【正文】 多數(shù)滑靴都采用這種方法設(shè)計。但摩擦功率較大，機械效率會降低。 滑靴力平衡方程式即為 ( 1 ) ( 1 0 . 1 ) 3 . 1 2 . 7 9 ( )fyp p N?? ? ? ? ? ? 用剩余壓緊力法設(shè)計的滑靴，油膜厚度較薄，一般為 ～ 左右。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。 滑靴設(shè)計常用剩余壓緊力法。由于油液在封油帶環(huán)縫中的流動，使滑靴與斜盤之間形成一層薄油膜，大大減少了相對運動件間的摩擦損失，提高了機械效率。 安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計 8 滑靴設(shè)計 目前高壓柱塞泵已普遍采用帶滑靴的柱塞結(jié)構(gòu)。 表 21 材料性能 材料牌號 許用比壓 ??p Mpa 許用滑動速度 ??v m/s 許用比功 ? ?pv ZQAL94 30 8 60 ZQSn101 15 3 20 球墨鑄鐵 10 5 18 柱塞與缸體這一對摩擦副，不宜選用熱變形相差很大的材料，這對于油溫高的泵更重要。其比壓應控制在摩擦副材料允許的范圍內(nèi)。 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(cè)向力﹑改善潤滑條件和存儲贓物 的作用。 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，柱塞名義長度常?。? 20bp Mpa? ( )zld?? 30bp Mpa? ( )zld?? 這里取 3 60zl d mm== 3）柱塞球頭直徑 1d 按經(jīng)驗常取 1 ( ) zdd?? ，如圖 22 所示。 表 21 柱塞結(jié)構(gòu)參數(shù) Z 7 9 11 m 當泵的理論流量 fbQ 和轉(zhuǎn)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 3 4 2 0 .3tbZbQd m zn tg???? （ 21） 式中 γ — 斜盤最大傾角，取γ =20176。 m 隨柱塞數(shù) Z 而定。 （ 2） 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 1）柱塞直徑 Zd 及柱塞分布塞直徑 fD 柱塞直徑 Zd ﹑ 柱塞分布塞直徑 fD 和柱塞數(shù) Z 都是互相關(guān)聯(lián)的。在高壓泵中，由于液體可壓縮性能的影響，無效容積會降低泵容積效率，增加泵的壓力脈動，影響調(diào)節(jié)過程的動態(tài)品質(zhì)。空心柱塞內(nèi)還可以安放回程彈簧，使柱塞在吸油區(qū)復位。 安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計 5 圖 21 柱塞結(jié)構(gòu)型式 可見，柱塞大多做成空心結(jié)構(gòu)，以減輕柱塞重量，減小柱塞運動時的慣性力。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 21（ 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(jié)構(gòu)，可有以下三種形式： 1）點接觸式柱塞 如圖 21（ 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。如果缸體不斷旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)，在 0? ～ 180? ，柱塞在斜盤約束下開始不斷 進入腔內(nèi)，柱塞腔容積不斷減小，直至下孔點止。缸體按 n方向 旋轉(zhuǎn)，在 180? ～ 360? 范圍內(nèi)，柱塞由 180? 開始不斷伸出，柱塞腔容積不斷增大，直至 0? 。直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)如圖 11 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。 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)的往復運動，造成密封容積的變化，來實現(xiàn)吸油和安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸向柱塞泵概述 3 排油。 我國的軸向柱塞泵技術(shù)還比較落后， 但旺盛的需求對軸向柱塞泵技術(shù)的發(fā)展有很大的推動作用。同時，各個生產(chǎn)廠商，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上又加入了各自企業(yè)的理念，更加提高了泵結(jié)構(gòu)的多元化程度。不同的輸送對象對于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的多元化趨勢。 隨著電子、計算機、材料、制造等相關(guān)技術(shù)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(shè)計和優(yōu)化的效率大大提高。 泵的技術(shù)發(fā)展一如其他產(chǎn)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(shù)成果為支持，成功地開發(fā)生產(chǎn)的 JBP 系列機電控制式徑向柱塞泵，是國家科技部“八五”攻關(guān)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(jīng)過多年研究與開發(fā)，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(shù)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(shù)成果。主要因為在理論上有待深化，在實際生產(chǎn)中不能解決轉(zhuǎn)子與配流軸、滑靴與定子兩對摩擦副燒研的問題。而博世公司只能生產(chǎn) 90mL 以下規(guī)格的泵，沃依特公司只生產(chǎn) 110 一 250mL／ r規(guī)格的泵。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。 軸向柱塞泵可分為閥配流與軸 配流兩大類。 