【正文】 性力。高壓油液還可以通過柱塞中心孔及滑靴中心孔，沿滑靴平面泄漏，保持與斜盤之間有一層油膜潤滑，從而減少了摩擦和磨損，使壽命大大提高。 3）帶滑靴的柱塞 如圖 2（ c）所示，柱塞頭部同樣裝有一個擺動頭，稱滑靴，可以繞柱塞球頭中心擺動。擺動頭上部是球面或平面與斜 盤或面接觸，以降低接觸應力，提高泵工作壓。這種點接觸式柱塞在早期泵中可見，現(xiàn)在很少有應用。根據(jù)柱塞頭部結構，可有以下三種形式： 1）點接觸式柱塞 如圖 2（ a）所示，這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點接觸，其零件簡單，加工方便。這也是斜盤式軸向柱塞泵通常為雙向變量泵的原因 [7]。如果缸體不斷旋轉，泵便連續(xù)地吸油和排油。這就是排油過程。隨著缸體繼續(xù)旋轉，在 0? ～ 180? ，柱塞在斜盤約束下開始不斷進入腔內，柱塞腔容積不斷減小，直至下孔點止。缸體按 n方向旋轉，在180? ～ 360? 范圍內，柱塞由 180? 開始不斷伸出，柱塞腔容積不斷增大，直至 0? 。斜盤式軸向柱塞泵的結構如圖 1所示，柱塞的頭部安裝有滑靴，滑靴底面始終貼著斜盤平面運動。 2 總體設計方案的擬定 4 斜盤式軸向柱塞泵工作原理 軸向柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內的往復運動，造成密封容積的變化，來實現(xiàn)吸油和排油。 我國的軸向柱塞泵技術還比較落后，但旺盛的需求對軸向柱塞泵技術的發(fā)展有很大的推動作用。同時，各個生產廠商，在結構的設計上又加入了各自企業(yè)的理念，更加提高了泵結構的多元化程度。不同的輸送對象對于泵的內部結構要求均不同。如今的市場需求正是要求創(chuàng)新，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產品的多元化趨勢。 隨著電子、計算機、材料、制造等相關技術的發(fā)展，多學科交叉應用于 軸向柱塞 泵的研究，使仿真和試驗更為接近現(xiàn)實， 軸向柱塞 泵設計和優(yōu)化的效率大大提高。 泵的技術發(fā)展一如其他產業(yè)的發(fā)展一樣，是由市場需求的推動取得的。蘭州永新科技股份有限公司以上述兩項專利與一項新材料技術成果為支持，成功地開發(fā)生產的 JBP 系列機電控制式徑向柱塞泵，是國家科技部“八五”攻關和國家科技部火炬計劃項目。由我國著名的液壓專家盧望研究員和材料專家閏秉均教授及其課題組經過多年研究與開發(fā)， 3 取得了“過平衡壓力補償方法及雙排軸向柱塞泵”和“一種新型高壓大排量軸向柱塞泵”兩項技術 專利，“合金奧氏體一貝氏體球鐵開發(fā)應用研究”一項國家新材料技術成果。主要因為在理論上有待深化，在實際生產中不能解決轉子與配流軸、滑靴與定子兩對摩擦副燒研的問題 [3]。而博世公司只能生產 90mL以下規(guī)格的泵，沃依特公司只生產 110 一 250mL／ r規(guī)格的泵 [2]。使其成為一種優(yōu)良的高壓泵，代表當今國際上液壓泵制造的先進水平。國際上 70、 80 年代發(fā)展的軸配流軸向柱塞泵克服了閥配流配向柱塞泵的不足。 國內 外發(fā)展概況 軸向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。 Structure pattern 1 前言 選題研究意義 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件 ,它是每個液壓系統(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。 the final classification of types of variables agencies also carried out detailed analysis, paring their advantages and disadvantages. The design finally, axial piston pump of the overall advantages and disadvantages of future development were also discussed. Key words: Inclined dish； Pillar fills a pump。最后對變量機構分類型式也進行了詳細的分析 ,比較了它們的優(yōu)點和缺點 .該設計最后對軸向柱塞泵的優(yōu)缺點進行了整體的分析 ,對今后的發(fā)展也進行了展望。 1 斜盤式軸向柱塞泵 設計 摘 要 ： 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件 ,它是每個液壓系統(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。本設計對軸向柱塞泵進行了分析 ,主要分析了軸向柱塞泵的分類 ,對其中的結構 ,例如 ,柱塞的結構型式﹑滑靴結構型式﹑配油盤結構型式等進行了分析和設計 ,還包括它們的受力分析與計算 .還有對缸體的材料選用以及校核很關鍵 。 關鍵詞 ： 斜盤；柱塞泵；液壓系統(tǒng)；結構型式 全套圖紙，加 153893706 Design of Swashplate Axial Piston Pump Abstract: Hydraulic system is the power ponents that can provide some of the oil flow and pressure, it is indispensable for each hydraulic system core ponents, a reasonable choice for the hydraulic system pump improve the system of energy efficiency, and reduce noise improve performance and ensure reliable operation of the system are very important. The design of the 2 axial piston pump is analyzed, the main analysis of the axial piston pump classification, the structure of which, for example, the structure of the plunger type structure type slipper oil pan structure type were analyzed and design, also including their Analysis and calculation. There is the selection of materials on the cylinder and the check is critical。 