斜盘式柱塞泵的设计与分析 机械制造专业

摘要当前形势下液压驱动技术发展势头迅猛，柱塞泵在该领域当中成为重中之重的液压元件之一，其性能的优良程度在一定程度上决定着液压系统能否运转正常，柱塞泵在一些领域的应用越来越广泛，对经济社会发展起着重要的作用，但我国在柱塞泵设计和应用方面远落后于世界先进水平。本论文基于目前国内外斜盘式柱塞泵发展现状的基础上，提出一款轴向斜盘式柱塞泵结构，其相应的特性具体可以归结为结构相对较为紧凑且成本较低。基于UG完成了相应的三维模型建立，除此之外还进行了仿真及数控编程，对以后斜盘式柱塞泵的研究与设计有较高的参考价值。关键词：斜盘式柱塞泵UG建模ABSTRACTUnderthecurrentsituation,thedevelopmentofhydraulicdrivetechnologyisbooming.Pistonpumpshavebecomeoneofthemostimportanthydrauliccomponentsinthisfield.Theexcellentperformanceofthepistonpumpdetermineswhetherthehydraulicsystemcanoperatenormallyornot.Theplungerpumpisintheprocess.Theapplicationofsomefieldsismoreandmoreextensive,playinganimportantroleineconomicandsocialdevelopment,butChinaisfarbehindtheworld'sadvancedlevelinthedesignandapplicationofpistonpumps.Basedonthecurrentdevelopmentofswashplatepistonpumpsathomeandabroad,thispaperproposesanaxialswashplatepistonpumpstructure,thecorrespondingcharacteristicscanbeattributedtotherelativelycompactstructureandlowcost.BasedonUG,thecorresponding3Dmodelwasestablished.Inaddition,simulationandNCprogrammingwerecarriedout,whichhasahighreferencevaluefortheresearchanddesignoftheswashplatepistonpump.Keywords:swashplateplungerpumpUGmodel目录第一章绪论 11.1课题背景 11.2液压技术的发展史 11.3课题提出的意义 21.4国内外研究开发水平和发展趋势 3第二章斜盘式柱塞泵的工作原理 52.1斜盘式柱塞泵的工作原理 52.2斜盘式柱塞泵的结构特点 62.3斜盘式柱塞泵的性能参数 8第三章斜盘式柱塞泵的结构分析 103.1静压平衡滑履 103.2滑靴的静压支撑结构 113.3配流盘结构 123.4变量控制机构 133.5柱塞的回程机构 13第四章斜盘式柱塞泵的设计计算 144.1性能参数的确定 144.2柱塞泵的设计计算 144.3柱塞尺寸设计 164.4缸体尺寸的设计 164.5配流盘的尺寸设计 184.6滑靴尺寸设计 194.7回程盘尺寸设计 19第五章斜盘式轴向柱塞泵关键零组件的建模 225.1柱塞的建模 225.2缸体的建模 225.3滑靴的建模 245.4配流盘的建模 255.5回程盘的建模 265.6装配图 28总结 28参考文献 30致谢 31第一章绪论1.1课题背景在当今社会，科学技术的突飞猛进改变了人们的生产生活方式。