軸向柱塞泵畢業設計說明書-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ........... 18 滑靴結構型式與結構尺寸設計 .................................. 19 配油盤受力分析與設計 ............................................. 22 配油盤設計 .................................................. 22 配油盤受力分析 .............................................. 23 ii 驗算比壓 P 、比功 Pv ........................................ 26 缸體設計 .......................................................... 27 缸體的穩定性 ................................................ 27 缸體主要結構尺寸的確定 ...................................... 27 斜盤力矩分析 ...................................................... 29 柱塞液壓力矩 1M ............................................. 30 過渡區閉死液壓力矩 2M ....................................... 30 回程盤中心預壓彈簧力矩 3M ................................... 32 滑靴偏轉時的摩擦力矩 4M .................................... 32 柱塞慣性力矩 5M ............................................. 33 柱塞與柱塞腔的摩擦力矩 6M ................................... 33 斜盤支承摩擦力矩 7M ......................................... 33 斜盤與回程盤回轉的轉動慣性力矩 8M .......................... 33 斜盤自重力矩 9M ............................................. 33 5柱塞回程機構設計與變量機構 ............................................. 34 柱塞回程機構設計 .................................................. 34 變量機構 ......................................................... 35 6 SolidWorks 三維制圖 .................................................... 36 Solidworks 簡介 .................................................. 36 主要零件三維圖與工程圖 ........................................... 37 柱塞的三維圖與工程圖 ........................................ 37 滑靴的三維圖與工程圖 ........................................ 37 配油盤的三維圖與工程圖 ...................................... 38 缸體的三維圖與工程圖 ........................................ 39 軸向柱塞泵的裝配體 ............................................... 40 結論 ..................................................................... 41 參考文獻 ................................................................. 42 致謝 ..................................................................... 43 1 1 緒論 引言 軸向柱塞泵 /馬達是液壓系統中重要的動力元件和執行元件，廣泛地應用在工業液壓和行走液壓領域，是現代液壓元件中使用最廣的液壓元件之一。本文 對柱塞泵今后的發展也進行了展望。 軸向柱塞泵國內外研究現狀與發展方向 對軸向柱塞泵的研究可謂歷史悠久，其中為了改善軸向柱塞泵流量脈動，減小振動和噪聲，國內外液壓界科技工作者作了大量的研究和實驗工作，研究表明：軸向柱塞泵的實際流量受到各種因數的影響，其流量脈動遠遠大于理論流量脈動，且脈動系數與柱塞數的奇偶性無關。 那成烈教授在國家自然科學基金資助項目“軸向柱塞泵噪聲控制”的研究中，指出軸向柱塞泵流量脈動不僅決定于供油質量，也是流體噪聲控制的主要因素之一。同時對帶有橫向傾角減振機構的斜盤酌兩種結構形式的泵流量進行了分析與仿真。 加拿大薩省大學的李澤良在研究軸向柱塞泵中柱塞與缸體間的泄漏時，用一個壓力控制伺服閥以一個高頻率響應用來模擬軸向柱塞泵的柱塞與缸體間的磨損，并采用控制運算法模仿各種不同程度的柱塞磨損，測出其泄漏量。 