直轴式轴向柱塞泵毕业设计
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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。
第1章前言第1.1节课题提出的背景和意义1.1.1、课题的研究背景当今国内的工业社会,尚处于发展阶段,所以中、重型工业占主导地位。
而液压传动因其自身独特的特点被大量应用于各中、重型业中。
液压泵作为液压传动的一个主要动力结构,自然对其的需求量很大。
CY14-1B型轴向柱塞泵是目前国内使用较多的一类液压泵。
因其市场广阔,所以对其有开发研究有着不错的前景。
1.1.2、课题的来源,目的和意义邵阳维克液压有限责任公司以液压泵、液压阀、及液压系统为公司生产项目。
液压泵——CY型轴向柱塞泵的生产量,在全国处于领先地位。
所以,再加上该公司有一二十年的经营生产经验,给本次设计提供了很好的实际生产经验基础。
本次改进的设计有相当一部分来源于邵阳维克液压有限责任公司,为设计缩短了时间,提高了效率,更增加其实效性。
邵阳维克液压有限责任公司液压泵近两年来销售的情况如表1.1所示:表1.1 2006年1月至4月的泵销售情况统计续表1.1 2005年全年的泵销售情况统计由表1.1可以看出,25CY14-1B和63CY14-1B销售形势最好,所以如果在这两种型号上进行技术改进,提高其性能,那么泵的销售量一定会更高一些。
本论文研究销售形势最好的63CY14-1B泵的结构和性能,并对其进行改进。
这次改进的目的,是为了配合公司的技术创新,同时也为锻炼自己的设计水平。
小平同志说过:“实践是检验一切理论知识正确性的唯一途径。
”自己在邵阳维克液压有限责任公司工作了将近半年时间,在学校学了四年的基础及专业知识,学得怎么样,通过这次设计的检验,可以找出自己的优缺点。
发扬优点,改正缺点,才能让自己不断的学习、不断的成长,以适应当今迅速发展的社会,而不被淘汰。
质量是企业的第一生命!一个企业要发展,最重要的是公司产品质量能够让用户满意。
公司提高产品的生产效率,增加产品的产量,无非是想降低社会必要劳动时间,以达到降低劳动成本,从而降低商品价格的目的。
由于各公司之间相互竞争,所以都在不断降低价格,但是,由于人力、物力等多方面因素的影响,不可能无限制的降低价格来提高产品的市场竞争力。
第二章液压系统飞机液压系统和其他机械设备的液压系统工作原理和组成附件基本上是相似的,只不过飞机作为飞行器对液压系统有更高的要求,例如飞机液压系统一般工作在较高压力范围:有自动卸荷机构,防止过多消耗发动机功率,传动部分有较高的灵敏性与可靠性要求等问题。
在习惯上飞机液压系统一般分为供压部分和传动部分,本文对这两部分中的重点附件和附件组成的系统分别作详细叙述,一些功用类似的简单附件,本文仅取其中较有代表性的附件作简单介绍。
在现代歼强飞机上液压系统得到广泛应用,例如;自动控制系统中的舵面传动部分;机轮液压刹车部分等。
本文仅从液压传动的角度叙述有关的附件及附件间的协同工作。
液压系统在歼、强飞机上应用范围之所以逐渐扩大,是因为液压系统有独特的优点,例如;传动迅速、换向快,附件重量轻,尺寸小;运动平稳、不易受外界负载影响:调速范围大,而且为无级;功率放大系数高;效率高.当然,液压系统也存在缺点,例如:附件结构复杂、精密;制造成本高,液压能的传递需设置专用导管等.维修工作者的任务之一就是保持液压系统性能优势,迅速、准确地排除故障,为此必须理解液压系统的工作原理,熟练掌握附件的构造和工作特性.第一节液压系统供压部分国产飞机液压系统一般采用YH—l0或YH—12液压油作为工作介质.为了保证液压系-晓具有一定的传动功率,系统中的工作油液必须有一定的压力和流量,因此,供压部分的功用是:及时向各传动部分输送具有一定流量和适当压力的油液.供压部分应满足供压(传动部分工作)、卸荷(传动部分停止工作)与散热等方面的要求,并要有亢订的可靠性.供压部分发展较快、变化较大。