液压传动在各个领域当中都得到了长足性发展，譬如矿山、航天、船舶以及港口起重当中，尤其是液压泵其在液压系统当中承载着重中之重的地位，针对于斜盘式柱塞泵进行相应的改进与完善，在一定程度上可以将其工作性能切实有效提升。目前，噪声相对较低、流量逐步增大、功率密度逐步提升、压力相对较高、控制形式多元化以及动态性能稳定成为了斜盘式轴向柱寒泵的发展趋势。例如：工作量相同的土方量，大型液压挖掘机的费用远远低于小型液压挖掘机的费用，所以，其得到了快速的发展。相应的，对高压、高速和大流量就提出了新的更高的要求。而为了提高效率，实现节能减排的功效，针对于相应的变量机构控制方面在一定程度上要保证灵活可靠。当前形势下，能够满足上面所提出的各项要求的仅仅局限于柱塞泵，其中容积式的形式可以说各方面性能相对较为优秀。针对于当前形势下各种应用所需以及未来的发展前景，在最近的十年当中，我国关于柱塞泵方面的设计以及生产没能够呈现出进一步的突破。反观其现状，依然能够呈现出结构性能方面相对较为老化，控制形式较为单一，与西方发达国家相比还存在一定的差距。根据相关数据显示，虽然进口的产品在价格方面呈现出相对较高的趋势，但是其具备国内产品不可比拟的性能，这就是其之所以能够占据我国市场份额成以上的重要原因之一。故自主研制出各方面性能较为良好的柱塞泵，不只是因为其具有的市场前景巨大，而是对于国外的先进技术一统天下，对我国不利局面的现状，无论是零件还是整机装配将国产化比例切实有效提升，确保我国机械工程领域中的制造成本有效下降，以及提高在国际场上的竞争力，都有着重要而深远的意义。1.2液压技术的发展史年份科学家成就公元前250年希腊的著名学者阿基米德发表了“论浮体”的论文公元1612年意大利著名科学家伽利略发表了“潜体的沉浮原理”1643年托里西里导出了孔口出流公式1650年帕斯卡发现了压力传递原理1686年牛顿提出了粘性流体的内摩擦定律十八世纪中叶丹尼尔一伯努利现了流动液体的能量守恒定律十九世纪初维斯托克斯建就了粘性流体的运动方程二十世纪伯拉修、詹尼、普朗特测定管内液流摩擦系数、分析水击现象的体质、进行边界层流的研究1.3课题提出的意义目前国内的工业技术水平，仍然处于发展的阶段，重型工业在国民生产总值中占主导地位。液压形式进行传动的系统存在相对较为独特的有点，尤其是在重型操作领域应用甚广。而斜盘式轴向柱塞泵作为液压传动系统中最重要的结构部分，它的需求量自然而然会很大。目前我国使用较多的一类斜盘式轴向柱塞泵是型轴向柱塞泵，其在各个领域都能够得到广泛应用，无形之中就造成市场相对较为广阔，对此进行切实有效的开发，对未来的发展可以营造出不可限量的前景。为了能够实现切实有效的设计与分析，在设计之前必须进行全面彻底的资料收集与总结，针对于当前形势下的不足，进行有针对性的结构设计，与此同时，还需要结合相应的设计手册进行相应的尺寸以及尺度的优化设计，以符合本次设计。对CY14-1型泵的设计，要从加工入手，以提高性能为最终目的，切实提高斜盘式轴向柱塞泵的性能，质量，寿命等，从而进一步提高它的市场竞争力。1.4国内外研究开发水平和发展趋势无论是在日常生活中，还是在工业生产当中，最为常见的传动形式可以归结为：机械、电气、液压与气压传动。在这些传统方式当中，液压传动拥有其他几种传动形式不可比拟的优点，不仅能够在重型高功率承载条件下运转，而且在一定程度上还能够进行无极变速，性能呈现出稳定可靠的特点，在各种工业领域，尤其是在重型生产车间当中大型的液压传动比比皆是。在液压传动过程当中斜盘式轴向柱塞泵在一定程度上承载的能量转化的功效，它有着重要的作用，因此，它更被广泛的应用于各个领域。