2 直軸式軸向柱塞泵工作原理與性能參數 直軸式軸向柱塞泵工作原理 軸向柱塞泵是將多個柱塞配置在一個共同缸體的圓周上 ,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。 5 泵的理論排量 q 為 1000vQq n ?? ? 式中： ?? —— 油泵的容積效率 ，計算時一般去 ～ 。 柱塞直徑 d和柱塞分布圓半徑 R 31803 sinqzd ztg??? 當 Z=7時， ? ?330 .0 5 9 0 .0 5 9 2 4 .6 1 .5 820qd cmt g t g? ?? ? ? 由于上式計算出的 mm? 需要圓整化，并按有關標準選取標準直徑，應選 16d mm? 柱塞直徑確定后，應從滿足流量的要求而確定柱塞分部圓半徑。所以此泵符合設計要求。 柱塞行程 S 圖 3－ 1 為一般帶滑靴的軸向柱塞運動分析圖。 圖 3— 3 滑靴運動規律分析圖 其運動軌跡是一個橢圓。 ，奇數柱塞泵的脈動率遠小于偶數柱塞泵的脈動率，這就是軸向柱塞泵采用奇數柱塞的根本原因。 柱塞設計與受力分析 柱塞結構形式 軸向柱塞泵均采用圓柱形柱塞。 本設計即采用帶滑靴的柱塞形式進行設計。 解上列方程式可得： 20 0 02 06 4 31 2 6 6l l l fd ll l fd l??? 22 6 2 4 4 8 4 2 4 3 0 . 1 2 1 6 2 4 1 0 . 61 2 4 8 6 0 . 1 2 1 6 6 2 4l m m? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? 令 ? ?? ?202222022211llllll? ???? ? ? ?? ? ? ?22222 4 1 0 .6 11 0 .6 4 .32 4 1 0 .6 11 0 .6mm? ?? ? ??? 則 co s si npFN f??? ?? 15 ? ?8 0 3 8 . 4 10577c o s 2 0 0 . 1 2 4 . 3 s in 2 0NN???? ? ?1 202221si n 11FNlll?????? ? ??????? ? ?1 11 0 5 7 7 s in 2 0 1 9 6 5 91 . 6 1FN??? ? ? ?????? ? ?2 20222sin1NFlll??? ? ? ?2 1 0 5 7 7 s in 2 0 60291 . 6 1FN???? (4) 缸孔與柱塞間的摩擦力為 1fF 與 2fF ? ?1 0 .1 2 9 6 5 9 1 1 5 9fF N? ? ? ? ?2 6029 723fF N? ? ? (5) 柱塞慣性力 BF 柱塞相對缸體往復直線運動時 ，有直線加速度 a ，則柱塞軸向慣性力 BF 為 2 c o sBfGF m a R tg ag ??? ? ? ? 式中 m 、 G 為柱塞和滑靴的總質量。由于油液在封油帶環縫中德流動，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。 封油帶上半徑為 r的任一點壓力分布式為 ? ?21 2 221lnlnrRrP F F FRR? ? ? 若 2 0F? ，則 2121lnlnrRrPFRR? 從上式可以看出，封油帶上壓 力隨半徑增大而呈對數規律下降。靜壓油池壓力 1p 與柱塞底部壓力 bF 相等，即 1 PpF? 將上式帶入式 ? ?2 2112221ln2 c oszPRdpRF RR ?? ? 中，可得滑靴分離力為 ? ? ? ? ? ?2 2 2 2 6211 21 4 12 9 10 803 4122 l n2 l n9PRRp F NRR? ?? ? ?? ? ? ? 設剩余壓緊力 y y fp p p? ? ? ，則壓緊系數 0 .0 5 ~ 0 .1 5yypp? ??? ,這里取 滑靴力平衡方程式即為 ? ? ? ? ? ?11 1 0 .1 2 .7 4 2 .4 6 6fp p N?? ? ? ? ? ? 用剩余壓緊力法設計的滑靴，油膜厚度較薄，一般為 左右。為改善加工工藝性能，取 0d （或 od? ） ~? 如果采用靜壓支承或最小功率損失法設計滑靴，則要求中心孔 0d （或 od? ） 對油液有較大的阻尼作用，并選擇最佳油膜厚度 0 ? ? ，節流器有以下兩種型式： ① 節流器采用截留管時，常以柱塞中心孔 od? 作為節流裝置，如圖 4— 2 所示。但薄壁孔加工工藝性較好。為防止壓力沖擊，我們希望柱塞腔在接通高低壓時，腔內壓力能平緩過渡從而避免壓力沖擊。 24 1— 吸油盤 2— 排油窗 3— 過渡區 4— 減震槽 5— 內封油帶 6— 外封油帶 7— 輔助支承面 圖 4— 6 配油盤基本構造 (1) 壓緊力 壓緊力是由于處在排油區是柱塞腔中高壓油液作用在柱塞腔底部臺階上，事缸體受到軸向作用力，并通過缸體作用到配油盤上。 ① 外封油帶分離力 外封油帶上泄漏量是源流流動 ,對封油帶任意半徑上的壓力 yp 從 2R 到 1R 積分 ,并 以P? 代替 2? ，可得外封油帶上的分離力 1fP 為 ? ?2212 2121224 l np pf P PRRp F R FRR? ???? 26 ? ? ? ?2 2 6 26129 27 10 27 10 29 24 l n27fpN? ?? ???? ? ? ? ? ? ? 外封油帶泄漏量 1q 為 ? ?3 31712 01 808 1482912 2 10 l n12 l n27pp Fq m lRR?? ?? ???? ? ?? ? ? ② 內封油帶分離力 2fP 內封油帶上泄漏量是匯流流動，同理可得內封油帶分離力 2fP 為 ? ?2234 2233424 l np pf p pRRP F R FRR? ????? ? ? ? ?2 2 6 26219 21 10 21 10 21 24 l