斜盤式軸向柱塞泵的結構分析與設計一、柱塞運動學分析(參考《液壓元件》)

滑靴在旋轉過程中,由于離心力得作用,滑靴對于斜盤產生得壓緊力將偏離滑靴得軸線。在此力所引起得摩擦力得作用下,滑靴、柱塞在運動中會產生繞自身軸線得旋轉運動,轉動得快慢取決于旋轉摩擦力得大小。但這一自旋可以改善滑靴底部得潤滑,對減小摩擦、改善磨損與提高效率均有利。二、流量脈動1、隨著柱塞數得增加,流量不均勻系數減小2、流量不均勻系數,奇數柱塞明顯優(yōu)于柱塞數相近得偶數柱塞,這就就是軸向柱塞泵采用奇數柱塞得原因。3、大多數軸向柱塞泵柱塞數采用7或9個,有時小排量可采用5個三、困油問題

為了保證密封,配油盤吸、排油槽得間隔角應該等于或略大于缸體底部腰形孔所對應得中心角。柱塞在偏離上、下死點位置時,柱塞在缸孔中得往復運動會使工作容積發(fā)生變化。如果配流盤吸、排油槽得間隔角大于缸體底部腰形孔道得包角,就會在這一區(qū)域內產生困油現象。

開設減振槽(阻尼槽、眉毛槽)或減振孔(阻尼孔)

四、柱塞滑靴得受力分析1、柱塞得回程輔助泵供油強制回程分散彈簧回程集中中心彈簧回程定間隙強迫回程1、柱塞得回程輔助泵供油強制回程分散彈簧回程集中中心彈簧回程定間隙強迫回程四、柱塞滑靴得受力分析為了使滑靴以一定大小得力緊貼斜盤回程,中心回程彈簧必須克服以下諸力:a、柱塞滑靴組件往復運動得慣性力。b、吸油真空造成吸油區(qū)柱塞脫離斜盤得力。在正常工作時,工作容腔內得吸油真空可取0、05MPa。c、柱塞外伸運動得摩擦力。還需要保持一定得剩余壓緊力使滑靴緊貼斜盤,缸體緊貼配流盤,以免在吸油過程中這兩對摩擦副得密封漏氣。通常,中心彈簧得剩余壓緊力使這兩對摩擦副得接觸比壓保持在0、1MPa。四、柱塞滑靴得受力分析2、滑靴得受力(確定集中彈簧力)滑靴除承受來自柱塞球頭中心得壓力、彈簧力與斜盤得垂直反力外,還要承受離心力與摩擦力。

a、離心力、摩擦力與所需要得壓緊彈簧力

b、滑靴氣密所需要得彈簧力

四、柱塞滑靴得受力分析3、柱塞滑靴組得受力分析離心力液壓力軸向慣性力摩擦力斜盤得垂直反力大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點五、缸體得受力分析1、斜盤對缸體得作用力斜盤對滑靴得摩擦力通過柱塞傳遞到缸體上;此外,斜盤對柱塞得垂直反力中,包括了側向力與由離心力引起得摩擦力、返回彈簧力與油壓力等在斜盤上引起得反力。為簡化問題,現只考慮油壓所引起得斜盤反力對缸體得作用力與力矩。2、配流盤與缸體間流場得作用力配流盤與缸體間流場得作用力可分為兩部分,一部分為從腰形進出油孔滲入兩者縫隙中得油壓反推力;另一部分為配流盤表面得輔助支撐力。一般把兩者接觸面內得摩擦力忽略不計。與類似,油壓推力得計算也不考慮低壓腔壓力。六、滑靴副得結構

兩種設計思想:1、靜壓支承原理2、剩余壓緊力原理靜壓支承油膜理論靜壓支承得工作原理:1、一個油壓源,一個固定液阻,一個可變液阻2、兩個壓力場產生承載能力3、實現純液體潤滑支承面可變液阻充當得功能:1、支承功能2、力-位移傳感器3、可變液阻得反饋控制功能六、滑靴副得結構