30 滑靴受力分析 25 滑靴運動分析 25 柱塞運動加速度分析 24 柱塞的運動速度分析 24 柱塞行程 S 21 安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸向柱塞泵概述 1 機械效率 17 3 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 10 缸體設(shè)計 8 配油盤設(shè)計 4 柱塞設(shè)計 2 2 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計 1 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 1 軸向柱塞泵簡介 Ⅰ 1 軸向柱塞泵概述 本文重點講述了基于 Pro/E 軟件的柱塞泵各零件的設(shè)計和運動仿真，從而對柱塞泵的工作原理有了更清晰的認識。用 Pro/E 進行柱塞泵的仿真設(shè)計可以模擬真實情況，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，從而達到最優(yōu)化最經(jīng)濟的設(shè)計目的。本設(shè)計課題主要進行柱塞泵的產(chǎn)品設(shè)計和基于 Pro/E 軟件的實體仿真設(shè)計。柱塞沿傳動軸方向分布的（與傳動軸平行）是軸向柱塞泵。 柱塞泵分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩種。安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 proe 軸向柱塞泵設(shè)計 學生姓名： 學生學號： 院（系）： 機械設(shè)計制造及其自動化 年級專業(yè)： 指導教師： 安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 摘要 柱塞泵是一種供油裝置，常用于機器的潤滑系統(tǒng)中。它的工作原理是：靠凸輪旋轉(zhuǎn)，由凸輪作用在彈簧壓緊的柱塞上，使柱塞做往復運動，因而不斷改變泵腔的容積和壓力，將潤滑油吸入泵腔，并排到潤滑系統(tǒng)中。柱塞沿圓周徑向分布的（柱塞與傳動軸垂 直）是徑向柱塞泵。 軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高，容易實現(xiàn)變量 ，體積比徑向柱塞泵要小 等優(yōu)點 。 Pro/E 軟件是迄今為止功能最強的全參數(shù)化設(shè)計軟件。本文詳細講解了整個柱塞泵的建模過程，講述了柱塞泵的裝配，以及柱塞泵的運動仿真，并與其他三維設(shè)計軟件進行了一個對比，分析了各類設(shè)計軟件的優(yōu)劣。 目錄 摘要 4 滑靴設(shè)計 12 柱 塞回程機構(gòu)設(shè)計 15 變量機構(gòu)設(shè)計 21 容積效率 22 功率與效率 23 4 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運動學及脈動品質(zhì)分析 24 柱塞運動分析 26 柱塞瞬時流量及脈動品質(zhì)分析 27 5 直軸式軸向柱塞泵主要零件受力分 析 30 柱塞受力分析 33 配油盤受力分析 36 6 軸向柱塞泵的仿真運動 7 結(jié)論 47 參考文獻 48 1 軸向柱塞泵概述 軸向柱塞泵簡介 軸向柱塞泵由于 具有 柱塞結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、效率高、容易實現(xiàn)變量等，被廣泛應用于工作壓力高，流量大而又需要調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)中。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(jié)構(gòu)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，雖然 它技術(shù)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(chǎn)。 我國從 80 年代末 90 年代初有很多科 研機構(gòu)與生產(chǎn)廠家開始研究開發(fā)這種產(chǎn)品，但都沒有取得實質(zhì)性進展。有些生產(chǎn)廠家在柱塞內(nèi)孔通過澆鑄軸承合金等方安慶師范學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸向柱塞泵概述 2 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(shù)成果的取得，使我國徑向柱塞泵的研制在設(shè)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。當今社會，可進發(fā)展日新月異，人們在以環(huán)保、電子等領(lǐng)域高科技發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主所產(chǎn)生的巨大需求的大背景下，對于包括泵行業(yè) 在內(nèi)的許多行業(yè)或領(lǐng)域都帶來了技術(shù)的飛速變革和發(fā)展。 產(chǎn)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(zhì)的多樣性 （ 2） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異性 （ 3） 運行要求的不同性 從輸送介質(zhì)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(jié)構(gòu)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(nèi)在或外在的結(jié)構(gòu)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(shè)計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可調(diào)性增加、壽命延長等等均對泵的設(shè)計提出了不同的側(cè)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(shù)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。下面以直軸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(zhuǎn)時，由于斜盤平面相對缸體平面（ xoy 面 ） 存在一