【正文】 ，盡量取短； 4l — 缸體厚度，一般 4l =（ ～ ） zd ，這里取 zd 。 固定間隙式回程結構使用于帶滑靴的柱塞。當滑靴下表面與回程盤貼緊時，應保證滑靴上表面與斜盤墊板 3 之間有一固定間隙，并可調 。盤上 hd 為滑靴安裝孔徑， hD 為滑靴安裝孔分布圓直徑。下面主要研究這兩個尺寸的確定方法。因此， hD 取橢圓長﹑短軸的平均值較合理，即 m a x 1 9 . 5 4 1 . 5 6 1 ( )2 c o sfhf RabD R m m??? ? ? ? ? ? 從圖 28中可以看出回程盤上安裝孔中心 O與長﹑短軸端點 A或 B的最大偏心距相等，且為max12e，因而 安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 17 m a x m a x m a x2 ( 4 1 . 5 2 ) 6 1 2 2 ( )c o s c o sfffRRe R m m????? ? ? ? ? ? ????? （ 212） 為了允許滑靴在任一方向偏離max12e，而不與回程盤干涉，回程盤的安裝孔徑應比滑靴徑部直徑 d 大 maxe 。這樣安裝孔的直徑為 m a x 2 8 22 2 1 33 ( )hd d e J m m? ? ? ? ? ? ? ? 式中 d— 滑靴頸部直徑； J — 間隙，一般取 J =～ 1mm。變量機構的型式很多，按照控制方式，可分為手動式、機動式、電動式、液動式、電液比例控制式等。按照性能參數還可分為恒功率式、恒壓式、恒流量式等。例如，圖 29(a)所示，手動變量機構采用杠桿或采用手輪轉動絲杠，帶動斜盤改變傾斜角，如果用可逆電機旋轉絲杠可實現電動變量。再如圖 29(c)中，用帶有電磁閥的外液壓源控制，可成為遠程液控變量式；如果用伺服閥控制變量缸，并使 泵出口壓力為恒值，可成為恒壓變量型式。并予以比較選擇。變量時用手安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 18 輪轉動絲杠旋轉，絲杠上的螺母直線運動帶動斜盤改變傾斜角實現變量。 圖 210 手動變量機構原理及特征 圖中表明手動變量機構可實現雙向變量。 （ 2） 手動伺服變量機構 該機構用機械方式通過伺服閥帶動變量缸 改變斜盤傾角實現變量。 圖 211 手動伺服變量機構 圖中伺服變量機構由雙邊控制閥和差動變量缸組成。當控制閥處于中位時，斜盤穩(wěn)定在一定的位置上。由于 B 腔面積大于 A 腔，變量活塞在液壓力作用下向右移動，推動斜盤傾斜角減小，流量隨之減少。 安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 19 反之，控制閥向右移動時，油路 2 和 3 連通，變量缸 B 腔與回油路接通，變量活塞在A 腔液壓力作用下向左移動，使斜盤傾角增大，流量也增大。 這種利用機械位置反饋的伺服變量機構減少了變量控制力，大大提高了變量的性能和精度。如用外液壓源可實現遠程無級變量。 （ 3） 恒功率變量機構 恒功率變量機構是根據泵出口壓力調節(jié)輸出流量，使泵輸出流量與壓力的乘積近似保持 不變，即原動機輸出功率大致保持恒定。圖中恒功率變量機構仍由雙邊控制閥和差動變量缸組成。利用液壓力與彈簧力平衡的關系控制變量活塞，改變斜盤傾角。 為使泵功率為一恒值，理論上，泵出口壓力與輸出流量應保持雙曲線關系，如圖 54所示。因此，只能用一段折線 (一根彈簧 )或二段折錢 (二根彈簧 )來近似替代雙曲線。 （ 4）恒流量變量機構 恒流量變量機構是根據裝于泵出口主油路中的節(jié)流閥兩側的壓力差調節(jié)輸出流量，保持流量為一恒值。 圖 212 恒流量變量機構原理及特征 圖中恒流量變量機構由帶有節(jié)流閥的雙邊控制閥 (恒流量閥 )和差動變量缸組成。 安慶師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設計 20 當泵轉速增加時，輸出流量也相 應增加。此時，閥芯上液壓力與彈簧力重新平衡閥芯處于中位，斜盤傾角穩(wěn)定，泵輸出流量為恒定值。類似的分析可知，斜盤傾角會增加，流量也隨之增加，仍保持為一恒定值。例如，機床、運輸機械等液壓系統(tǒng)。 綜合比較以上幾種變量機構，本設計選擇 手動伺服變量機構。 泵的理論排量 q 為 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 07 0 . 2. 1 5 0 0 0 . 9 5vQq n? ?? ? ??（ /ml r ） （ 33） 為了避免氣蝕現象，在計算理論排量時應按下式作校核計算： 13max. pn q C? （ 34） 133000 70 .2 20 660pC? ? ? 式中 pC 是常數，對進口無預壓力的油泵 pC =5400；對進口壓力為 5kgf/cm 的油泵pC =9100，這里取 pC =9100；故符合要求。相同結構型式的系列泵中，排量越大，作功能力也越大。 從泵的排量公式 24b x fq d D Ztg? ??