【正文】 ? ?? ?tg 1B 點(diǎn)（即滑靴）繞 o點(diǎn)旋轉(zhuǎn)地角速度為 wddw th ?? ??? 222 c oss i nc os c os ??? （ 39） 由式（ 39）可知，當(dāng) 2?? n? （ n 為自然數(shù)）時(shí)， hw 達(dá)到最大值，為 ?? cosmax wwh （ 310） 式中 w —— 缸體的速度； ? —— 斜盤(pán)的傾角。下面將討論滑靴與柱塞球頭中心在斜盤(pán)平面上的運(yùn)動(dòng)情況。 其平均 相對(duì)速度為 ??? ? t a n21v 0p wRvd ??? ? （ 33） 柱塞相對(duì)缸孔移動(dòng)的加速度為 ?c ostan2 ??? Rwdda tv （ 34） 式中 a —— 柱塞相對(duì)缸體的 軸向加速度 (cm/ 2s )。當(dāng)缸體轉(zhuǎn)過(guò)任一角度 ? 時(shí)，柱塞球頭中心轉(zhuǎn)至點(diǎn) B，此時(shí)柱塞球頭中心的坐標(biāo)為： ? ??????????????????s i nc o sc o st a nt a nc o sRzRyRRx （ 31） 圖 31斜盤(pán)式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析 Swashplate axial piston pump of the Motion Analysis 由此坐標(biāo)方程可以看出，沿 x正向、即沿缸體軸線(xiàn)方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是缸體轉(zhuǎn)角 ? 的余弦函數(shù) ；而在 oyz平面內(nèi)，點(diǎn) B的運(yùn)動(dòng)軌跡，由其牽連運(yùn)動(dòng)（缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)）可以知道是一個(gè)圓。 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 22 3 直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)及瞬時(shí)流量分析 直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析 柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)分析是瞬時(shí)流量分析和受力分析的基礎(chǔ)，所以這里先討論。即 os os 2 m a x ?????????? ??wdRD cm (228) 取 D=9cm。 ?? 壓盤(pán)最大外徑 pD 如下 cmdRD wP 96176, os os 2 4m a x ???????????? ? （ 227） 式中 4? —— 接觸余量，可取 ?? 。 比壓校驗(yàn)時(shí)通常最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，通過(guò)檢查全部接觸面上的壓應(yīng)力 ——“比壓”，使其不要超過(guò)允許的“比壓”值，即 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?????????? ????????????????? ??????????????????????? ?????fARRRRppRR RRRR RRdZ222321240000122122342324281/ln/ln2(224) 式中 ? —— 比壓 (bar)； ??? —— 許用比壓，視摩擦副材料而 定，淬火鋼對(duì)鋁鐵青銅 ? ?20~15?? bar； fA —— 輔助支撐面積 ? ?2cm , ? ?cmRR 6 為輔助支撐（共 1Z 塊）的內(nèi)、外半徑， b為間隔弧長(zhǎng)，則 ? ? ? ?5612526 RRbZRRA f ???? ? （ 225） 取 cmR ? cmR ? 不難得知 ? ? ? ? 222 cmA f ?????? ? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? 222222222????????????? ?????? ?????? ???????? ????? ????? 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 20 可見(jiàn) 符 合要求 。 平面輔助支撐設(shè)計(jì)后要進(jìn)行“比壓”校驗(yàn)或“熱楔支撐”校驗(yàn)。 