直轴式柱塞泵的设计
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前言液压传动技术是一种近代工业技术,可以借助导管向任一位传递动力;可以借助控制压力油液的流动实现对负载的预定控制;可以实现小型机械化;可以实现无冲击大围的无极调速;可以远距离操纵确定运动部分的位置、运动方向的变换、增减速度;便于实现自动化等,因而适应现代机械的自动化发展,广泛应用于各个技术领域中,象飞行器、各种工作母机、建筑机械与车辆、塑料机械、起重机械、矿山机械和船舶等等,均使用着液压传动,而且应用日益广泛。
由于液压技术自身的诸多优点,使得液压技术的发展速度非常惊人。
尤其是近年来,液压设备的年增长率一直远远高于其它机械设备,许多机械设备的传动形式已逐渐被液压传动所取代。
而液压泵是液压系统的动力元件,是液压系统中必不可少的一部分。
若按液压泵的结构不同可将液压泵分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。
柱塞泵又分为轴向柱塞式和径向柱塞式。
目前液压传动的高压化发展趋势,使柱塞泵尤其是轴向柱塞泵得到了相应的发展。
1 轴向柱塞泵概述柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔的往复运动,造成密封容积的变化,来实现吸油和排油。
轴向柱塞泵具有结构紧凑、单位功率体积小、重量轻、工作压力高、容易实现变量等优点。
这类泵多用于农林机械、起重运输设备、工程机械、船舶甲板机械、冶金设备、火炮和空间技术中。
柱塞泵按其柱塞在缸体孔中排列方式不同,分为轴向泵和径向柱塞泵两类。
轴向柱塞泵是指柱塞的轴线与传动轴的轴线平行或略有倾斜的柱塞泵,而径向柱塞泵的柱塞轴线与传动轴的轴线互相垂直。
轴向柱塞泵分为直轴式和斜轴式两种。
1.1 直轴式轴向柱塞泵概况直轴式轴向柱塞泵是缸体直接安装在传动轴上,缸体轴线与传动轴的轴线重合,并依靠斜盘和弹簧使柱塞相对缸体往复运动而工作的轴向柱塞泵,亦称斜盘式轴向柱塞泵。
斜盘式轴向柱塞泵的许用工作压力和转速都较高,变量性能优异,且结构紧凑,功率质量比大,容积效率高。
斜盘式轴向柱塞泵由于泵轴和缸体的支承方式不同,又可分为通轴式和缸体支承式(非通轴式)。
XX学院毕业设计题目轴向柱塞泵的设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目:轴向柱塞泵的设计设计要求系统介绍轴向柱塞泵的概况、原理与结构形式;并详细地分析讨论了轴向柱塞泵的主要性能,主要零部件地制造工艺,以及柱塞泵的使用维护知识。
进行计算机辅助设计和绘图的训练,熟练地掌握了AutoCAD的操作指令。
设计进度要求第一周:确定题目、搜集资料及前期准备工作;第二周:工件基本类型与工艺性分析;第三周:整体及部分零件尺寸计算;第四周:其他零部件的设计和绘制结构尺寸图;第五周:毕业论文电子稿的录入,绘制主要零件和装配图;第六周:毕业论文的校核、修改;第七周:打印装订和毕业答辩;指导教师(签名):摘要液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。
本设计对轴向柱塞泵进行了分析,主要分析了轴向柱塞泵的分类,对其中的结构,例如,柱塞的结构型式、滑靴结构型式、配油盘结构型式进行了分析和设计,还包括的它们的工作原理、加工工艺。
最后还介绍了它的常见损坏原因以及使用与维护的方法。
这样能更好的提高生产效率,使操作维修更加方便。
本次设计对轴向柱塞泵进行了详细的介绍,在学到更多知识的同时开发了自身的潜能,对专业知识的实用性和重要性有了更深的认识!关键词:柱塞泵滑靴配油盘目录设计任务书 (I)摘要 (II)概述 (1)1 轴向柱塞泵演化历程 (2)2 轴向柱塞泵的工作原理及分类 (5)2.1 基本工作原理 (5)2.2斜盘式轴向柱塞泵 (5)2.3 斜轴式轴向柱塞泵 (6)3 轴向柱塞泵的结构、使用与维修 (8)3.1 柱塞泵的结构 (8)3.2 供油形式 (10)3.3 液压泵用轴承 (10)3. 4 三对磨擦副检查与修复 (11)3.4.1 柱塞杆与缸体孔 (11)3.4.2 滑靴与斜盘 (12)3.4.3 配流盘与缸体配流面的修复 (13)3.5 使用注意事项 (14)4 轴向柱塞泵的泵油原理 (15)4.1进油过程 (15)4.2回油过程 (16)4.3 国产系列柱塞式喷油泵 (16)5 轴向柱塞泵的加工工艺 (18)5.1斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 (18)5.2柱塞泵损坏原因 (19)5.3修复措施 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)概述轴向柱塞泵是液压系统中重要的动力元件和执行元件,广泛地应用在工业液压和行走液压领域,是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)1 绪论1.1 国内CY系列轴向柱塞泵发展概况就市场发展需求来看,我国目前大量使用的CY系列轴向柱塞泵,2003年全国的总产量达到了20万台[1-2]。
