经典斜盘式轴向柱塞泵的结构分析与设计详尽教程.ppt

2-6轴向柱塞泵的设计问题，1。柱塞的运动分析，2。流量脉动，3。截留油，4。柱塞滑靴的受力分析。缸体的受力分析，6。拖鞋对结构，7。配电板结构，8。配流盘与缸体的自对准结构，9。关键部件的设计，10。主要部件的材料和技术要求，1。柱塞的运动分析(参见液压元件)。在滑靴转动过程中，由于离心力的作用，滑靴对斜盘的压力会偏离滑靴的轴线。在由该力引起的摩擦力的作用下，滑靴和柱塞将围绕它们自己的运动轴线产生旋转运动，并且旋转速度取决于旋转摩擦力的大小。然而，这种旋转可以改善滑块底部的润滑，这有利于减少摩擦、改善磨损和提高效率。(2)流量脉动，(1)随着柱塞数量的增加，流量不均匀系数减小，(2)流量不均匀系数，奇数柱塞明显优于偶数柱塞，柱塞数量相近，这就是轴向柱塞泵采用奇数柱塞的原因。3.大多数轴向柱塞泵使用7或9个柱塞，有时5个柱塞用于小排量。3.截留石油的问题。为了保证密封，配油盘吸排油槽之间的间隔角应等于或略大于缸体底部腰形孔对应的中心角。当柱塞偏离上止点位置和下止点位置时，柱塞在缸膛内的往复运动改变了工作容积。如果分配板的吸油槽和排油槽之间的间隔角大于缸体底部腰形通道的包角，则在该区域会发生积油。设置阻尼槽(阻尼槽、眉槽)或阻尼孔(阻尼孔)，4。柱塞偶件的受力分析，1。回位辅助泵柱塞供油强制回位分散弹簧回位集中中心弹簧回位固定间隙强制回位，直通轴式直杆轴向柱塞泵，4。柱塞偶件的受力分析。为了使滑靴以一定的力靠近旋转斜盘复位，中心复位弹簧必须克服以下力：a .柱塞滑靴组件往复运动的惯性力。b .由吸油真空引起的吸油区柱塞与斜盘分离的力。正常运行时，工作腔内的吸油真空可达0.05兆帕。柱塞伸出运动的摩擦力。还必须保持一定的残余压力，使滑靴与斜盘紧密连接，缸体与配流盘紧密连接，以防止两对摩擦副的密封在吸油过程中泄漏。一般来说，中心弹簧的残余压力使两对摩擦副的接触比压保持在0.1兆帕，4。柱塞滑块组件的受力分析，2。滑块力(集中弹簧力的测定)滑块不仅要承受柱塞球头中心的压力、弹簧力和斜盘的垂直反力，还要承受离心力和摩擦力。a、离心力、摩擦力和所需的压缩弹簧力b、滑靴气密性所需的弹簧力、4、柱塞滑靴组件的受力分析、3、柱塞滑靴组件的受力分析、离心力、液压、轴向惯性力、摩擦力、斜盘的垂直反力、5、缸体的受力分析、1、斜盘对缸体的作用力、斜盘对滑靴的摩擦力通过柱塞传递给缸体；此外，斜盘对柱塞的垂直反作用力包括侧向力、离心力引起的摩擦力、回位弹簧力、油压和斜盘上的其他反作用力。为了简化问题，只考虑了由油压引起的斜盘反作用力对气缸的作用力和力矩。2.分配板与缸体之间流场的作用力分配板与缸体之间流场的作用力可分为两部分，一部分是从腰形进油孔和出油孔穿入两者之间间隙的油压反推力；另一部分是表面的辅助支撑力一方面，这增加了堵塞阻尼孔的可能性，同时，必须增加滑靴的直径以获得必要的液压反向推力。显然，这将增加柱塞分配圆的直径，并增加泵的径向尺寸。六、滑靴副的结构二、残余压力的原理是用残余压力法设计滑靴，使滑靴底部的液压反推力等于柱塞对滑靴的压力的95%。如果反向推力过大，缸体将被推开，泵的容积效率将大大降低。