湖南省维克液压公司在一定程度上可以说在斜盘式轴向柱塞泵加工制造领域算得上国内领跑者的地位，其相应的销售额已经达到了八千万左右，并不断的提高，预计今年的销售额达到近一亿。由此可见，柱塞泵在工业市场中的需求量还是相当大的。但是，维克液压有限责任公司的三包服务时间在一年以内的泵，返回三包的数量也不少。针对于柱塞泵进行海外进口过程当中主要集中于德国以及美国，虽然是海外进口都具备一定的三包能力，相应的年限也不尽相同大约在三四年左右，有的企业还会比这些年限更加持久，也就是说外国企业所产出的柱塞泵具有相对较长的寿命而且性能方面相对较为完善，这就是其价格高于国内市场几倍甚至几十倍的根本原因。不仅如此，从柱塞泵的外型上来说，进口柱塞泵的形状看起来更为美观、更加地轻巧便利。因此，必须不断地对柱塞泵进行进一步的改进提高，而且，还有相当长的路要走下去。在国内的同行业中，北京市的华德液压有限责任公司从德国引进了先进的生产制造技术—噪声低、性能高，因而，在泵的生产和销售领域把同行业的其他公司甩在了后面。他们公司生产制造的柱塞泵价格虽然较为昂贵，但以噪音低、性能高，同行业无法比拟，以及外表美观而享誉国内。而在国外，美国的PWB轻快便利型高性能泵与德国的CY系列低噪音高性能泵，多年以来一直处与世界领先地位，虽然我国很多家生产柱塞泵的液压公司，都在各自擅长的领域引进了相关的先进技术，以降低生产成本，大力发展生产，但是由于基础技术水平不成熟，在相应的质量与外观方面，竞争力远远不及国外的柱塞泵。据调查分析，目前国内的很多家大型私营企业，愿意以几倍，甚至更高的价格去购买进口的柱塞泵，都不愿意去购买我国自主设计生产的柱塞泵。所以，低噪声、轻快便利型的高性能泵就是我国柱塞泵发展的趋势和目的。谁能最先把控到相对较为关键的生产技术，在同行业的激烈市场竞争者得以胜出，从而占据相对较高的市场份额，获得最高的利润。液压系统在一定程度上可以呈现出流量以及压力相对较大的现象，正因为如此，轴向柱塞泵的应用已经变不到日常生活中的各个角落。根据相应的特点，可以将其归结为两类：分别是斜轴以及斜盘式，由于其形式存在一定的差异其相应的优缺点也不尽相同。自从研制出来以后便不断地在改进和完善。在国际市场当中进行斜轴式柱塞泵制造的企业可以归结为以下几家：德国的力士乐、林德以及瑞典的。根据前面所提到的，斜轴式柱塞泵因为在结构上呈现出一定的不足于缺陷，由于这种类似的现象的存在，在变量泵领域尤其是相应的排量低于的竞争优势逐步呈现出消退的迹象。但大排量泵的性能较好，优点突出，如力士乐公司生产的A7V系列泵，排量可达1000ml/r。对于斜盘式柱塞泵来说，世界上生产它的公司有很多家，比较有名的是美国的丹尼逊（Dension）公司、德国的力士乐公司等。斜盘式轴向柱塞泵中有两对运动副采用了静压支承的结构，分别是滑靴和柱塞、缸体和配油盘。它们拥有零部件较少，结构较为紧凑、制造成本较低等优点，所以得到了快速的发展。在高技术的液压元件中，虽然轴向柱塞泵的种类众多，制造工艺较为复杂，但目前的情况是许多液压元件发展相对来说比较稳定，所以，轴向柱寒泵仍在继续发展。目前，国内外在轴向柱塞泵的研究方面主要集中在以下两个方面。研究集中的方面研究的目的从材料入手，改变材料成份或其表面处理方式提高材料的耐磨性和减小摩擦副的摩擦、磨损利用静压支承原理对摩擦副处进行分对斜盘或配流盘的结构进行改进以期改善其润滑状态，减小振动，降低噪声在此背景下，兰州理工大学的那成烈等人针对于配流原理，完成了对斜盘式轴向柱塞泵的一系列改进与完善，在一定程度上将运转过程当中相应的噪声尽可能的压低，从而有效提高了性能和使用寿命，并且获得了国家的发明专利。为了减弱液压冲击，消除配流过程中的气蚀现象，基于形状各异的减振槽进行配流盘相应错配角的切实有效配置，与此同时，确保柱塞油缸预升以及预卸压力梯度的相应绝对数值尽可能的有效压缩。