試壓泵關(guān)鍵部件的工程設(shè)計(jì)柱塞泵是利用柱塞在缸體孔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封容積呈現(xiàn)周期性變化，來實(shí)現(xiàn)吸入介質(zhì)和排出介質(zhì)。柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，單位功率體積小，重量輕，工作壓力高，容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)。這類泵多用于農(nóng)林機(jī)械、起重運(yùn)輸設(shè)備、工程機(jī)械、船舶甲板機(jī)械、冶金設(shè)備、火炮和空間技術(shù)中。本裝置試壓?jiǎn)卧械脑噳貉b置選擇采用柱塞泵產(chǎn)生高壓，但由于傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)柱塞泵體積大、流量小，如SY350試壓泵，流量在300L/h，泵體重量近兩百公斤，不符合裝置的設(shè)計(jì)要求。為便于野外使用，應(yīng)盡可能減輕裝置的重量，必須研發(fā)一款體積小、重量輕、效率高的新型柱塞泵。本文基于曲軸連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，研制的臥式三柱塞試壓泵，具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無(wú)極變量、壓力高、噪音低，效率高，制造成本低，重量?jī)H有17.5Kg。1.1試壓泵主要技術(shù)參數(shù)1.1.1壓力試壓泵的主要作用是給固定輸油管線機(jī)動(dòng)式試壓平臺(tái)提供試驗(yàn)壓力，而系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力定為10.0MPa，為確保試壓泵能為系統(tǒng)提供穩(wěn)定高壓，試壓泵的額定壓力選定為20.0MPa。1.1.2流量針對(duì)在固定輸油管線機(jī)動(dòng)式試壓平臺(tái)中，試壓泵的主要作用是通過向系統(tǒng)內(nèi)注入少量試壓介質(zhì)，提高系統(tǒng)壓力至試驗(yàn)壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到試壓壓力時(shí)，試壓泵即停止工作的特點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮，試壓泵的額定流量定為20L/min。1.1.3轉(zhuǎn)速泵在流量一定的條件下，轉(zhuǎn)速與泵的尺寸成反比，本文所研究的固定輸油管線機(jī)動(dòng)式試壓平臺(tái)應(yīng)盡量減小體積和重量，從而滿足裝置設(shè)計(jì)要求，因此，試壓泵的額定轉(zhuǎn)速選擇960r/min。1.1.4排量液壓泵的排量是指液壓泵在沒有泄漏情況下，傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體體積，通常用Bq表示，其單位為L(zhǎng)/r（或mL/r）。液壓泵的排量?jī)H取決于它的結(jié)構(gòu)幾何尺寸，而與泵的工作載荷和轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。6.2292.09602010001000vBnQq(ml/r)(5.1)式中Q泵的額定流量（L/min）n泵的額定轉(zhuǎn)速（r/min）v容積效率，一般取98.085.0v，這里取92.0v1.1.5流量液壓泵的理論流量是指在沒有泄漏情況下，單位時(shí)間內(nèi)排出液體的體積，通常用BtQ表示。液壓泵的理論流量只與排量和轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與工作載荷是無(wú)關(guān)的。若液壓泵的轉(zhuǎn)速為Bn,則液壓泵的理論流量為：BBBtnqQ（5.2）=21.696(L)21.7(L)1.1.6效率泵的效率指泵在能量轉(zhuǎn)換過程中表達(dá)功率損失的系數(shù)，可用B表示。液壓泵的效率分為2部分：容積效率（記為BV）、機(jī)械效率（記為Bm）。液壓泵的容積效率BV為泵的實(shí)際流量BQ與理論流量BtQ的比值，即BBHBtBBtBBtBtBBvnqLpQQQQQQQ11（5.3）可見，液壓泵的容積效率Bv反映出泵容積損失大小，當(dāng)液壓泵的工作壓力越高時(shí)，泵泄漏系數(shù)就越大，其排量就越小，轉(zhuǎn)速越低，零件間隙越大，油液黏度越低，此時(shí)泵的容積效率就越低，損失就越大。液壓泵的容積效率通常是指在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下的值。從泵的排量公式24bxfqdDZtg中得出，柱塞的直徑zd分布圓直徑fD柱塞數(shù)Z都是柱塞泵的固定參數(shù)，且原動(dòng)機(jī)確定后傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速bn也是固定。此時(shí)，要改變泵輸出流量的大小和方向，只能改變斜盤傾斜角。對(duì)于柱塞泵，斜盤的最大傾斜角max1520，該設(shè)計(jì)受機(jī)構(gòu)限制，取下限，即15gO=。BQ泵實(shí)際輸出流量gbQ為:gbQ=BBtQQ=21.7-0.6=21.1（L/min）（5.4）式中BQ為柱塞泵泄漏流量。泵容積效率VB定義為實(shí)際輸出流量gbQ與理論流量tbQ之比，即：gbVBtbQQ=0.97（5.5）柱塞泵容積效率一般為b=0.940.98，故符合要求。泵的機(jī)械效率Bm是指理論輸入功率BitN（不包含機(jī)械磨損消耗的功率）與實(shí)際輸入功率BiN（包含機(jī)械磨損消耗的功率）之比值，即:BBtBimBitBiBitBmMMNNNNN(5.6)式中:mN機(jī)械磨損所消耗的機(jī)械功率BitN泵理論輸入功率BiN泵實(shí)際輸入功率BitM泵理論輸入力矩BiM泵實(shí)際輸入力矩Bm泵機(jī)械效率由此可見，泵機(jī)械效率Bm可以反映出泵機(jī)械損失的情況。液壓泵的機(jī)械磨損主要是由軸與軸承和軸與密封件以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件產(chǎn)生的，如果增大它們之間的磨損，那么產(chǎn)生的機(jī)械功率損耗也將增大，機(jī)械效率也就越低。容積效率Bv與機(jī)械效率Bm的乘積即為液壓泵的總效率B，即BmBvB（5.7）1.1.7功率泵的功率主要分為泵的理論輸入功率、泵的理論輸出功率和泵的實(shí)際輸入功率及泵的實(shí)際輸出功率。其中泵的理論輸入功率和泵的理論輸出功率是一致的，因?yàn)樵诶碚撋险J(rèn)為泵在工作中不存在任何消耗損失。泵的理論輸出功率指在不考慮泵的容積損失的前提下，輸出介質(zhì)時(shí)所具有的液壓功率，即：BtBBQpNot（5.8）式中Bp泵輸出液體的壓力，PaBtQ泵的理論流量，sm/3BtN泵的理論輸出功率，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：BBtBitwMN（5.9）式中BtM泵輸入的理論轉(zhuǎn)矩，NmBw泵的角速度，rad/sBtN泵的理論輸入功率，W泵的實(shí)際輸出功率是指在考慮泵的容積損失前提下，輸出液體所具有的實(shí)際液壓功率，即：BBitBvBmBiBvBitBvBotBvBtBBBBNNNNQpQpNo（5.10）式中：Bp泵輸出液體的壓力，PaBQ泵的實(shí)際流量，sm/3Bv泵的容積效率Bm泵的機(jī)械效率B泵的總效率BotN泵的理論輸出功率，WBitN泵的理論輸入功率，WBiN泵的實(shí)際輸入功率，W泵的實(shí)際輸入功率指包含泵的機(jī)械損失在內(nèi)，泵輸入的實(shí)際機(jī)械功率，即：BBoBmBvB