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阀配流超高压轴向柱塞泵_论文_

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柱 塞 泵

柱 塞 泵

主体部分是由装在中间泵体16内的缸体10和配流盘13等组成， 缸体10与传动轴12通过花键连接，由传动轴带动旋转。在缸体的轴 向柱塞孔内各装有一个柱塞17。为了避免柱塞头部与斜盘直接接触 而产生的易磨损现象，在柱塞的头部装滑履1，用滑履的底平面与 斜盘4接触，而柱塞头部与滑履则用球面配合，外面加以铆合，使 柱塞和滑履既不会脱落，又使配合球面间能相对运动；柱塞中心和
2.斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量
=0）。活塞的运动由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。
当柱塞泵旋转一周时，柱塞移动的距离为L=Dtanδ，故柱塞泵
每转的排量为
流量为：
VP
4
d 2Lzຫໍສະໝຸດ 4d 2Dtanz
qP
4
d 2Dtan
znPPV
实际上，轴向柱塞泵的瞬时流量是脉动的。通过理论计算分 析可以知道，当柱塞数为奇数时，脉动较小，故轴向柱塞数一 般为7或9个。
3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点
=0）。活塞的运动由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。
如图所示为常用的一种斜盘式轴向柱塞泵的结构，它由两部分 组成：右边的主体部分和左边的变量机构。同一规格不同变量形 式的变量泵，其主体部分是相同的，仅是变量机构不同而已。
（1）主体部分：
=0）。活塞的运动由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。
2.径向柱塞泵的排量和流量
=0）。活塞的运动由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。
柱塞的行程为两倍偏心距e，泵的排量为：
VP
4
d 2 2ez
2
d 2ez
泵的实际输出流量为：
qP
2
d 2eznPPV
径向柱塞泵的瞬时流量也是脉动的，与轴向柱塞泵相同，为了 减少脉动，柱塞数通常也取奇数。

轴向柱塞泵摩擦副的研究进展

轴向柱塞泵摩擦副的研究进展

轴向柱塞泵摩擦副的研究进展摘要：现代液压中，柱塞泵作为能量转换的执行部件，是液压系统中最为核心动力的装置之一。

其广泛应用于船舶、石油开采、工程机械等领域。

柱塞泵按照柱塞的排列形式不同，有径向柱塞泵与轴向柱塞泵之分。

轴向柱塞泵较径向柱塞泵而言，结构更加简单，制造成本更低，其端面配流的结构更易实现无极变量，且体积小、重量轻、维修方便，在技术经济指标上占更大优势，因此，端面配流的轴向柱塞泵是当今使用最为广泛的柱塞泵[1]。

关键词：轴向柱塞泵；摩擦副；油膜设计轴向柱塞泵作为一种容积式变量泵，其通过吸油腔与压油腔容积的变化，将机械能转化为液压能。

机械能驱动花键轴，带动缸体旋转，柱塞在缸体与斜盘的作用下作圆周的滑动及往复的活塞运动，配合配流盘的通断控制，实现吸油与排油的动作。

轴向柱塞泵中最关键的运动摩擦副有三组：（1）滑靴与斜盘形成滑靴副，将缸体旋转运动转化为柱塞的直线运动；（2）柱塞与缸体形成柱塞副，柱塞在柱塞腔内往复运动运动，形成吸油与排油过程；（3）缸体与配流盘形成配流副，实现周期性的配流动作[2]。

柱塞泵在高速运转过程中，摩擦副将承受巨大的压力或扭矩，且各摩擦副的摩擦形式均为滑动摩擦，若相对运动部件直接接触将导致摩擦副损毁，因此，在优选匹配材料的同时，摩擦副之间要形成合理的油膜。

摩擦副的优化与设计对柱塞泵寿命、可靠性、效率、噪音等都有至关重要的影响。

1.滑靴与斜盘形成的滑靴副柱塞泵在运转时，滑靴在随着柱塞进行轴向运动的同时还围绕着主轴圆周运动，在油液粘性摩擦的作用下，滑靴会绕自身中心旋转，运动特性复杂；其受力也十分复杂，除受到柱塞、弹簧的压力和斜盘的反作用力外，还承受离心力、倾覆力、摩擦力及油膜压力等。

因此，润滑油膜的建立是柱塞泵功能实现的前提，合理的油膜状态不但能改善摩擦副的润滑条件，而且能突破摩擦副处比功[pv]的限制，实现柱塞泵的高压、大排量化。

针对滑靴摩擦副，国内外专家都做了大量的理论研究与实验验证[3]。

超小排量高压轴向柱塞泵的研制

超小排量高压轴向柱塞泵的研制

doi：10.11832/j.issn.1000-4858.2018. 06. O il超小排量高压轴向柱塞泵的研制钱宇\侯刚2,张万良\徐仁超\胡浩龙1(1.中国船舶科学研究中心深海载人装备国家重点实验室，江苏无锡214082;2.贵阳海之力液压有限公司，贵州贵阳550000)摘要：为满足外骨骼机器人、工业机械手及航空航天设备小型化和轻量化要求，研制了一种超小排量 高压轴向柱塞泵，其排量为1mL/i•，额定工作压力为25 M Pa,额定转速为3000 r/m in，体积为89.3 mm X44 m m x42 mm，重量为430 g。