輔助支撐 由于存在剩余壓緊力，為了減少配油盤(pán)與缸體間的磨損，通常都采用輔助支撐來(lái)減小壓強(qiáng)或承擔(dān)這部分多余的壓緊 力。 圖 25 配油盤(pán)的有關(guān)尺寸 with the size of the oil pan 3 配油盤(pán)的壓緊系數(shù) ? 由于摩擦力和油壓反推力、反推力矩的摸是轉(zhuǎn)角 ? 的函數(shù)；斜盤(pán)對(duì)缸體的軸向壓緊力 ?pxN 和力矩的模只和油壓有關(guān)；慣性力等又隨傾角 ? 變化，故一般使缸體所受的力和力矩（不考慮輔助支撐力 AA MP和 ） 之和為零不可能，加之油壓反推力 fmP 與配流盤(pán)與缸體間的油膜厚度 ? 無(wú)關(guān)，因此為了缸體穩(wěn)定通常都把斜盤(pán)力 ?pxN 設(shè) 計(jì)得比 fmP 大些， 兩者的比值 ? 叫配油盤(pán)的壓緊系數(shù)，通過(guò)分析可以得到， ? ? ? ? ?????????????? ????????? ??????00012212234232421/ln/ln2 ?????RRRRRRRRZdPNfmpx (223) 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 一般取 ~?? 。 配油孔的內(nèi)外半徑為 32 RR、 ，其平均半徑 2 32 RR? 處的圓周速度 pu 應(yīng)滿(mǎn)足下式 ? ? ? ?pp unRRu ???? ? 232 1060? (221) 式中 ??pu —— 最大允許圓周速度， ??pu =58（ m/s） 代入數(shù)據(jù)后得 ? ? ? ?pp uu ?????? ? 2?， 符合要求。 根據(jù)式（ 219） ，聯(lián)系式（ 220）取較小數(shù)值 2? 驗(yàn)算即可。它們受下列各方程式的約束。 圖 24 配油窗孔的間隔角 with the interval angle of oil window 柱塞設(shè)計(jì)完成后，可以容易得到 30 2cmV ? ，則由（ 214）得 3220 cmRdVV ??????? ??? 把數(shù)據(jù)代入（ 215）可得 ? ? ?????? ?????? ?????? tan2121a rc c os2 001 RdVE pp ?? ?? 221102 32021a rc c os 24 ??????? ?????? ? ?????? ? 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 16 同理代入式（ 216） 得 ? ? ?? 320241a rc c ostan41a rc c os 242 002 ??????? ?? ?????????? ????? ??? RdE ppV 在wdt ???時(shí)間內(nèi)，由阻尼孔引入的液體體積為 ,2V? 且 ? ????????????????504010212822ppldQEppVVwQkkKK??? (217) 由上式得 504 10128 ???? ?? ?E wVldkk (218) 式中 KQ —— 從阻尼孔流入的流量 scm/2 ； w —— 缸體的角速度 ? ?srad/ ； V—— 上死點(diǎn) ? ?0?? 處柱塞腔的容積 ? ?3cm ； ? —— 工作液體的動(dòng)力黏度 ? ?2/mSN? ； kd —— 阻尼孔直徑 （ cm）； kl —— 阻尼孔長(zhǎng)度 （ cm） 。一般多使其封閉升壓和阻尼孔升壓各起一半的作用。 其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)工作壓力的變化有較好的適應(yīng)性。 減震孔型配油盤(pán)通過(guò) ?? 范圍內(nèi)的封閉升（減）壓與采用阻尼孔逐漸引入（泄出）壓力油相結(jié)合的辦法來(lái)減低噪聲， 在缸體窗口離開(kāi)上死點(diǎn)經(jīng) ?? 與排油孔接通過(guò)程中，柱塞腔內(nèi)壓力一方面由于預(yù)壓縮而上升，另一方面由于柱塞腔經(jīng)卸荷槽與排油孔溝通而上升。 配油盤(pán)的設(shè)計(jì)，主要是確定內(nèi)、外密封帶，配油孔與其間隔角 ? ，以及輔助支撐等的有關(guān)尺寸。 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 14 最終輔助支撐設(shè)計(jì)完成后，要滑靴進(jìn)行校核 ，具體見(jiàn)第四章。 本設(shè)計(jì)中由于壓盤(pán)尺寸的限制，不便設(shè)計(jì)外輔助支撐，但可以設(shè)計(jì)內(nèi)輔助支撐。