这类泵的最大特点是采用大轴承支承缸体,具有压力高、工艺性好、成本低、维修方便等优点,比较适合国情,因此,市场需求量大,也成为当今我国应用最广的开式油路轴向柱塞泵。
CY型轴向泵从1966年开始设计以来,前人总结经验摸索,经过CY14-I,CYI4-lA,CYI4-IB几个发展阶段,每一个发展时期泵的性能、寿命都得到提高,品种也不断丰富。
但是,从1982年CY14-1B轴向泵定型以来,已经过去20余年的时间,该泵的结构发展依旧停滞、变化不大。
由于近年来,世界上各家公司的柱塞泵技术已有长足进步,加上国内市场经济的蓬勃发展,对使用CY14-1B泵的更高要求,迫切需要符合市场经济的轴向柱塞泵,因此对CY14-1B轴向泵进行更新,开发一种噪声更低、自吸性能更好、节能、省料、使用更可靠的轴回柱塞泵就显得迫在眉睫,这就是CY14-1BK轴向柱塞泵[3-7]。
早期的斜盘式轴向泵的压力都只有7MPa,但现代液压传动系统注重效率和经济,均要求更高的压力。
目前市场上的定量斜盘式轴向柱塞泵的压力均已达21--48 MPa,这是因为我们在各自的发展过程中,工业在进步,突破了一些关键技术[8-10]。
2003年产量估计有近20万台,各行各业中应用非常广泛,特别是应用于CY14-1B斜盘型开式轴向柱塞泵。
从1972年开始设计研制,到1982年定型,但是从此之后的20多年的时间里,泵的结构基本是没有什么变化,甚至出现有些厂家生产20余年,没有任何改进。
但是世界上的柱塞泵发展不会因为国内的不进步发展而停止不前的,柱塞泵的各个方面有了长足的进步,然而CY14-1 B轴向泵的使用中也依然发现不少的问题,柱塞在工作是压排油液终了之余,柱塞底腔仍有一些油液未排除,当柱塞进入吸入行程时,这样便导致损失了一部分吸入容积,降低了容积效率。
1零件的工艺分析1.1 了解零件的用途柱塞泵是液压系统的一个重要装置。
它依靠柱塞在缸中往复运动,使密封工作腔的容积发生变化来实现吸油、压油。
柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点,它的主要作用是运输液体、或者某些固体介质,在工业和人们日常生活中起到了很大的作用,被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合,诸如液压机、工程机械和船舶中。
1.2 零件的尺寸及技术要求分析题目所给的零件是泵体,属于箱体类零件,具有箱体类零件的结构特点,如有空腔、轴孔、凸缘、底座、肋等结构,材料为灰铸铁,可知零件为铸造毛坯通过一定的切削加工成型。
柱塞泵主要靠凸轮的旋转来推动柱塞往复运动,所以凸轮的安装正确与否,直接影响该泵的性能。
因此,安装凸轮的轴承孔中心线是泵体长度方向的主要基准,注出尺寸106、55,安装板底面作为高度方向的主要基准,注出尺寸32.、62,泵体前后基本对称,因此,前后对称中心面就是宽度方向的主要基准,注出尺寸75。
泵体上的定形、定位尺寸很多,如左端长方体的定形尺寸为54、62、Φ30H7、3,定位尺寸为106。
泵体的结构有支承、包容、联接、安装、定位和密封等功用,所以泵体上有很多接触面和配合面,从而有许多技术要求。
如Φ30H7、Φ50H7、Φ42H7孔表面粗糙度为1.6μm,其他加工面为3.2μm、6.3μm等,其余为不加工面;尺寸公差有Φ30H7、Φ50H7、Φ42H7,形位公差有垂直度公差,从这些技术要求可知Φ30H7孔以及Φ50H7、Φ42H7轴承孔加工要求较高。
另外在切削加工前需进行人工时效处理。
零件技术要求表:加工表面尺寸偏差/mm 公差/mm及精度等级表面粗糙度/μm形位公差/mmA面 3.2垂直度偏差0.015基CB面 3.2C面 3.2Φ50H70.025IT7 1.6垂直度偏差0.02基CΦ42H70.025IT7 1.6垂直度偏差0.02基CΦ30H70.021IT7 1.6圆度偏差0.01 4×Φ9孔IT112×M14螺纹孔IT7 6.33×M6螺纹孔IT74×M6螺纹孔IT7M6螺纹孔IT7经分析,该零件视图、尺寸公差和技术要求正确,完整统一。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)1 绪论1.1 国内CY系列轴向柱塞泵发展概况就市场发展需求来看,我国目前大量使用的CY系列轴向柱塞泵,2003年全国的总产量达到了20万台[1-2]。