如果反向推力太小，分配板的磨损将增加。辅助支撑的形式有：热楔支撑、动压支撑、静压支撑。7.分配板的结构通常是根据残余压力法设计的。如果反向推力过大，缸体将被推开，泵的容积效率将大大降低。如果反向推力太小，分配板的磨损将增加。辅助支撑件：热楔支撑件动压支撑件静压支撑件、8的形式、阀板与缸体的自对准结构、泵的加工和装配误差可能导致缸体端面与阀板不平行。对于贯通轴旋转斜盘泵，主轴的偏转也可能导致缸体倾斜。为了保证缸体与配流盘能够紧密贴合，在结构上可以采用自对准措施，使配流面能够自动适应缸体端部的微小倾斜。1.球形阀板2，浮动缸3，浮动阀板8。阀板和缸体的自对准结构。泵的加工和装配误差可能导致缸体和阀板端面不平行。对于贯通轴旋转斜盘泵，主轴的偏转也可能导致缸体倾斜。为了保证缸体与配流盘能够紧密贴合，在结构上可以采用自对准措施，使配流面能够自动适应缸体端部的微小倾斜。1.球形阀板2、浮动缸3、浮动阀板、8。阀板与缸体的自动对准结构。关键部件的设计，1。设计缸体A和缸体参数，以确定斜盘倾角、柱塞直径、柱塞数和柱塞分布圆直径B，根据驱动扭矩设计泵轴直径(先估计)C，计算缸体强度，以找到最小壁厚：柱塞孔和缸体外圆之间的壁厚，柱塞孔和缸体内圆之间的壁厚，柱塞孔和柱塞孔之间的壁厚。9.关键部件的设计。2.柱塞的设计。柱塞的长度。柱塞的长度应等于最小剩余气缸长度、最小延伸长度和柱塞最大行程的总和。最小剩余气缸长度与泵的工作压力有关。通常有：当时，B，柱塞比压和比功的校核计算，关键零件的设计，压盘和斜盘尺寸的确定，主要零件的材料和技术要求，第一是柱塞和缸体有两种方案，一是柱塞硬，缸体软；另一种采用软柱塞和硬缸，第一种方案主要用于高压大流量泵。(1)用于柱塞和缸体的硬质柱塞材料通常为18CrMnTiA、20Cr、12CrNi、40Cr、GCr15、9SiCr、CrWMn、T7A、T8A和氮化钢38CrMoAlA等。前三种表面的渗碳深度应达到0.81.2毫米，淬火硬度应达到HRC5663，其他钢种的热处理硬度也应达到HRC60左右。CrWMn和9SiCr工具钢具有热处理变形小、金相组织稳定的优点。热处理后，GCr15对应力集中很敏感。柱塞以前曾发生过断裂。尽可能少用它。或者在上述材料的表面喷涂或沉积各种陶瓷层，例如氧化锆、氧化铝、三氧化二铬和其他陶瓷粉末。缸体通常由ZQSn10-1或ZQAlFe9-4制成。此外，耐磨铸铁o柱塞插入部分应设有深度为0.30.5(mm)、宽度为0.30.7(mm)、间距为310(mm)的平衡环槽，以保持锐边，避免楔带污垢，便于清除污垢和颗粒。柱塞的粗糙度为0.40.1，不圆度和锥度的公差小于径向间隙的1/4(0.002 0.005毫米)。孔的粗糙度一般为0.80.4，不圆度和锥度的公差与柱塞相同。十、主要零件的材料和技术要求，(2)阀板的材料应选择与缸体相对应的，以匹配材料的选择，其中ZQN10-1和Cr12MoV具有最佳的抗咬合能力。分配板淬火(或氮化钢氮化)后，通常进行冷处理和时效处理，以稳定金相组织。青铜圆筒的端面有时需要镀铅或铟，以提高其运行性能和耐腐蚀性。分配板的表面粗糙度约