過(guò)寬的壓力場(chǎng)往往不能建立起設(shè)計(jì)的壓力場(chǎng)，致使實(shí)際分離 力小于計(jì)算值，導(dǎo)致剩余壓緊力增大，滑靴容易燒毀和磨損。通常引油孔德直徑可取 2mm 左右。因設(shè)計(jì)中取油腔壓力 hp ，因此該孔應(yīng)大，不應(yīng)引起阻尼作用。如圖 22 所示。增設(shè)內(nèi)、外輔助支撐。 分離力為： ? ?562526/ln2 rr rrFf ?? ? （ 212） 設(shè)計(jì)中為保證摩擦副功率損失較少以及減少泄漏量，通常取壓緊力與分離力之比 —— 壓緊系數(shù) h? 在 ~ 之間，即為： ? ?2526 56m a x2 /ln2c ~ rr rrrFF fyh ?????? （ 213） 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 在試算中，可先使 ? ?dr ~ ? 初算： 取 ???r mm 根據(jù)式（ 213）可得 116?r mm 此時(shí)壓緊系數(shù) ? ? 511 7/11ln216c os9 222 ??? ?h?，符合要求?；ズ托北P(pán)之間間隙近似為零，泄漏量接近為零，剩余壓緊力有輔助支撐面 積承受。 剩余壓緊力設(shè)計(jì)法計(jì)算滑靴的基本特點(diǎn)是作用在柱塞底部的油壓 p 經(jīng)中心孔直接作用于柱塞滑靴底部，中心孔不起阻尼作用，油腔壓力 hp 近似等于柱塞底部油壓力 p。 這種方法在國(guó)內(nèi)外的柱塞泵中普遍采用。一種是全靜壓平衡型滑靴設(shè)計(jì)，而另外一 種是“剩余壓緊力法”。 取 ?3d 。 則取平衡槽深為 ，寬為 ，槽與槽的間隔 t 取為 7mm。故 當(dāng) 時(shí)Mp 30? ： ? ? m a xt a ~ ??? RdL (27) 則 m a x ?????????? ?RdL （ cm） （ 3）球頭直徑 1d ，依經(jīng)驗(yàn)取 ? ?dd ~ ? 這里取 ???? dd （ cm） (28) 為使柱塞球頭不遮住滑靴的注油孔，應(yīng)使 4m ax12 sin ddd ??? （ cm） 依經(jīng)驗(yàn)取 cmd ? (29) 則 ???? ?d 這里取 ?d cm (210) （ 4）柱塞與孔的間隙 s? 與平衡槽的尺寸 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 12 配合間隙 ds ?? 。 柱塞基本尺寸設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖 22） 柱塞直徑 d 柱塞直徑 d 已在缸體設(shè)計(jì)中確定： 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 cmd ? 柱塞長(zhǎng)度 、L 球頭直徑 21 dd、 (見(jiàn)圖 22) （ 1）柱塞長(zhǎng)度 L 應(yīng)等于柱塞的最小留缸長(zhǎng)度 0l 、最小外伸長(zhǎng)度 dl ?? 和最大行程 m axm ax tan2 ?? RS 之和。 為擴(kuò)大 0? ，油窗孔的中點(diǎn)半徑 0R 應(yīng)取大些 ；從限制窗口處的圓周速度00 602 Rnu ??不要太大的角度出發(fā)，又希望 0R 小些；因此尺寸較小的泵，一般取 cmRR ?? 。這里取 Z=7。 （ 2） ZdR 、 的確定 這三個(gè)參數(shù)是互相制約的，與結(jié)構(gòu)類(lèi)型有關(guān)。 上述符號(hào)含義和單位 適用 本節(jié)始末。 實(shí)際輸入功率是指在考慮泵機(jī)械損失前題下，泵所輸入的實(shí)際機(jī)械功率，即 BBoBmBvBoBmB itBBmBtBBBi NNNwMwMN????? ????? （ 110） 式中 BM —— 泵輸入的實(shí)際轉(zhuǎn)矩， N m? ； Bw —— 泵的角速度， rad/s； Bm? —— 泵的機(jī)械效率； Bv? —— 泵的容積效率； B? —— 泵的總效率； BitN —— 泵的 理論輸入功率， W； BoN —— 泵的實(shí)際輸出功率， W； BiN —— 泵的實(shí)際輸入功率， W。 理論輸入功率是指在不考慮泵機(jī)械損失前提下，泵所輸入的機(jī)械功率，即 BBtBit wMN ?? （ 18） 式中 BtM —— 泵輸入的理論轉(zhuǎn)矩， N? m； Bw —— 泵的角速度， rad/s； BtN —— 泵的理論輸入功率， W。 其中理論輸入功率和理論輸出功率是等價(jià)的，因?yàn)樵诶碚撋险J(rèn)為不存在任何