早期的飞机上采用定量泵——卸荷活门供压部分,之后发展为变量菜——转换活门组的双泵源供压部分,近期较为先进的飞机上则采用变量泵“多余度”供压部分。
尽管各机种的液压系统供压部分组成形式不尽相同,但按照组成供压部分的附件功用划分类别,均可分为动力附件,控制附件和辅助附件.一、供压部分一般组成飞机供压部分一般由油箱、油泵、单向活门、安全活门面泵接通活门组成.如图2—1所示.液压油泵一般是窖积式变流量泵.当发动机工作时,液压泵不停地转动,若这时传动部分不工作,从液压泵输出的油液只能亢入蓄压器,这时压力指示设备指示的压力值从零阶跃到蓄压器初姑充气压力,之后压力逐渐上升,压力上升到供压部分的额定压力时,液压泵自动将供油量调节到零,蓄压器不再充油,液压系统压力停止上升,这时液压泵仅注出少量油液供附件散热、润滑和补充渗漏。
(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。
轴向柱塞泵设计任务书1.课题意义及目标学生应通过本次毕业设计,综合运用所学过的基础理论知识,对轴向柱塞泵进行分类分析,对柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行分析设计,并受力分析与计算,确定缸体的材料选用及校核,对零部件建模,了解相关设计规范及设计思想等内容,为学生在毕业后从事相关工作打好基础。
2.主要内容(1)了解机械产品的设计方法。
(2)完成柱塞泵的设计。
(3)完成相应的工程图。
(4)撰写毕业论文。
结构完整,层次分明,语言顺畅;避免错别字和错误标点符号;格式符合机械工程系学位论文格式的统一要求。
3.主要参考资料[1]潘骏,段福斌,杨文华,吴立军.机械设计基础[M].南京大学出版社,2007.05.[2]何存兴.液压元件[M].机械工业出版社,1982.[3]闻德生.开路式柱塞泵[M].航空工业出版社,1998.4.进度安排审核人:年月轴向柱塞泵设计摘要:近年来,轴向柱塞泵由于结构紧凑,单位功率体积小,工作压力高,工艺性好,成本低,寿命长,维修方便等优点,应用日益广泛。
它是液压系统中的主要部件,因柱塞与缸体轴线平行或接近于平行而得名。
轴向柱塞泵靠柱塞在缸体孔内的往复运动改变柱塞腔内的容积来实现吸液和压液的。
此次设计主要是对轴向柱塞泵进行分类分析,对其柱塞的结构型式﹑滑靴的结构型式﹑配油盘的结构型式等进行分析设计,并作受力分析与计算,确定缸体的材料选用以及对其进行校核,压盘和斜盘主要尺寸也有设计,也对变量机构进行了简单分析。
最后根据设计内容及参考资料绘制零件图及装配图,并对主要零部件建模,以求达到仿真效果。
关键词:轴向柱塞泵,柱塞,滑靴,配流盘,缸体The Design Of Axial Piston PumpAbstract:In recent years, the axial piston pump is increasingly widely used because of its compact structure, the small size of specific power, high working pressure, good manufactur ability, low cost, long life and convenient maintenance. It is the main part of the hydraulic system and named on the fact that the plunger piston is in parallel with the cylinder axis or approximatively. It achieves its function of absorption and pressure liquid by the reciprocating movement of plunger piston in the cylinder block