该泵可双向运转，在高、中、低速运行状态下均具有良好性能。

结构上采用球面配流和波形弹簧，前者具备自动调心功能，有效减少泄漏，提高容积效率;后者的应用可进一步减小泵的体积，提高功率密度比。

实验表明，所研制高压柱塞泵体积小，重量轻，功率重量比高达17 W/g，额定工作条件下容积效率95%以上，各项性能指标达到设计要求。

关键词：柱塞泵;球面配流；超小排量；功率重量比中图分类号:TH137;TH322文献标志码：B文章编号"1000-4858(2018)06-0054-05Development of Ultra Low-displacement High Pressure Axial Piston PumpQIAN Y u1，HOU Gang2，ZHANG Wan-liang1，XU Ren-chao1，HU Hao-long1(1. China Ship Scientific Research Center，State Key Laboratory of Deep-sea Manned V ehicles，W ux2. Haizhili Hydraulic Co.，Ltd.，Guiyang，Guizhou 550000)A b s tra ct：To meet tlie requirements of miniaturzation and lightweight for exosl^eleton robot，ind and aerospace equipment，an u ltra low-displacement high pressure axial piston pump is developed with displace­ment of1m L/r，rated pressure of25 MPa，rated speed of3000 r/m in，volume of89. 3 mm x44 mm x42 mm，and weight of430 g.The pump can be two-way operate and has good performance in high，medium and low speedrunning states.It adopts sphercal flow and wave sprnig in structure，and the former has automatic aligning func­tion，which can efectively reduce leakage and improve efficiency of volume，and the applicatio furtlier reduce the volume of pump and improve power weight ratio.The experimental results show t oped high-pressure piston p ump has small size，light weight，big power weight ratio,up to 17 W/g，and volumetricefficiency is over95%under t he rated operating conditions.The all performance indexes meet t!ie design require­ments completely.K ey w o rd s:piston pump，s p h e ia l flow，ultra low-displacement，power weight ratio引言近年来，随着外骨骼机器人、工业机械手、航空航 天设备等机械产品小型化和轻量化研究的深入开展，优化其动力系统性能成为研究热点之一%^23。

浅谈轴向柱塞泵转子和配流盘若干问题

浅谈轴向柱塞泵转子和配流盘若干问题

关键词 ： 向柱 塞泵转子 ； 流盘 机械性拉伤 ； 障诊 断； 轴 配 故 修理方法 ； 预防措施
中 图分 类 号 ： Ｈ ２ Ｔ ３２ 文 献 标 识码 ： Ｂ
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｉ ｌＰｌ ｇ ｒ Ｐｕ ｐ Ｒｏ ｏ ｎ ｌ ｅ Ｐｌ ｔ ｓ ｕ ｓｏ ｆＡｘ ａ ｕｎ ｅ ｍ ｔ ｒ ａ ｄ Ｖａ ｖ ａ ｅ
收 稿 日期 ：０ ０— ３—１ ２１ ０ ４
作 者 简 介 ： 明辉 ， ， 龙 江哈 尔滨 人 ， 程 师 ，９ ５年 毕 业 于 哈 尔 滨兵 器 工 业 大 学机 械 设 计 制 造 与 工 艺 专 业 ， 事 机 械 设 计 制 造 与 金 女 黑 工 １８ 从
工 艺 工作 。
－
第 ３期
锅
炉
制
造
Ｎｏ ３ ． Ｍａ ． ０ ０ ｖ２ １
２１ ０ ０年 ５月
Ｂ０Ｉ ＥＲ ＭＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （０ ０ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）３—０ ５ ０ ０ ９— ３
浅 谈 轴 向 柱 塞 泵 转 子 和 配 流 盘 若 干 问 题
金 明辉
（ 尔滨博 实物 流设备有 限公 司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ７ ） ５ ０ ８ 摘 要 ： 过对轴向柱塞泵转子与配流盘机械性拉伤 ， 通 研究采用正确 的诊断方法 和可靠 的修理方案 ， 迅速排 除
失 压 故 障 ， 到 恢 复 系 统 正 常 的额 定 压 力 或 工 作 压 力 。结 果 表 明 ， 取 适 当 的预 防措 施 ， 行 之 有 效 的恢 复 系 达 采 可 统正常使用功能 。
ｃ ｖ ｒｎ ｒ ａ ｕ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ． ｏ ｅ ｏ ｍ ｌｆ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ

水压柱塞泵柱塞配流结构的发展与研究

水压柱塞泵柱塞配流结构的发展与研究
一
达， 其所有摩擦固体表 面的对偶 材料均为增强 塑料
与 不锈 钢 。 ｊ
王 东 刘 文健 ： 水压 柱 塞泵 柱塞 配 流结 构 的发展 与研 究
５
１ ２ 阀 式配 流 ．
提 高了泵 的容积效率。
阀式 配 流 轴 向 柱 塞 泵 通 过进 水 阀 和排 水 阀 分别 实 现 吸水 和 排水 阀 式 配 流泵 优 点 是 减 少 了一 对 摩
王 东 刘 文健
（ 汉 工程 职 业技 术 学院 湖北 武 汉 ：３Ｏ ０ 武 ４Ｏ ８ ） 摘 要 讨 论 了端 面配 流 水压 泵 、 阀式 配流 水 压 泵 结构 特 点 以及 应 用 情况 ， 国 内外 的研 究 成果 进 对
行 综合 分析 ， 此基 础 上 ， 出 了柱 塞 配流 这 种新 型配 流 方 式 的水 压 泵 ， 从 其结 构入 手 ， 重研 究 在 提 并 着
了柱 塞配 流 泵工 作 原理 的可 行 性 ， 出该 泵在 理 论 上 重 点研 究 的 方 向 。 该 泵 具备 端 面 配流 和 阀 配 指
流 泵 的优 点 ， 同时 又避 免 了两 者 的缺 陷 ， 应 用 前景 十 分 看好 。 其
关键 词 ） 阀式 配流 为 主 。 和
轴 向柱塞式 ， 端面配流 ， 隙回程 ， 定 所有相对运 动的 摩擦副均 由水润滑 。缸体端面采用增强聚酰亚胺塑
料 ， 流 盘 采 用 Ａ Ｓ ３ ６不 锈 钢 。 １ ９ 配 Ｉ１ １ ９６年 ， 国 英
关 于轴 向柱 塞 泵 配 流 状 况 的 研 究 工 作 已有 ５ Ｏ
上 。
结构 简单 、 音低 、 噪 压力 脉动 小 ， 可作 为 马达 使 并
用 。其 关 键对 偶 摩 擦 副均 采用 纤 维增 强 塑 料 与 硬 ］

ZB2250型高压轴向柱塞泵的构造与设计

ZB2250型高压轴向柱塞泵的构造与设计
【关键词】轴向； 柱塞泵； 高压轴； 构造设计 【作者单位】胡炳武，河南济源职业技术学院
一、用途与特点 本油泵是预应力张拉动力与操纵部分，是使用额定压力 为 50MPA 的各种千斤顶动力配套设备。也可用于其他各种 型式的低流量、高压力的液压机械中，具有结构紧凑，操作简 便的特点。适用于市政建设工程，铁路工程和矿山等行业野 外作业。 二、技术性能
况运行时的不同声响、人员之间的对话等） ； 其次表现为对人 体的生理和心理 影 响，长 期 在 噪 声 环 境 中 工 作 时，容 易 导 致 工作人员情绪激 动、烦 燥、产 生 疲 倦 感 等。 鉴 于 上 述 噪 声 危 害的存在，需要对主控制室噪声进行治理。
（ 二） 主控制室噪声源。主控制室为封闭的建筑结构声 场，造成其噪声污染的因素较多，如空调系统的噪声、电气设 备运行的辐射噪声和散热用风扇的气流噪声、相邻区域隔墙 空气传递噪声以及室内混响声场的叠加噪声。核电厂主控 制室内主要噪声源噪声值如表 1。通过分析各个噪声源的贡 献量可以得出空调系统所产生的噪声是主控制室噪声污染 的主要来源。因此，如何处理好空调系统的噪声问题显得极 其重要，是主控制室噪声综合治理最终控制目标实现的关键 所在。主控制室空调系统形式是全空气系统，空调机组本身 功率大，风量大，风 压 高，因 此 噪 声 比 较 大，对 主 控 制 室 声 环 境影响也就较大。空调系统对主控制室噪声污染的贡献主 要包括两部分：
1． 吸油过程。柱塞在回程弹簧弹力作用下升起，柱塞孔 内密封工作腔容 积 不 断 增 加，产 生 局 部 真 空，在 大 气 压 的 作 用下，油箱的油液推开吸油单向阀 ，从吸油口进入柱塞缸底 部，高压柱塞泵完成吸油过程。
2． 排油过程。斜盘将柱塞压入柱塞套内，柱塞孔内密封 工作腔容积不断 减 小，柱 塞 腔 里 的 油 液 压 力 逐 渐 升 高，使 得 吸油单向阀关闭，排油单向阀 被推开，油液从柱塞腔流经压 油腔，到排油口完成压油过程。

非对称轴向柱塞泵配流盘泵控液压系统液压挖掘机论文

非对称轴向柱塞泵配流盘泵控液压系统液压挖掘机论文

非对称泵配流特性及其在挖掘机动臂回路中的应用【摘要】液压挖掘机是最为常用的土方机械之一,作为一种多功能的工程机械,在建筑施工机械中有着非常重要的地位,由于其强大多功能适应性,在整个世界范围内都有很大的发展潜力。

