液压泵-柱塞泵-调研报告.docVIP

毕业设计 柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种代表性的结构形式，由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵，随着国产化的不断加快，径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分。柱塞泵工作原理柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。简而言之，柱塞泵是利用柱塞在泵缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。其原理类似注射器，但是结构却比注射器的复杂的多而且能提供的压力也更大。柱塞相对于中心线的位置决定了是径向泵还是轴向泵的基本形式 。1、径向泵：径向泵柱塞垂直于缸体轴线，沿径向运动 ；2、轴向泵：轴向泵柱塞平行于缸体轴线，沿轴向运动柱塞泵的配流方式由传动机构是否驱动缸体转动1、阀配流：缸体不动2、轴配流：缸体转动的径向泵3、端面配流：缸体转动的轴向泵泵的变量方式由泵的配流方式决定轴配流和端面配流易于实现无极变量，阀配流则难以实现无极变量。无极变量有利于液压系统实现功率调节和无级变速，并节省功率消耗，因此获得广泛应用。径向柱塞泵与轴向柱塞泵相比的优缺点轴向柱塞泵与径向柱塞泵相比，效率较低，竞相尺寸大，转动惯量大，自吸能力差，且配流轴向受到径向不平衡液压力的作用，已于磨损，这些限制了转速和压力的提高，故应用范围较小。超高压液压泵是超高压液压系统的关键动力原件，他得动态特性好坏对于系统工作稳定性影响很大，本文对工程压力203的超高压方阀配流径向柱塞泵的动特性进行设计与分析，进而完善好高呀泵结构设计理论，提高液压系统工作的稳定性。超高压液压泵是超高压液压系统的关键动力原件，随着我国工业技术水平的发展，过敏经济各部门对超高压夜宴原件需求量越来越大，对超高压液压传动专职工作质量要求越来越高，我们通过对超高压径向柱塞泵的研制，试图有设计，制造等方面找出一些规律，与老师同学们一同研讨，促进这方面工作的进展引言液压与气压传动是以流体（液压或是压缩空气）作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式，相对于机械传动来说，它是一门新技术。流体传动的能源装置分两大类：液压能源装置和气压能源装置，液压泵便是一种将机械能转变为液压能的转换装置。它为液压系统提供一定压力和流量的液压液，是液压系统的一个重要组成部分，液压泵的好坏直接影响到液压系统工作的可靠性和稳定性。 静压传动是利用液体传递动力的一种传动方式。静压传动系统主要由液压泵、马达及各类阀等组成。泵和马达是移动车辆静压传动的核心元件，若用泵输出的液体压力去驱动低速液压马达，则可直接驱动机械执行元件；改变泵输出油液的方向和排量，可以使执行元件移动速度和方向在一定范围内变动，在全速范围内实现无级变速。静压传动系统的泵、马达与固定设备液压传动的泵和马达工作原理相同，但由于一些精密机床，仪器对振动，液压泵的脉冲相当敏，所以对现代液压泵的转速、径向力平衡性、脉冲、耐久性、节能、噪声等方面提出了更为苛刻的要求。与齿轮泵、叶片泵、螺杆泵相比，柱塞泵输出的压力最高。柱塞泵又分为轴向泵和径向泵两种。径向柱塞泵具有工艺性能好、压力高、抗冲击能力强、使用寿命长等优点。但传统的径向柱塞泵的柱塞为点接触，磨损严重，不适宜高速工作。因此，国内工程机械厂家多采用进口的径向高压泵来提高产品的整体质量。但进口产品也存在着缺陷：采用欠平衡理论设计的泵配流轴，一部分高压载荷由油膜承受，一部分由金属直接承受；流轴上的排油、吸油口截面较小配流轴与转子的摩擦副不是静压支撑：滑靴在外导圈上滑动速度过高，同时在排量较大的情况下，还会产生抱轴、发热及噪声较大等问题。 随着科学技术的发展和现代加工技术的成熟，人们对液压泵的研究跨入了一个新的阶段。柱塞泵的研究现状从上世纪80年代初至今，德国博世(BOSCH)公司一直处于该领域研究、开发及生产的国际领先地位。该公司生产的新型径向柱塞泵具有结构简单、压力高和抗冲击性强等特点，年产量已达2万台。