hole. This design is aimed at the analyses about classification of axial piston pump and the design of structural style of plunger piston, slipping boots and oil distribution disc, including other task like force analysis and calculation, the material selection of cylinder block. Verification, the size design of platen and swash plate, a brief analysis of variable displacement mechanism, I complete the part drawing and assembling drawing according to the design content and reference material, establish the 3D modeling of main parts to realize the function of emulation.Keywords: Axial piston pump, Plunger, Sliding boots, Port plate, Cylinder目录1绪论 (1)1.1轴向柱塞泵简介 (1)1.2轴向柱塞泵工作原理 (2)1.3给定工作参数 (2)2轴向柱塞泵主要零件设计 (3)2.1柱塞结构设计与计算 (3)2.1.1柱塞的结构型式 (3)2.1.2柱塞的结构尺寸 (3)2.2滑靴结构设计与计算 (6)2.2.1滑靴的结构型式 (6)2.2.2滑靴的结构尺寸 (7)2.3配流盘设计与计算 (8)2.3.1配流盘过渡区设计 (8)2.3.2配流盘尺寸设计与计算 (8)2.4缸体设计计算与校核 (9)2.4.1缸体设计与计算 (9)2.4.2缸体强度校核 (11)3轴向柱塞泵主要零件受力分析 (13)3.1柱塞受力分析 (13)3.1.1作用在柱塞上的力 (13)3.1.2求解F1、F2、F N (14)3.2滑靴受力分析 (15)3.3配流盘受力分析 (16)3.3.1压紧力F (16)y3.3.2分离力F (17)f4其他零部件尺寸的确定 (20)4.1压盘尺寸的确定 (20)4.2斜盘尺寸的确定 (20)5柱塞泵变量机构的设计 (21)5.1变量机构的种类 (21)5.2变量机构的选择 (21)6结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1绪论1.1轴向柱塞泵简介轴向柱塞泵是柱塞的往复运动方向平行或接近平行于缸体轴线的柱塞泵,并因此而得名。
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)。
其轴泵的泵轴需要有足够的支承刚度,不仅要驱动缸体旋转,而且要保证在承受缸体传来的侧向力时不致出现过大的变形。
而非通轴泵则在缸体的前端设置一个大直径的专用轴承装以直接承受侧向力,泵轴只用来传递转矩。
相对于其他类型液压泵,该泵结构简单、体积小、无极变量、具有可逆性(可作泵,也可作马达)、压力高、噪音低(相对于斜轴式),效率高,制造成本较低,在我国使用较为广泛。
1.2 直轴式轴向柱塞泵的工作原理柱塞泵是液压泵的一种,故先叙述液压泵的基本工作条件。
液压泵若正常工作,必须具备以下基本条件:1)存在密封容积并且发生变化。
密封容积的变化是液压泵实现吸液和排液的根本原因。
所以,这种泵又称为容积式液压泵。
2)密封容积在变化过程中,分别与吸、排液腔相沟通。
3)吸液腔与排液腔必须隔开,即不能同时相互沟通。
4)油箱液体绝对压力必须不小于大气压力,这是容积式液压泵能吸液的外部条件。