目前市场上所使用的大多数挖掘机的液压系统都是运用各种控制阀来实现压力,流量和方向的控制,基于这种液压控制系统的传统液压挖掘机被称之为阀控挖掘机。

由于各类方向阀、压力阀和流量阀的飞速发展,阀控液压系统理论已经发展比较完善。

阀控式液压挖掘机占据很大的市场份额。

但是由于阀控液压系统本身存在的不可避免的节流损失问题,在增大系统装机功率的同时,导致阀控液压挖掘机出现燃油使用量大、耗油高、排放差、液压系统发热量大、效率低等问题。

近些年来随着人们的环保意识越来越强,高效节能的呼声越来越高,液压系统的各种控制技术及传动方式之间的竟争日趋激烈,节能型挖掘机必然会成为挖掘机发展的方向和趋势,挖掘机液压系统面临着节能减排的重大技术革新问题。

如何降低液压挖掘机的能耗、提高其能量利用率是各国液压挖掘机生产企业接下来要追求的主要目标,这也是论文的基本出发点。

阀控液压系统控制系统本身成为制约挖掘机技术进一步发展的技术难题,对比了泵直接闭式控制对称液压缸和泵控马... 更多还原【Abstract】 Hydraulic excavator is one of the most commonlyused earth mover, as one kind of the multi-functionalengineering machineries, because of its powerfulmulti-functional adaptation,Hydraulic excavator has a very important role in the construction machinery, and has a great potential in the whole world market. Currently, most of the hydraulic excavators used the variety of valves to control the pressure, flow and direction of hydraulic system, this based on the hydraulic control system traditional ... 更多还原【关键词】非对称轴向柱塞泵；配流盘；泵控液压系统；液压挖掘机；【Key words】New axial piston pump；Valve plate；Pump controlled hydraulic system；Mini hydraulic excavator；【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录摘要3-6ABSTRACT 6-8第一章绪论13-271.1 课题研究的背景及科学意义131.2 电液控制系统的发展和运用13-231.2.1 阀控液压系统介绍14-181.2.2 泵控液压系统18-231.3 计算机仿真技术简介23-241.3.1 仿真技术产生的背景23-241.3.2 仿真技术的发展241.4 论文的主要研究内容和创新点24-271.4.1 论文研究的主要内容251.4.2 论文研究的创新点25-27第二章新配流原理及新型液压泵三维模型27-412.1 多学科仿真软件SimulationX功能介绍27-302.1.1 仿真软件SimulationX建模方式282.1.2 SimulationX的标准模型库28-292.1.3 SimulationX的主要特点29-302.2 三维建模软件Pro/E功能介绍30-322.3 新配流原理介绍32-342.3.1 新配流方案的提出32-332.3.2 系统集成技术控制方案33-342.4 新配流方案的特点34-362.4.1 两种配流方案的共同特点34-352.4.2 两种配流方案的对比352.4.3 新配流方案噪声来源分析35-362.5 两种新型液压泵三维模型36-402.5.1 液压泵普通元件模型36-382.5.2 液压泵核心元件模型38-392.5.3 泵总装模型39-40第三章串联型三配流窗口轴向柱塞泵特性研究41-613.1 串联型三配流窗口泵配流方案41-423.2 串联型三配流窗口柱塞泵建模及仿真42-473.2.1 单柱塞配流面积43-453.2.2 泵泄漏量计算45-473.2.3 单柱塞模型473.3 压力流量特性47-533.3.1 斜盘满偏角时泵出口排量47-483.3.2 不同转数下泵的各口流量曲线48-493.3.3 非死点过渡区域分析49-503.3.4 阻尼孔对流量压力脉动的影响503.3.5 软管对流量脉动的影响50-523.3.7 仿真验证52-533.4 泵几何结构及样机53-543.4.1 配流盘及泵后盖结构53-543.4.2 泵的缸体和样机结构543.5 试验验证54-593.5.1 时域分析55-563.5.2 频域分析56-583.5.3 噪声特性分析58-593.6 结论59-60第四章并联型双作用轴向柱塞泵特性研究61-874.1 双作用配流方案61-634.1.1 双作用配流方案的提出61-624.1.2 双作用泵缸体及样机模型62-634.2 应用前景63-654.3 双作用配流方案建模与仿真65-714.3.1 单柱塞配流面积计算65-694.3.2 泵泄漏量计算69-704.3.3 单柱塞模型70-714.4 泵压力流量特性研究71-734.4.1 单作用泵模式71-724.4.2 双作用泵模式72-734.5 仿真与试验对比73-794.5.1 时域分析74-764.5.2 频域分析76-774.5.3 泵噪声特性分析77-794.6 两种双作用泵对比79-844.6.1 回路控制原理79-814.6.2 试验对比分析81-844.7 结论84-854.8 本章小结85-87第五章泵控差动缸回路在小型挖掘机上的运用87-1095.1 阀控式小型液压挖掘机简介87-885.2 试验平台YC60-7小型挖掘机介绍88-895.3 阀控挖掘机虚拟样机的建立89-965.3.1 挖掘机三维实体模型89-945.3.2 阀控挖掘机液压系统模型建立94-965.4 挖掘机工作部分泵控系统的运用96-1025.4.1 新型液压泵模型975.4.2 泵直接控制差动缸回路模型97-1015.4.3 泵直接控制系统在挖掘机工作部分上的运用101-1025.5 两种系统能量消耗情况102-1075.5.1 阀控挖掘机工作循环及能量消耗103-1065.5.2 泵控挖掘机能量消耗106-1075.6 本章小结107-109第六章论文总结与工作展望109-1136.1 论文总结109-1106.2 工作展望110-113参考文献。