德国FAG公司生产的径向拄塞泵压力高，但存在流量小、排量不可变的缺点。英国MOOG公司生产的RKP泵采用连杆滑靴结构，滑靴和定子接触副利用静压支撑，而且可以用数字精确控制，RKP径向柱塞泵在工业、国防、航空领域中广泛应用。RKP泵的结构如图12所示。Maryland Metrics生产的JBP系列径向柱塞泵性能可靠，经久耐用，可以保证正常工作5000小时，当以矿物油为介质时，可正常工作达24月之久。JBP浆的额定工作压力为280 bar，最裹工作压力达350bar。瑞士Bieri生产的BRK径向柱塞泵，出奇数3、5和7个活寨缀成，自稚气阀门控制，体积效率高，工作压力最高达1000bar，排量047633 cm3r，转数范围5002000转分。印度卡纳塔克邦POLYHYDRON PVT公司生产的径向柱塞泵为缸体固定。凸轮轴转动机构。每个单元泵有57个柱塞组成，端面安装，可正反两个方向转动，输出稳定。国内6070年代发展的轴配流径向柱塞泵，由于配流轴在工作中受力不平衡，转子与配流轴高压侧磨损严重，造成泄漏大、容积效率低等问题，从而影响压力的提升，压力一般不超过20MPa。另外由于泵的柱塞与定子为点接触，尺寸较大，液压力和惯性力造成柱塞与定子间压力过高磨损大，限制了转速的提高。90年代初，通过国家火炬计划和重点新产品攻关项目，我国开始着手研究开发新型滑靴式径向柱塞泵，甘肃工业大学的卢垫和太原重型机械学院的王明智教授采用连杆滑靴式结构、奥氏体一贝氏体合金球墨铸铁材料及相应的热处理工艺研制的径向柱塞泵，解决了泵的抱轴、发热问题，但存在着制造工艺复杂，尺寸较大和仍然为轴配流等缺点，影响了其在移动设备上的安装和应用柱塞泵的应用及发展方向柱塞泵的应用 柱塞泵的应用可以分为两大类：一类统称为固定设备用液压装置， 如各类机床、液压机和轧钢机等；另一类统称为移动设备用液压装置，比如起重机、 车辆和各种工程机械等。两类液压装置对液压泵的选用有较大的差异，详见表3.4。表3.4两类不同液压装置的主要区别固定设备移动设备原动机多为电动机，转速稳定，且多为1500r/min原动机多为内燃机，转速变化范围较大，一般为500r/min4000r/min多采用中压范围：7MPa21MPa, 个别可达25 MPa多采用中、高压范围：14MPa35MPa, 个别可达40MPa环境温度稳定，液压装置的工作温度为50oC70oC环境温度变化大，液压装置的工作温度为-20oC110oC工作环境比较清洁工作环境较脏，尘埃多因在室内工作，要求噪声不超过80dB因在室外工作，噪声允许达90dB空间尺寸较宽裕，利于设备的维护空间尺寸紧凑，不利于设备的维护 基于上述两大分类，径向柱塞泵的应用也可分为固定应用，例如在机床的传动系统，由于其能够实现无级变速，在液压传动装置里有无可替代的作用。还有油压机上的应用。哪有高压的液压系统，哪里就有柱塞泵。对于移动设备液压装置应用的更为广泛，如大型汽车的翻斗装置，挖机，铲车执行件的转动装置。柱塞泵所能提供的高压在建筑，工程建设方面提供了巨大作用柱塞泵的发展方向对于柱塞泵的研究主要在于配流，目前各种柱塞泵的配流方式大体有阀配流、轴配流、端面配流3种且以端面配流(配流盘配流)和阀配流为主。因配流机构的性能直接影响了泵柱塞泵的质量，长期以来，前苏联、英国、德国、美国、日本、法国、芬兰、丹麦以及中国的学者围绕着配流副状况问题，进行了多方面的研究，取得了不少理论与实验研究成果。 轴配流是曲轴连杆式液压马达及泵最早配流形式，至今仍被广泛应用，国产曲轴连杆液压马达普遍采用轴配流结构。配流轴具有结构简单、零部件少的优点。但存在如下缺陷：密封长度长，密封面之间有相对运动；运动副密封间隙要求严格，对配流轴及轴套的加工和装配工艺要求很高；若径向力平衡不够理想，造成酝流轴与轴套间磨损，影响了马达低速稳定性，著且出于磨损不能补偿，搜间隙不断增大，、泄露日趋严重；在工作液油温较高，马达停转后再启动，热油突然进入马达、泵，配流轴处易发生“热冲击”，导致转子抱轴。同时，径向力不平衡和液压脉冲也是重要的研究方向，由于径向力不平衡力引起的机械周期振动大大降低了液压泵的工作寿命，同时也影响了机械本身的性能。不仅如此，径向力不平衡还会增大柱塞与泵体之间的摩擦，消耗大量的机械能转变成热量散失。随着科学技术的发展，机械加工技术的成熟，大大促进了液压