下面介绍直轴式轴向柱塞泵的工作原理:如图1-1所示,直轴式轴向柱塞泵的主要零件有斜盘15,柱塞5,缸体2,配油盘1和传动轴11等。
斜盘15和配油盘1固定不动,缸体2固定在传动轴11上并通过轴承支撑在泵的壳体。
柱塞缸体沿圆周均匀分布有几个(一般为奇数个)平行于传动轴的柱塞孔,每个柱塞孔中都装有柱塞5,柱塞可在柱塞孔中自由滑动。
配油盘1通过定位销固定在泵壳体底部,其上的腰形孔分别与泵体上的吸、排油孔相通。
通过某种措施,可以保证每个柱塞的左端始终紧贴在斜盘表面上(允许柱塞与斜盘有相对滑动),并使柱塞缸体的右端面紧靠在配油盘上(允许两者之间有相对转动)。
于是,柱塞处在最下端时,因伸出缸孔尺寸最短,柱塞右端面与缸孔表面围成的密封工作容积为最小;当柱塞运行到最上端时,因伸出缸孔的尺寸最长,柱塞右端面与缸孔表面围成的密封容积达最大。
当传动轴从轴端看,沿逆时针方向旋转时,柱塞5自下向上回转的半周,既要随转动缸体作圆周运动,又要逐渐往外伸出,使柱塞底部的密封容积不断增加,产生局部真空,低压油经泵吸油口、配油盘吸油窗孔吸入泵。
柱塞在自上而下半周回转时,柱塞在作圆周运动的同时,还要逐渐向缸孔缩回,使柱塞底部密封容积不断减小,高压油从配油盘的排油窗孔,泵排油孔进入系统。
传动轴每转一转,每个柱塞往复运动一次,完成一次吸油和排油动作。
泵轴11与缸体2为花键连接,驱动缸体旋转,使均布于缸体中的七个柱塞5绕泵轴轴线转动,每个柱塞头部有一滑靴6。
中心弹簧8通过套9、钢球16、压盘7将滑靴压紧于轴线成某一倾角 并支撑于变量壳体13的斜盘15上。
当缸体旋转时,柱塞随缸体转动的同时,相对缸体作往复运动,完成吸油和排油工作。
中心弹簧8通过外套10将缸体压紧于配油盘1上,起预密封作用,同时又是使柱塞回程的加力装置。
1.3 直轴式轴向柱塞泵的主要性能参数本设计给定设计参数如下:额定工作压力32Mpa,理论流量34.5(l/min)和额定转速1500r/min。
图1-1直轴式轴向柱塞泵Fig.1-1 Straight-axis axial plunger pump1.3.1 压力液压泵的压力通常指泵的排液口排出液体所具有的相对压力值,常用单位为帕(Pa)。
在液压泵中,常提到的压力油额定压力、最高压力和实际压力三种形式。
额定压力是指根据试验标准规定,液压泵在正常工作条件下所允许的连续运p转情况下的最大压力值,即液压泵铭牌标注的压力值(亦称公称压力),通常用H 表示。
最高压力是指根据试验标准规定,液压泵超过额定压力后所允许的短暂运转p表示。
显然,同一台泵的额定压力小于最高压力。
情况下的最大压力值,常用k液压泵的最高压力通常要受强度和密封条件的限制。
实际工作压力是指液压泵在实际工作条件下,排液口所具有的具体压力值,简称为工作压力。
通常所提液压泵的压力就是指实际工作压力。
1.3.2 排量和流量液压泵的排量是指液压泵在没有泄漏情况下,传动轴每转一转所排出的液体体积,通常用B q 表示,其单位为L/r 或mL/r 。
液压泵的排量仅取决于它的结构几何尺寸,而与泵的工作载荷和转速无关。
液压泵的流量是指在单位时间,液压泵所排出的液体体积,通常用B Q 来表示,其单位为L/min 或mL/min 。
液压泵的流量包括理论流量、泄漏流量和实际流量三种形式。
液压泵的理论流量是指在没有泄漏情况下,单位时间排出液体的体积,通常用Bt Q 表示。
若液压泵的转速为B n ,则液压泵的理论流量为B B Bt n q Q •= (1-1)图1-2泵的各种流量与工作压力之间关系曲线图Fig.1-2 a variety of pump flow and the relationship between work stress curve可见,液压泵的理论流量只与排量和转速有关,而与工作载荷是无关的。
理论流量Bt Q 与工作压力p 之间关系曲线如图1-2所示。
液压泵的泄漏流量是指在压力差p ∆的作用下,经泵零、部件之间隙泄漏掉的液体质量,通常用B Q ∆表示。