配流盘结构对轴向柱塞泵压力流量特性影响的参数化研究

配流盘结构对轴向柱塞泵压力流量特性影响的参数化研究
面积 Ｊ ｓ是影 响柱 塞 泵 流 动特 性 的一 个 重 要 参 数 ， Ｓ的
变化 会 直接 影 响柱塞 泵 的配 流 效 果 和 压 力 流 量 脉 动 。
４ 结论
研究 结果 表 明 ， 通 过 计 算 机 程 序 优 化 设 计 的 油 动
国电力出版社 ， ２ ０ ０ ３ ．
［ ４ ］ 雷天觉． 新编液 压工 作手册 ［ Ｍ］ ． 北京： 北 京理 工大学 出
版社 ， １ ９ ９ ８ ．
［ １ ］ 黄瓯 ， 阳虹 ， 彭泽瑛 ． 我 国 超超 临 界 汽 轮机 的 发展 方 向
液压与 气动
２ ０ １ ３年第 １ ２期
代入数 学模型 ， 在Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｘ 中建立了整泵的仿真模型。分别仿真分析各参数连续性 变化对泵的压 力流量 特性的影响， 得 出各参数 的最优取值 ， 获得 了较理想的特性 曲线 ， 为实际生产制造提供 了理论和仿真依据 。
关键 词 ： 柱塞泵； 配流盘 结构 ； Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｘ； 参数 化 分析
凌 鹏， 权 龙 ，黄伟 男
Ｔ ｈ ｅ Ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｖａ ｌ ｖ ｅ Ｐ ｌ ａ ｔ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ Ａｘ ｉ ａ ｌ Ｐ ｉ ｓ ｔ ｏ ｎ Ｐ ｕ ｍｐ
目前 ， 国内的柱塞泵生产企业对配流盘的结 构设 计 主要 是依 靠 经验 及 反 复 试 验测 试 修 正 的方 法 进 行 ， 这样的设计方法带有很大的盲 目性 ， 而且设计成本高 ，

用单极电液伺服阀控制轴向柱塞泵[外文翻译]

用单极电液伺服阀控制轴向柱塞泵[外文翻译]

用单极电液伺服阀控制轴向柱塞泵爱荷华州立大学工程研究学院工程科学与机械学系（爱荷华州） 50011 A. Akers穆尔黑德州立大学工业研究部（明尼苏达州穆尔黑德）56560 S. J. Lin【摘要】最优控制理论应用于一个轴向活塞泵和单级电液伺服阀组合的压力调节器设计。

该控制阀已建模，最优控制的规则也已经制定。

为了开环和优化控制系统，已经获得了流量阶跃输入的时间响应曲线和输入伺服阀的电流强度。

实验结果已经和那些没有被作为蓝本的斜盘式制动器的供应阀门进行比较。

该伺服阀控制系统的建模意味着系统的响应频率和压力峰值的极大提高。

【引言】轴向柱塞泵在航空、工业、农业系统中都很重要。

该泵可以传送大量的特殊能量，还可以改变能量的流量。

对轴向柱塞泵的流量和压力的控制是通过改变斜盘的角度来实现的。

该斜盘驱动器是由单级或二级的电液伺服阀进行控制的。

单级伺服阀是由一个力矩马达直接连接一个四通滑阀而组成的。

阀芯阀由力矩电机定位，由液压执行器指挥控制流向（图1）。

二级伺服阀有一个用于倍增力矩电机输出的前置放大器，足以克服流体黏附力和由加速度或振动产生的力。

插板，喷气管，阀门和阀芯可作为第一级，而第二级几乎是普遍的阀芯的类型。

从历史上看单级伺服阀的稳定性和反应都优于那些使用二级的，但是，自从重量在航天系统中变得特别重要，近期的努力重点放在了完善更轻便的二级伺服阀。

然而，工程的紧密公差要求及其他因素导致成本过高，因此，单级伺服阀更可能用于工业应用，因为具有竞争力的价格是必要的。

此外，流体动力元件设计者认为产生相对较大的阀芯力量是很有必要的。

一些不可避免的出现在液压油和有时出现在气阀座上的力量（约100牛顿），往往会切断金属或其它芯片，这点在二级阀阀芯的线轴上是不会出现的。

好几项致力于研究和改善轴向柱塞泵动态控制系统的研究已经在进行当中。

Harpur [1] and Merritt [2] 使用线性扰动分析来研究有微分区插孔的三通伺服阀和有等面积插孔的四通伺服阀的控制系统。

轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究的开题报告

轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究的开题报告

轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究的开题报告题目：轴向柱塞泵流量脉动及配流盘优化设计研究一、研究背景轴向柱塞泵是一种常用的液压传动元件，广泛应用于机床、机械、航空、化工等领域。