1、靜壓支承原理

阻尼孔得直徑要選得很小。這一方面增加了阻尼孔堵塞得可能性,同時也必須增大滑靴直徑以獲得必要得液壓反推力。顯然,這將加大柱塞分布圓直徑,增加了泵得徑向尺寸。六、滑靴副得結構2、剩余壓緊力原理采用剩余壓緊力法來設計滑靴,使滑靴底部得液壓反推力等于柱塞對滑靴壓緊力得95％七、配流盤得結構

通常按剩余壓緊力法進行配流盤設計。反推力如過大,則缸體被推開,泵得容積效率大大降低;反推力過小,則配流盤磨損加劇。輔助支承得形式

熱楔支承動壓支承靜壓支承熱楔油膜理論

摩擦表面得相對運動產生得熱量導致油膜溫升,油膜熱膨脹而產生得壓力場,壓力場帶來油膜得承載能力。熱楔油膜理論就就是研究在已知得摩擦副幾何尺寸、滑動速度與油得物理性質等條件下得油膜厚度與溫升與承載能力之間得理論關系。動壓支承油膜理論動壓支承得理論:兩個有傾斜得摩擦副之間得相對滑動得造成在滑動面之間得壓力場,此壓力場形成承載能力動壓支承涉及得幾個問題:用雷諾方程數值解可得到壓力分布,有壓力分布后,壓力中心、承載能力、摩擦力、泄漏流量與溫生都可以得出。八、配流盤與缸體得自位結構

泵得加工、裝配誤差可能造成缸體端面與配流盤不平行。對通軸式斜盤泵來講,主軸得撓曲變形也有可能造成缸體傾斜。為了使缸體與配流盤能很好貼緊,在結構上可采用自位措施,使配流表面能自動適應缸體端而得微量傾斜。1、球面配流2、浮動缸體3、浮動式配流盤八、配流盤與缸體得自位結構九、關鍵零部件得設計1、缸體

a、缸體得參數設計確定斜盤傾角、柱塞直徑、柱塞數量與柱塞分布園直徑b、根據驅動轉矩設計泵軸直徑(先估算)c、缸體得強度計算

找最小壁厚:柱塞孔與缸體外圓之間得壁厚、柱塞孔與缸體內圓之間壁厚,柱塞孔與柱塞孔之間得壁厚。九、關鍵零部件得設計2、柱塞得設計

a、柱塞長度柱塞長度應等于柱塞得最小留缸長度、最小外伸長度與最大行程之與。最小留缸長度與泵得工作壓力有關,通常有:當時, 當時, b、柱塞比壓與比功得驗算九、關鍵零部件得設計3、壓盤及斜盤尺寸得確定十、主要零件得材料與技術要求(一)柱塞與缸體柱塞與缸體有兩種方案,一種就是柱塞為硬得,缸體為軟得;另一種則采用軟柱塞硬缸體,在高壓大流量泵中多采用第一種方案。

十、主要零件得材料與技術要求(一)柱塞與缸體硬得柱塞材料通常為18CrMnTiA、20Cr、12CrNi、40Cr、GCr15、9SiCr、CrMn、T7A、T8A及氮化鋼38CrMoAlA等。前三種表面滲碳深度要達0、8~1、2毫米,淬火硬度須達到HRC56~63,其它鋼種熱處理硬度也要達到HRC60左右。

CrMn與9SiCr工具鋼具有熱處理變形小、金相組織穩(wěn)定得優(yōu)點。

GCr15熱處理后對應力集中敏感,曾發(fā)生過柱塞折斷得現象,盡量少用?；蛘咴谏鲜霾牧系帽砻鎳娡炕蛉鄯蟾鞣N陶瓷層,如ZrO2、Al2O3、Cr2O3及其它陶瓷粉末。缸體得材料通常為ZQSn10-1或ZQAlFe9-4,此外也可用耐磨鑄鐵或球墨鑄鐵等。為了節(jié)省銅,常用20Cr、1