斜盤，且 軸的兩端一般是用滾動軸承支撐，取消了非通軸式那種用支撐缸體的大軸承。 變量方式 改變斜盤傾角變量機構簡單 改變缸體傾角變量機機構復雜 軸承受力 徑向力與軸向力均不大 徑向力與軸向力均較 大， 體積與重量 不大 大 理論排量qTml/r 4500 501000 工作壓力 MPa 2135 21 最高壓力 MPa 2840 35 效率 % 8592 8895 斜盤式軸向柱塞泵，依其出軸方式 可分為后斜盤式與前斜盤式兩種。 表 11 斜盤式與 斜 軸式軸向柱塞泵特點比較 型式 斜盤式（盤式配流） 斜軸式 結構與加工 結構簡單，有后斜盤式與前斜盤式之分，高精度零件的數(shù)量少。 目前斜盤式軸向柱塞泵的連續(xù)工作壓力多數(shù)在 2135MPa 之間，其 畢業(yè)設計（論文） 6 峰值壓力為 2840MPa 左右，轉(zhuǎn)速一般都在 3000r/min 以下，排量大都在300500ml/r，近年來已發(fā)展到 2336ml/r。 可是，結構復雜，工藝性差，需要使用大容量止推軸承，因而高壓連續(xù)工作時間往往受到限制，成本高。；作液壓馬達時，βmax=30176。 斜盤式與斜軸式軸向柱塞泵相比較，各有所長，如表 11 所示。 軸 向 柱 塞 泵 盤 式軸 向 柱 塞 泵閥 式軸 向 軸 塞 泵斜 軸 式軸 向 柱 塞 泵 斜 盤 式軸 向 柱 塞 泵 無 鉸斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 雙 鉸斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 前 斜 盤 式軸 向 柱 塞 泵 后 斜 盤 式軸 向 柱 塞 泵 圖 12 軸向柱塞泵分類 軸向柱塞泵，依其配油方式有閥式和盤式之分，如上圖 12 所示。軸向柱塞泵主要有結構緊湊，單位功率體積小，重量輕，壓力高，變量機構布置方便，壽命長等優(yōu)點。該類泵的壓力較低，設計輕巧。缸體采用 粉末冶金或球墨鑄鐵成型，其他零件也盡可能采用精密鑄造或粉末冶 金成型。 PVB45 輕型通軸式軸向柱塞泵，是一種 壓力較低、結構較簡單、質(zhì)量較輕的經(jīng)濟型軸向柱塞泵。 由于軸向柱塞泵的柱塞中心線與 油缸體的軸線 平行或接近于平行 ，它具有密封性好， 工作壓力高，在高壓下仍能保持相當高的容積效率和總效率的特點。 柱塞泵按柱塞排列方向不同，分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵 兩大類。所以，柱塞泵具有壓力高、容積效率高、流量調(diào)節(jié)方便和結構緊湊等優(yōu)點。 柱塞泵是依靠柱塞在