然而，在实际应用中会存在一定的流量脉动问题，造成系统振动、能量损失等不利影响。

而随着液压传动技术的不断发展，对于轴向柱塞泵配流盘的优化设计也成为了研究热点。

二、研究目标本文的研究目标是：1. 对轴向柱塞泵的流量脉动进行理论分析和实验测量，并探讨其影响因素。

2. 对轴向柱塞泵配流盘的结构进行优化设计，以降低流量脉动，提高系统稳定性和效率。

三、研究内容1. 轴向柱塞泵流量脉动的理论分析：通过建立轴向柱塞泵数学模型，分析各种因素对轴向柱塞泵流量脉动的影响，并采用数值模拟方法验证理论分析结果的准确性。

2. 轴向柱塞泵流量脉动的实验测量：对不同工况下的轴向柱塞泵进行实验测量，得到流量脉动数据，并与理论分析结果进行对比。

3. 配流盘优化设计：基于轴向柱塞泵流量脉动分析和实验数据，在保证流量输出稳定的前提下，对配流盘的结构进行优化设计。

四、研究意义本研究将有助于加深对轴向柱塞泵流量脉动问题的理解，为轴向柱塞泵的优化设计和应用提供理论依据和技术支持。

同时，也有助于提高液压传动系统的稳定性和效率，为液压传动技术的发展做出贡献。

五、研究方法本研究采用理论分析、实验测量和数值模拟相结合的方法，对轴向柱塞泵流量脉动问题进行深入研究。

其中，理论分析方法主要采用数学建模和分析；实验测量方法主要采用现场测试和实验室测试；数值模拟方法主要采用计算流体力学（CFD）方法。

六、研究计划1. 第一年：（1）熟悉轴向柱塞泵的结构和工作原理，并建立相应的数学模型。

（2）通过理论分析，得出轴向柱塞泵流量脉动的影响因素。

2. 第二年：（1）实验测量不同工况下轴向柱塞泵的流量脉动数据。

（2）基于实验数据和理论分析结果，进一步研究轴向柱塞泵流量脉动问题。

3. 第三年：（1）基于轴向柱塞泵流量脉动分析和实验数据，进行配流盘的结构优化设计。

轴向柱塞泵柱塞泄漏特性研究

轴向柱塞泵柱塞泄漏特性研究

图 １ 柱 塞 配 流 海 水 泵 结构 图
圆锥 面 运动 ， 曲拐 ８ 轴 承 ７和 导 向 滑块 １ 在 、 ２的联 合 作用 下 ， 斜盘 ６只能作球 面摆动 ， 与缸 体 １和泵壳 体 且
２之 间无相 对转 动 ； 斜盘 ６在 摆动 的过 程 中 ， 过 与其 通
分度 圆连接 的球 头连杆 ５带 动对应 的柱塞 ４在柱 塞腔
流结构等 几何 因素有 关 ， 且 与几 何 压力 、 而 液体 特 性 、
泄漏 等非 几何 因素有关 。相关 文献推 荐 的轴 向柱塞 泵 瞬 时流量 波形 仅 仅 表 示 其 几何 流量 特性 ¨ ， 高 压 在 工作条 件下 ， 塞泵 的泄 漏 对 流量 特 性 的影 响不 可 忽 柱
离和柱 塞配 流结构 ， 有轴 承及连 杆／ 塞 、 所 柱 连杆／ 盘 斜
等主要 摩擦 副均处 于油润 滑状态 。当柱塞 配流 海水泵 工作时 ， 主轴 １ ０以其 轴 线 为 中心 线作 回转 运动 ， 曲 则 拐 ８的 中心 线将 以其 与 主轴 ｌ ０轴线 的交 点 为顶 点 作
７推力轴承 ．
过 程 中 ， 出 的有 效 流量 为零 ； 排 ｉ＝１表示 第 ｉ 柱塞 个 在完 成一 次排 水过 程 中 ， 出的 有效 流量 为 正 常 理论 排
式中 ｓ 为柱 塞 的位 移 ； Ｒ为 球 窝 在 斜 盘 上 的分 布 圆半
径 ；。 斜盘 的最 大摆 角 ， 为 即斜 盘 的倾 角 ； 为 主轴 转
置 的柱 塞 １为研究 对象 ， 由于在 整个 运动过 程 中 ， 由于 球头连 杆 与柱塞套 轴线 的夹角 占 小 ， 很 可忽略不 计 ， 因 此 可 以近似地 认为 球头连 杆 的中心线 与柱塞 套 的轴线 重合 ， 由图 ２可得 出柱塞 的运动 方程为 ： 则
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ZBG型阀配流超高压轴向柱塞泵 张国荣 管文升 (天津市泽华源泵业科技发展有限公司研发中心 天津 300112)