中可以看出柱塞直徑 zd ﹑分布圓直徑 fD 、 柱塞數 Z都是泵的固定結構參數，并且當原動機確定之后傳動軸轉速 bn 也是不變的量。對于直軸式軸向柱塞泵，斜盤最大傾斜角 max 15? ??～ 20? ，該設計是通軸泵，受機構限制，取下限，即 15g O= 。 軸向柱塞泵的泄漏流量主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間及柱塞與柱塞腔之間的油液泄漏產生的。 泵容積效率 VB? 定義為實際輸出流量 gbQ 與理論流量 tbQ 之比，即 gbVB tb? ? = 97 97%100= 軸向柱塞泵容積效率一般為 b?? =～ ，經校核，符合要求 。 考慮摩擦損失 bM? 時，實際輸出扭矩 gbM 為 gb tb bM M M? ??= 6661. 6 10 0. 2 10 1. 8 10 ( . )Nm? ? ? ? ? 軸向柱塞泵的摩擦損失主要由缸體底面與配油盤之間﹑滑靴與斜盤平面之間﹑柱塞與柱塞腔之間的摩擦副的相對運動以及軸承運動而產生的。 對于軸向柱塞泵，總效率一般為 bh =～ ,經校核，滿足要求。這兩個運動的合成，使柱塞軸線上任一點的運動軌跡是一個橢圓。 柱塞運動分析 柱塞運動學分析，主要研究柱塞相對缸體的往復直線運動。 S 圖 41 為一般帶滑靴的軸向柱塞運動分析圖。 將 . s i ns s aft a td d d R tg ad d d? ? ?? ? ?對時間微分可得柱塞運動加速度 a 為 2. c o saft a td d da R t gd d d?? ? ? ?? ? ? （ 45） 當 0? ?? 及 180? 時， cos 1,??? 可得最大運動加速度 maxa 為 2m a x 15008 1 9 2 1 2 9 ( / )60fa R tg m s? ? ???? ? ? ? ????? （ 46） 柱塞運動的行程 s﹑速度 v﹑加速度 a 與缸體轉角 ? 的關系如圖 42所示： ****本科畢 業(yè)設計（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運動學及脈動品質分析 26 圖 42 柱塞運動特征圖 滑靴運動分析 分析滑靴的運動，主要是研究它相對斜盤平面的運動規(guī)律，即滑靴中心在斜盤平面xoyⅱ ? 內的運動規(guī)律，其運動軌跡是一個橢圓。因此，其平均旋轉角速度等于缸體角速度，即 1500 2 1 5 7 ( / )60ap r a d s? ? ?? ? ? ? ****本科畢 業(yè)設計（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運動學及脈動品質分析 27 柱塞瞬時流量及脈動品質分析 泵瞬時流量是一周期脈動函數 .由于泵內部或系統(tǒng)管路中不可避免地存在有液阻 ,流量的脈動必然要引起壓力脈動 .這些脈動嚴重影響了輸出流量品質 ,使 系統(tǒng)工作不穩(wěn)定 ,當泵的脈動頻率與液壓油柱及管路的固有頻率相當 ,就產生了諧振的條件 ,諧振時壓力脈動可能很高 ,這時系統(tǒng)的構件有極大的潛在破壞性 .在一些極端情況下 ,幾分鐘之內管路或附件即可達到疲勞破壞極限 .液壓油的流量﹑壓力脈動在管路或附件中激勵起高頻率的機械震動將引起導致管路﹑附件及安裝構件的應力 .液壓泵的供壓管路 ,一般是最容易受到破壞的部位 . 柱塞運動速度確定之后，單個柱塞的瞬時流量可寫成 2 s i nt i z t f tQ F F R t g a? ? ??? （ 412） 式中 zF 為柱塞橫截面積， 24zzFd?? 。 對于奇數柱塞，排油區(qū)的柱塞數為 oZ 。 定義脈動率 m ax m intttpQd = （ 418） 這樣，就可以進行流量脈動品質分析了。 （ 2） 相鄰柱塞數想比，奇數柱塞泵的脈動率遠小于偶數柱塞泵的脈動率。單個柱塞隨缸體旋轉一周時，半周吸油﹑一周排油。下面主要討論柱塞在排油過程中的受力分析，而柱塞在吸油過程中的受力情況在回程盤設計中討論。 圖 51 柱塞受力分析 作用在柱塞上的力有： （ 1）柱塞底部的液壓力 bP 柱塞位于排油區(qū)時，作用于柱塞底部的軸向液壓力 bP 為 2 3 6m a x ( 2 0 1 0 ) 4 0 1 0 1 2 5 6 0 ( )44bxP d p N?? ?? ? ? ? ? ? ? （ 51） 式中 maxP — 泵最大工作壓力。 慣性力 BP 方向與加速度 a 的方向相反，隨缸體旋轉角 a 按余弦規(guī)律變化。其值為 2 243 90 7 ( )15Zt z t fGP m a R Ng tgw O= = = = （ 54） （ 4）斜盤反力 N 斜盤反力通過柱塞球頭中心垂直于斜盤平面，可以分解為軸向力 P 及徑向力 0T 即 c o s 1 2 5 6 0 c o s 1 5 1 2 1 3 2 ( )s in 1 2 5 6 0 s in 1 5 3 2 5 0 ( )P N NT N N????? ? ? ?? ? ? ? （ 55） 軸向力 P 與作用于柱塞底部的液壓力 bP 及其它軸向力相平