泄漏流量包括漏和外漏两部分,漏是由高压腔漏到低压腔部分,外漏是指高压腔的油液直接漏到回油管路中的部分。
通常用泄漏系数L 来表征液压泵的泄漏程度,其表达式为HB p Q L ∆= (1-2)式中 H p ——泵额定压力;L ——泵泄漏系数。
通常当液压泵的零件之间隙越大,工作压力越大,油液黏度越小,则液压泵泄漏流量就越大。
液压泵是实际流量是指液压泵在实际具体工作情况(存在泄漏)下,单位时间所排出的液体体积,通常B Q 表示。
在不加特殊说明情况下,液压泵的流量均指实际流量而言。
实际流量、理论流量和泄漏流量三者关系为B Bt B Q Q Q ∆-= (1-3)此关系也可由图1-2看出。
从图还可以看出,随着工作压力p 的增加,实际流量B Q 而下降,其主要原因是工作压力增加而泄漏流量也随着增加所致。
1.3.3 效率液压泵的效率是表征液压泵在能量转换过程中功率损耗的一个系数,可用B η表示。
液压泵的效率包括容积效率(记为BV η)和机械效率(记为Bm η)。
液压泵的容积效率BV η是指实际流量B Q 与理论流量Bt Q 的比值,即BB H Bt B Bt B Bt Bt B Bv n q Lp Q Q Q Q Q Q Q -=∆-=∆-==11η (1-4) 可见,液压泵的容积效率Bv η反映出泵容积损失大小,当泵的工作压力愈高,泄漏系数愈大,泵的排量愈小,转速愈低,零件之间隙愈大,油液黏度愈低,泵的容积效率就愈低,容积损失就愈大。
液压泵的容积效率通常是指在额定压力和额定转速下的值。
液压泵的机械效率Bm η是指理论输入功率Bit N (不包含机械磨损所消耗的功率)与实际输入功率Bi N (包含因机械磨损消耗的功率)之比值,即BBt Bi m Bit Bi Bit Bm M M N N N N N =∆-==η (1-5) 式中 m N ∆——机械磨损所消耗的机械功率;Bit N ——泵的理论输入功率;Bi N ——泵的实际输入功率;Bit M ——泵的理论输入力矩;Bi M ——泵的实际输入力矩;Bm η——泵的机械效率。
可见,泵的机械效率Bm η能反映出泵的机械损失大小。
液压泵的机械磨损主要体现在轴与轴承、轴与密封件和相对运动的零件之间,若它们之间的磨损愈大,导致机械功率损耗愈大,机械效率就愈低。
液压泵的总效率B η等于容积效率Bv η与机械效率Bm η的乘积,即BmBv B ηηη•=(1-6) 1.3.4 功率液压泵是将原动机输入的机械能转换成输出液体压力能的转换装置。
体现机械能的重要参数是转矩和角速度,反映液体压力能的主要参数则是液体的压力和流量。
在下面介绍的液压泵功率计算就要涉及到以上参数。
液压泵的功率包括理论输入功率、理论输出功率、实际输入功率和实际输出功率。
其中理论输入功率和理论输出功率是等价的,因为在理论上认为不存在任何泄漏。
理论输出功率是指在不考虑泵容积损失前提下,输出液体所具有的液压功率,即Bt B B Q p N •=ot (1-7)式中 B p ——泵输出液体的压力,Pa ;Bt Q ——泵的理论流量,s m /3;Bt N ——泵的理论输出功率,W 。
理论输入功率是指在不考虑泵机械损失前提下,泵所输入的机械功率,即B Bt Bit w M N •= (1-8)式中 Bt M ——泵输入的理论转矩,N •m ;B w ——泵的角速度,rad/s ;Bt N ——泵的理论输入功率,W 。
实际输出功率是指在考虑泵的容积损失前提下,输出液体所具有的实际液压功率,即B Bit Bv Bm Bi Bv Bit Bv Bot Bv Bt B B B B N N N N Q p Q p N ηηηηηη=====•=o (1-9)式中 B p ——泵输出液体的压力,Pa ;B Q ——泵的实际流量,s m /3;Bv η——泵的容积效率;Bm η——泵的机械效率;B η——泵的总效率;Bot N ——泵的理论输出功率,W ;Bit N ——泵的理论输入功率,W ;Bi N ——泵的实际输入功率,W 。