摘 要：本文介绍一种全新的阀配流超高压轴向柱塞泵。其特点是整体式超高压轴向柱塞泵用配油阀的改进设计。这就使得油泵工作压力可以达到100Mpa 的超高压水平。是目前国内少有的超高压液压元件。 关键词：阀配流原理 整体式超高压轴向柱塞泵用配油阀 100Mpa工作压力 轴向柱塞泵

Summary: This paper introduces a new valve with high against the flow to the piston pump. Its characteristic is integral to high against the piston pump use oil distributing valve design improvement. This makes the pump pressure can reach 100 MPa super high level. Is the present domestic rare super high pressure hydraulic components. Key words: The assignment principle and high against the to piston pump oil distributing valve with 100 MPa pressure axial piston pump

0引言 目前，国内、外的轴向柱塞泵，多采用盘配流的配油方式。使用压力为31.5MPa。其结构复杂，加工困难，特别是配油盘，受加工条件的限制，且加工工艺复杂，使得产品在一般性使用中显得价格较高。对于特殊用户的更高压力要求不能满足。 早在50年代，天津市锻压机床厂就出现了一种阀配流轴向柱塞泵。型号为ZB型轴向柱塞泵和ZZB高低压组合泵。是由该厂陈中先生主设计并结合车间技术骨干人员研发生产的。其工作压力可以达到40Mpa的水平。 该泵特点是体积小、噪音低、工作压力高、抗污染能力强。可以和低压齿轮泵结合组成高低压组合泵，满足系统高压小流量，低压大流量工况要求，节省功率。 该泵一出现就受到了广大用户的欢迎。一直到1965年成立天津市高压泵阀厂后，仍是该厂的一个重要产品。目前年销售量在2000台左右。 1997年，张国荣先生主持的全面工作以后，针对用户的特殊需求，开始了在ZB泵基础上的100Mpa超高压泵的开发研制工作。1998年样机试制成功并进行了台架试验。当时的天津工具二厂试制液压钳安全阀开启压力要求90MPa,用该泵作为动力源。 ZBG超高压轴向柱塞泵适用于各种液压机械（塑料、砂轮、磨擦片、榨油机械）。可广泛用于流量小压力高的试验机、液压机及大型液压系统中的保压及耐压工况中，用于桥涵工程、大型顶升作业及国防工业等各方面。 该泵的特点是超高压力、小流量、压力平稳、噪音低，抗污染能力强，结构简单便于维修。可连续高压运转，允许高压停车和带压起动（保压时可随时补压），这是其他类型的轴向柱塞泵做不到的。 1. 产品结构特点： ZBG型超高压轴向柱塞泵是一种定量的液压油泵.其工作原理是: 传动轴上的连体斜盘与轴线成一定夹角,其斜面安装有压力轴承.柱塞缸组件中的柱塞顶部球面在复位弹簧的作用下,与压力轴承活动圈平面紧贴.传动轴的转动,带动柱塞沿柱塞缸孔做往复运动.使得液压油通过整体式吸排油阀座和泵体通道,形成油液的吸入和排出油液压力的升高.传动轴转动一圈,柱塞完成一个吸排油过程. 结构简图见图1 结构特点有以下几项: 1) 整体式配油阀结构设计，使得液压泵的高压腔密封性大幅提高。简化泵的总体结构，相对制造成本降低了很多，具有了更好的可修复性，方便使用。 2) 特有的泵体焊接工艺与之配合，具有良好的密封性，可以将泵的出口压力油压力提高到100MPa.满足系统超高压的需求。 3) 传动轴的斜盘面与转动轴承贴紧，柱塞顶部设计成圆弧状在回程弹簧的作用下与转动轴承紧贴。传动轴转动、斜面角度的变化使得柱塞吸油和压油，产生的液压作用力。 4) 变盘配流为阀配流方式。这是吸收了轴向柱塞泵的结构特点和配油阀的抗污染能力强优势，制作一个形状为圆型工件。其中，吸排油阀为一体结构，加工简单。 5) 柱塞缸作为独立元件结构设计，柱塞在柱塞缸的配合孔中沿与转动轴轴向平行的方向做往复运动，通过一体式配油阀的配合，完成泵的吸压油过程。 6) 弹簧复位的柱塞组件结构设计，使得泵的主要结构简化，运动可靠。有利于利用数控机床的可变化性和高自动化程度，大大降低制造成本，便于批量生产。