Liquid presses system。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，液壓傳動也越來越廣，而作為液壓傳動系統(tǒng)心臟的液壓泵就顯得更加重要了 [1]。閥配流軸向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。由于軸向泵結構上的特點，軸配流配向柱塞泵耐沖擊、壽命長、控制精度高。但是，它技術含量高、加工制造難度大，國際上只有博世（ BOSCH）公司、沃依特（ VOITH）公司等少數(shù)幾家公司能夠生產。 我國從 80年代末 90年代初有很多科研機構與生產廠家開始研究開發(fā)這種產品，但都沒有取得實質性進展。有些生產廠家在柱塞內孔通過澆鑄軸承合金等方法來克服燒研，但效果并不理想，這種辦法在小排量泵中使用，雖然能夠防止摩擦副燒研的問題，但泵的使用壽命不長。這些技術成果的取得，使我國徑向柱塞泵的研制在設計理論與材料工藝方面取得突破性進展。該泵在多家企業(yè)進行了23 年的工業(yè)考核試驗，性能優(yōu)良 [4]。當今社會，可進發(fā)展日新月異，人們在以環(huán)保、電子等領域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產生的巨大需求的大背景下，對于包括泵行業(yè)在內的許多行業(yè)或領域都帶來了技術的飛速變革和發(fā)展 [5]。 產品的生命力在于市場的需求。它的多元性主要體現(xiàn)在： （ 1） 輸送介質的多樣性 （ 2） 產品結構的差異性 （ 3） 運行要求的不同性 從輸送介質來看，最早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液 體、氣體或漿體到現(xiàn)在可輸送固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如土豆、魚等等。 除了輸送對象對泵的結構有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式、維護維修等方面對泵的內在或外在的結構提出新要求。 基于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的總體背景，泵的運行環(huán)境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可調性增加、壽命延長等等均對泵的設計提出了不同的側重點或幾個著重點并 行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。因此只要能緊跟國際技術潮流，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，一定能趕上國際先進水平，甚至后來居上 [6]。下面以斜盤式軸向柱塞泵為例來說明軸向柱塞泵的工作原理。當缸體帶動柱塞旋轉 時，由于斜盤平面相對缸體平面（ xoy 面）存在一傾斜角 r，迫使柱塞在柱塞腔內作直線往復運動。在這過程中，柱塞腔剛好與配油盤吸油窗相通，油液被吸人柱塞腔內，這是吸油過程。在這過程中，柱塞腔剛好與配油盤排油窗相通，油液通過排油窗排出。可見，缸體每轉一圈，各個柱塞有半周吸油、半周排油。如果改變傳動軸的旋轉方向或斜盤的傾斜方向，就可改變泵的吸、排油方向；泵的排量大小可通過改變斜盤的傾角 r 的大小來實現(xiàn)。 圖 1 斜盤式軸向柱塞泵工作原理 Fig1. Swash plate axial piston pump works 1. Swash plate 2. Return panel 3. Slipper 4. Plunger 5. Cylinder 6. Oil pan 7. Transmission shaft 斜盤式軸向柱塞泵主要零部件設計 給定設計數(shù)據(jù)： 最大工作壓力 max 40P MPa? 5 額定流量 Q =100L/min 最大流量 max 200 / minQL? 額定轉速 n=1500r/min 最大轉速 max 3000 / m innr? 柱塞設計 （ 1）柱塞結構型式的選擇 軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。但由于接觸應力大，柱塞頭部容易磨損﹑剝落和邊緣掉塊，不能承受過高的工作壓力，壽命較低 [8]。 2）線接觸式柱塞 如圖 2（ b）所示，柱塞頭部安裝有擺動頭，擺動頭下部可繞柱塞球窩中心擺動。擺動頭與斜盤的接觸面之間靠殼體腔的油液潤滑，相當于普通滑動軸承，其? ?pv 值必須限制在規(guī)定的范圍內?；ヅc斜盤間為面接觸，接觸應力小，能承受較高的工作壓力。目前大多采用這種軸向柱塞泵。采用空 心結構還可以利用柱塞底部高壓油液使柱塞局部擴張變形補償柱塞與柱塞腔之間的間隙，取得良好的密封效果 [9]。但空心結構無疑增加了柱塞在吸排油過程中的剩余無效容積。 綜上，本設計選用圖 21（ c）所示的型式。根據(jù)統(tǒng)計資料，在缸體上各柱塞孔直徑 Zd 所占的弧長約為分布圓周長 fD? 的 75%，即 : fZdD? ? (式 21) 由此可得 9 3 . 8 20 . 7 5 0 . 7 5fD Zm d ???? ? ? ? （式 22） 式中 m 為結構參數(shù)。對于軸向柱塞泵，其 m 值如表 21 所示： 表 2 柱塞結構參數(shù) Table 2. Structural parameters of piston Z 7 9 11 M 當泵的理論流量 fbQ 和轉速 bn 根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流量公式得柱塞直徑 Zd 為 21ta n43 ?? rznm Qd b fbz ? （式 23） 式中 γ — 斜盤最大傾角，取γ =20176。 根據(jù)經驗數(shù)據(jù)，柱塞名義長度常?。? 20bp Mpa? ( ) zld?? （式 28） 30bp Mpa? ( ) zld?? （式 29） 這里取 3 60zl d mm== 3）柱塞球頭直徑 1d 按經 驗常取 1 ( ) zdd?? ，如圖 22所示。 4）柱塞均壓槽 高壓柱塞泵中往往在柱塞表面開有環(huán)行均壓槽，起均衡側向力﹑改善潤滑條件和存儲贓物的作用。其比壓應控制在摩擦副材料允許的范圍內。 表 3 材料性能 Table 3. Material Properties 許用比壓 ??p 許用滑動速度 ??v 許用比功? ?pv 材料牌號 Mpa m/s ZQAL94 30 8 60 ZQSn101 15 3