这类泵的最大特点是采用大轴承支承缸体,具有压力高、工艺性好、成本低、维修方便等优点,比较适合国情,因此,市场需求量大,也成为当今我国应用最广的开式油路轴向柱塞泵。
CY型轴向泵从1966年开始设计以来,前人总结经验摸索,经过CY14-I,CYI4-lA,CYI4-IB几个发展阶段,每一个发展时期泵的性能、寿命都得到提高,品种也不断丰富。
但是,从1982年CY14-1B轴向泵定型以来,已经过去20余年的时间,该泵的结构发展依旧停滞、变化不大。
由于近年来,世界上各家公司的柱塞泵技术已有长足进步,加上国内市场经济的蓬勃发展,对使用CY14-1B泵的更高要求,迫切需要符合市场经济的轴向柱塞泵,因此对CY14-1B轴向泵进行更新,开发一种噪声更低、自吸性能更好、节能、省料、使用更可靠的轴回柱塞泵就显得迫在眉睫,这就是CY14-1BK轴向柱塞泵[3-7]。
早期的斜盘式轴向泵的压力都只有7MPa,但现代液压传动系统注重效率和经济,均要求更高的压力。
目前市场上的定量斜盘式轴向柱塞泵的压力均已达21--48 MPa,这是因为我们在各自的发展过程中,工业在进步,突破了一些关键技术[8-10]。
2003年产量估计有近20万台,各行各业中应用非常广泛,特别是应用于CY14-1B斜盘型开式轴向柱塞泵。
从1972年开始设计研制,到1982年定型,但是从此之后的20多年的时间里,泵的结构基本是没有什么变化,甚至出现有些厂家生产20余年,没有任何改进。
但是世界上的柱塞泵发展不会因为国内的不进步发展而停止不前的,柱塞泵的各个方面有了长足的进步,然而CY14-1 B轴向泵的使用中也依然发现不少的问题,柱塞在工作是压排油液终了之余,柱塞底腔仍有一些油液未排除,当柱塞进入吸入行程时,这样便导致损失了一部分吸入容积,降低了容积效率。
1 直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数1.1直轴式轴向柱塞泵工作原理直轴式轴向柱塞泵主要结构如图1.1所示。
柱塞的头部安装有滑靴,滑靴底面始终贴着斜盘平面运动。
当缸体带动柱塞旋转时,由于斜盘平面相对缸体平面(xoy面)存在一倾斜角γ,迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。
如果缸体按图示n方向旋转,在180︒~360︒范围内,柱塞由下死点(对应180︒位置)开始不断伸出,柱塞腔容积不断增大,直至上死点(对应0︒位置)止。
在这过程中,柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通,油液被吸人柱塞腔内,这是吸油过程。
随着缸体继续旋转,在0︒~180︒范围内,柱塞在斜盘约束下由上死点开始不断进入腔内,柱塞腔容积不断减小,直至下孔点止。
在这过程中,柱塞腔刚好与配油盘排油窗相通,油液通过排油窗排出。
这就是排油过程。
由此可见,缸体每转一跳各个往塞有半周吸油、半周排油。
如果缸体不断旋转,泵便连续地吸油和排油。
图1.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理=2(19.50.2)(19.50.22)94≈0.84(L) 不计容积损失时,泵的理论流量tb Q 为2max 4b b x b q n d s Zn π===0.84×15001000100010070.2.15000.95v Qn (ml/r )p C1370.2206p C 是常数,对进口无预压力的油泵p C =5400,这里取p C =9100故符合要求。
排量是液压泵的主要性能参数之一,是泵几何参数的特征量。
相同结构型式的系列泵中,排量越大,作功能力也越大。
因此,对液压元件型号15。
b Q =100-3=97ml/min )b Q 为柱塞泵泄漏流量。
轴向柱塞泵的泄漏流量主要由缸体底面与配油盘之间﹑滑靴与斜盘平面之间及柱塞与柱塞腔之间的油液泄漏产生的。
此外,泵吸油不足﹑柱塞腔底部无效容积也造成容积损失。
泵容积效率97%=0.94~0.98,故符合要求。
2b b p q π==66120.8410 1.610(.2N m b p 为泵吸﹑排油腔压力差。