图1 2.主要技术参数 1998年5月完成排量1ml/r超高压轴向柱塞泵台架试验。同时给用户试用效果良好。 与其配套的超高压溢流阀等元件同时进行了开发和验证. 3.结构设计和工艺要求

a) 整体式配油阀结构设计 原有的ZB泵吸排油阀座是分体结构设计方式.现将其变为整体式结构设计方式。这是根据超高压液压泵工况要求的特点和配油阀的可修复性优势进行的.结构简图见图2

图2 参照图2可以看出，首先制作一个形状为圆形整体式配油阀本体，然后加工出相关沟槽和通道.其中设计有通油窗口、吸排油钢珠槽等结构，与泵体和柱塞缸等零件相结合构成过油通道。

整体式配油阀结构中，标准钢珠是一个不可缺少的零件(见图3)。他的位置决定了液压泵本身的吸排油过程中液压油走向和压力。它与配油阀的阀口的密封程度取决于阀口的制作精度和装配工艺,这是关键点。

理论排量（ml/r） 1 2.5 4 转 速（rpm） 1800 1800 1800 额定压力（MPa） 100 100 100 噪 声（dB） ≤65 ≤70 ≤75 寿 命（h） ≥10000 ≥10000 ≥10000 总 效 率 ≥85 ≥85 ≥85 图3 使用时，随着传动轴的旋转，柱塞缸组件,泵体和整体式吸排油阀座这三件配合产生油液的流动和升压。

传动轴的整体斜盘面与转动压力轴承4的定圈贴紧，设计成圆弧状的柱塞顶部,在回程弹簧的作用下与转动轴承动圈平面紧贴。传动轴转动、斜面角度的变化使得柱塞做往复运动,完成吸油和压油，产生液压作用力。

b) 泵体通道焊接工艺: 泵体是该泵的关键零件,其直接承受液压油的流动过程,如何设计泵体中的过油通道,并使排列在体中的5个整体式吸排油阀座、柱塞缸组件相互沟通，以形成一个完整的油流过程是一件重要的工作。而采用怎样的工艺能够达到预想效果，又是产品性能保证、质量控制、制造成本控制的关键。 公司的技术人员大胆采用了分件制作，组装焊接再加工的工艺方法，结合整体式吸排油阀座零件，使得吸排油过程完全在同一个泵体内完成。由于泵体采用优质碳素结构钢材料，使得泵的出口油压力可以达到100MPa . 结构简图见图4

图4 从简图中可以看出，高压出油通道、整体式吸排油阀座通道、柱塞缸的油路通道已经形成了完整连接。

钢球 c) 高刚度传动轴设计： 液压行业使用很广的轴向柱塞泵，传动轴多为一端支撑式的结构设计，俗称半轴泵。 柱塞沿转动轴轴线方向往复运动，即行程改变来完成吸压油过程，就必须依靠与转动轴成一定角度的斜盘来实现。这就有一个柱塞压力的径向分力问题。传递给泵的传动轴就会产生一定的径向颠覆力矩。因此要求传动轴设计时必须考虑其刚度或采用其它方式加以克服。泵的压力越高，这个颠覆力矩就会越大。 我们在考虑100Mpa超高压轴向柱塞泵的传动轴时，为了增加轴的刚度，同时尽量缩小传动轴的径向尺寸，采用了两端支撑的传动轴结构方案，俗称通轴泵。传动轴两端均安装有轴承，用来减少转动摩擦力提高转速。其中，设计有转动轴承安装台阶、压力轴承安装台阶、支撑轴承安装台阶。特别是压力轴承安装台阶与轴中心线有一定角度。这个角度决定了柱塞行程和液压泵的流量大小。 外伸直轴平键结构简图见图5

图5 d) 多种外连接方式 液压泵本身与驱动机械的连接方式，在使用中由于安装位置、空间大小会有不同的需求。因此，设计者考虑了这一因素，结合ZBG传动轴自身的条件，共有4种连接方式供用户选择。即内平键、内花键、外平键、外花键。上述连接方式均采用国际标准的连接尺寸。因此会比较广泛的适用各种工况。 连接尺寸方式见下表： 排量ml/r 1 2.5 4 外伸轴平键 Φ28 /8×30 Φ28 /8×30 Φ28 /8×30

外伸轴花键 6×23f7×26a11×6d10 GB/T 1144—2001 6×23f7×26a11×6d10 GB/T 1144—2001 6×23f7×26a11×6d10 GB/T 1144—2001 内孔平键 Φ28/键宽8 Φ28/键宽8 Φ28/键宽8

内孔花键 6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144—2001 6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144—2001 6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144—2001 根据用户需求,花键形式可以分为矩形花键(GB/T 1144—2001）、圆柱齿轮渐开线花键（GB/T3478.1-1995）、德国（DIN5464 1965）标准花键等多种方式。以满足不同的工况连接。 e) 外形和相关连接介绍 该泵的外形尺寸小，总重在16㎏左右。 泵的径向尺寸为Φ126，最大直径处为Φ142。 内轴孔平键方式的泵，轴向长度206㎜. 外伸轴平键方式的泵，轴向长度240㎜.