基于solidworks的軸向柱塞泵的設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-05 14:06本頁面
【正文】 偶數(shù)沒有關(guān)系，但是柱塞數(shù)目的大小會有影響。大多數(shù)學者比較傾向按照配油盤的結(jié)構(gòu)去分析斜盤式軸向柱塞泵的實際脈動流量，進而構(gòu)成了比較完整綜合的計算分析體系，但是泄露量對于真實的脈動流量的作用雖然進行了一定的探索與研究，但是往往缺少一個具體的分析體系。軸向柱塞泵分為徑向和軸向兩種形式，如圖11所示為直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)組成，這種泵由缸體配油盤柱塞3和斜盤4等部分組成[2]。根據(jù)圖11中所示，當缸體的旋轉(zhuǎn)的角度為180176。之間時，柱塞是處于伸長狀態(tài)的，從而使柱塞根部與缸體之間的體積擴大、壓力縮小，然后經(jīng)過配油口進行的動作；當缸體的旋轉(zhuǎn)角度為0176。之間時，柱塞向剛體內(nèi)收縮，導(dǎo)致柱塞底部與缸體之間的容積變小，所以增大了內(nèi)部的壓力，因此實現(xiàn)了排油的動作。所有的柱塞都完成一次吸油與壓油的過程。1缸體 2配油盤 3柱塞 4斜盤 5傳動軸 6彈簧圖11 軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)原理圖 斜盤式軸向柱塞泵的主要性能參數(shù)給定設(shè)計參數(shù)最大工作壓力，額定壓力額定流量，額定轉(zhuǎn)速 流量、容量、容積效率與結(jié)構(gòu)參數(shù) 是指柱塞在缸體的帶動下轉(zhuǎn)動360176。 泵的理論流量為 （12）式中：—油泵的容積效率，我們通常取,本文中取。 所以主參數(shù)排量符合設(shè)計要求。當提高或減小流量的大小或方向，提高或減小斜盤的傾斜度即可。對于柱塞數(shù)Z的值，可以根據(jù)實際的經(jīng)驗來確定，一般在半圓環(huán)型的情況下，而在貫通軸型的情況下，這樣能夠使得結(jié)構(gòu)更加的緊湊。在最初計算時，則可以按照下面的公式進行計算： （15）然后再通過排量公式來確定柱塞的直徑： （16）由于上面公式中計算出的需要進行圓整，所以應(yīng)選。 扭矩與機械效率在不計摩擦損失的情況下，泵的扭矩即為理論扭矩大小為： （17）其中為泵吸、排油腔壓力差。柱塞泵的 （19）經(jīng)過查表可知斜盤式軸向柱塞泵的機械效率的范圍是[6]，故而此泵的設(shè)計是合理的。一般的軸向柱塞泵的總效率為[7]，故而本設(shè)計中的泵滿足設(shè)計要求。然而圓柱形的柱塞由于頭部采用的組成結(jié)構(gòu)不一致，大概包括三類[8]： （1）點接觸式柱塞如圖21（a）所示，此類柱塞的頭部為球形，與斜盤的接觸為一點，這類的柱塞結(jié)構(gòu)簡單并且加工容易，另外其價格低廉。因此這類柱塞不能滿足當今的批量生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展，故而使其被淘汰。這類的柱塞是通過擺動頭上部分的平面與斜盤面進行配合，從而減小了接觸應(yīng)力，所以使用這種柱塞的液壓泵可以承受較大的壓力。（3）帶滑靴的柱塞如圖21（c）所示，柱塞的頂部也是安裝了擺動頭，即為滑靴，這個滑靴也能夠環(huán)繞柱塞球的球心進行往復(fù)轉(zhuǎn)動。液壓油可以通過柱塞和滑靴的軸心孔，并且沿著滑靴的平面進行滲漏，所以能夠在滑靴平面與斜盤面的接觸部分產(chǎn)生潤滑油膜層，這樣可以降低表面間由于摩擦所引起的能量損失，使得柱塞的壽命有了很大的提高，另一方面也減小了經(jīng)濟損失。 （a）點接觸式柱塞 (b)線接觸式柱塞 (c) 帶滑靴的柱塞 圖21 柱塞結(jié)構(gòu)形式從工作效率、質(zhì)量等方面進行分析，柱塞最好做成中空的形狀，這樣既可以減小柱塞泵的重量，又能增加柱塞工作時的承載能力，并減小柱塞在運動時候的慣性力矩。柱塞的空心部位還可以安裝彈簧，使柱塞能夠緊緊地靠在斜盤上，同步性較好，隨斜盤的轉(zhuǎn)動而進行往復(fù)運動，實現(xiàn)吸、壓油的動作。綜上所述的性能特點，所以在本文中選取圖21（c）所示的形式，選擇帶滑靴的柱塞，在一定程度上，減少缸體內(nèi)部的摩擦，提高整體的密封性。通過實踐經(jīng)驗，在缸體上每個直徑為的柱塞沿缸體均勻分布，其所占的弧的長度占分布圓周長的： （21）故可得 （22）式中為結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)實踐的經(jīng)驗，可取得長度為： （27） （28）所以?。?）柱塞頭直徑根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗，可取，其結(jié)構(gòu)如圖22所示。（4）柱塞均壓槽 在高壓的軸向柱塞泵之中，通常在柱塞的表面上會加工出一系列的環(huán)形的均壓槽，這些均壓槽可以改善柱塞的結(jié)構(gòu)性能，如能夠均衡側(cè)向的壓力、可以改善柱塞在工作時的潤滑條件，并且還有儲存工作時所產(chǎn)生的雜質(zhì)。 柱塞摩擦副的壓力P及功率的校核驗算首先對柱塞和缸體這對摩擦副進行分析，當摩擦副之間的接觸應(yīng)力超過許用應(yīng)力值時，不僅能增加對摩擦副的磨損，而且還會對柱塞和缸體產(chǎn)生損壞。通常柱塞伸出缸體的最大長度時的接觸應(yīng)力最大，則利用這個值來計算壓力值，即 （29）另外，為了把柱塞與缸體的相對運動的最大速度控制在一定的空間內(nèi)，使其不大于摩擦副材料所允許的區(qū)間，其大小應(yīng)為 （210）所以可計算出柱塞和缸體之間的摩擦副的最大功率為 （211）上述幾式中的的值根據(jù)材料的性能來確定，如表22所示[10]。為了改善材料的性能，我們要在柱塞材料的表面鍍一層較厚的質(zhì)軟的金屬，從而降低摩擦副之間的摩擦力。 滑靴的設(shè)計如今為了使柱塞泵能夠在高速、高壓的條件下進行工作，絕大多數(shù)的高壓的斜盤式軸向柱塞泵都采取滑靴的結(jié)構(gòu)形式。同時柱塞下面的壓力油可以經(jīng)過柱塞軸心的孔和滑靴的軸心的孔，進入滑靴和斜盤的配合面的接觸處，形成一層油膜，從而在很大程度上減小了摩擦副在工作時的摩擦阻力，提高了零件的使用壽命，并且提高了機械效率，能夠滿足高速、高壓的需求。這種力能夠保證其一直比分離力大，所以能夠讓滑靴很好地貼緊斜盤面。并且高壓油的泄漏量比較小，能提高容積效率。當選取的適當?shù)貕壕o力時，不但不會使總效率降低，反而還會增加，并有效地提高了其使用壽命。 （a）簡單型 （b）凹槽式 (c)開路式圖23滑靴的結(jié)構(gòu)型式在圖33中，（a）圖所示的是一種簡單型，是當今機械領(lǐng)域較為常用的一種型式，這種結(jié)構(gòu)型式的滑靴靜壓油池大，沒有輔助支承面，只有油封帶。這樣的結(jié)構(gòu)型式使得由剩余壓緊力所產(chǎn)生的比壓降低了，而且可以補償由于滑靴偏移之后對密封油帶所造成的磨損?？紤]到成本和成本效益，所以本文采?。╝）圖所示的滑靴結(jié)構(gòu)。（2）油池的直徑大小：最初假定 (213)（3）計算柱塞和滑靴的中心孔直徑以及長度。想要保證能夠安全可靠地運動，
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