另一方面是从变量控制方式来进行研究，因为电液的制造成本较低，对液压油污染的敏感度较低，维护起来简单容易，所以在大部分领域中便取代了电液伺服阀。第二章斜盘式柱塞泵的工作原理2.1斜盘式柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵其相应的配流盘以及斜盘在一定程度上保持相对静止，缸体轴线以及相应的盘法线存在一定的交角，缸体的旋转是通过周进行驱动的，在缸体的内部均匀排布着大量的柱塞孔，而且呈现出圆周的形式，相应的柱塞配备在各个孔内，其中卷套压板进行接触，凭借弹簧的反作用力将柱塞头部与相应的斜盘仅仅贴住，与此同时配流盘以及缸体凭借外套筒实现相应的紧密连接，在一定程度上达到密封的效果。

在缸体实现相应转动过程当中，在斜盘以及压板的协同配合下致使柱塞实现相应的往复运动，所有柱塞与缸体问的密封腔容积也会发生变化，吸油和压油会通过配流盘上的弧形吸油口和压油口得以实现。图2-1其主体部分可以归结为中间泵体内部的缸体、柱塞、斜盘以及配流盘，缸体的旋转凭借传动轴完成动力传递。其内部所有的柱塞孔内都存在相应的柱塞，相应的柱塞头部以及滑履通过球面进行有效配合，除此之外还对外面进行有效铆合，确保柱塞与滑履之间有效相对运动并且不发生脱离；当相应的回程盘以及柱塞滑履进行同步旋转，在此过程中凭借斜盘推动作用实现柱塞轴向偏移；弹簧依托于钢球实现回程盘的推压，确保吸油过程中依靠相应的回程装置使滑履与斜盘的表面保持紧密贴合滑动，在一定程度上拥有所谓的白吸能力。在滑履与斜盘相接触的部位存在相应的油室，其凭借柱塞内部的小孔与缸体的工作腔进行切实有效连接，从而确保滑履以及斜盘接触之间呈现出一层油膜，在一定程度上呈现出静压支承的功效，确保滑履作用在斜盘上的力以及磨损切实有效下降。传动轴凭借相应的花键促使缸体发生旋转，柱塞在随缸体旋转的同时还在基于一定的周期在缸体中进行往复循环运动。轴向柱塞泵的变量控制形式在一定程度上可以将其归结为液压伺服以及手动的形式。其手动形式具体的运转原理为：螺杆的动力来源于转动手轮，具体能够导致变量活塞进行上下运动，进而致使变量活塞底侧的斜盘4绕着外壳上的圆弧面进行摆动，最终导致斜盘相应的倾角发生改变，从而实现流量输出的手动控制。2.2斜盘式柱塞泵的结构特点在具体工作过程当中，相应的活塞可以在活塞孔中实现循环往复运转，其内部存在一定的密封件，可以确保油量油压实现有效变更，柱塞所进行滑动的曲面，在一定程度上呈现出相对较高的精度，故其最大的特点在于泄漏方面相对较小、体积相对较大以及效率相对较高，能够在高压条件下运转。其具体可以归结为两类：即斜轴以及斜盘式，以斜盘式轴向柱塞泵为例，其各部分的组成可以归结为：传动轴、活塞、阀片、斜盘气缸以及弹簧等。在此过程中，斜盘与阀板保持相对固定，缸体以及柱塞的旋转运动是靠传动轴进行驱动的，斜盘会受到弹簧的反作用力，一旦传动轴进行动力传动，柱塞便会在相应的斜盘进行自下而上的往复循环运动，相应的阀片在弹簧反作用力下，逐渐扩展到气缸体，气缸的密封腔孔体积的增加，这将通过吸气阀片进油口产生局部真空油；柱塞与斜盘逐渐。在上推上下半周的旋转，使密封室体积减小，油从出油口的阀板排出，缸内每转一次，每一个动作都有一个往复活塞，一次吸气动作。驱动轴与气缸通过旋转油缸带动花键联轴器，柱塞七均匀分布在旋转传动轴气缸；每个球柱塞与滑靴的靴将铰链，相应的回位弹簧凭借内套以及相应的保持架板，将相应的斜盘变量头进行有效的压紧。因为传动轴法向以及斜盘变量头组件轴向之间存在一定的夹角。当滚筒转动时，柱塞在柱塞孔相对往复运动的气缸、阀板完成吸、排油。阀板中的弹簧反力和缸内压力，预密封功能。滑块和阀板采用静压支承结构，具有高的性能参数。在吸压油腔密闭的容器内存在相应的三对摩擦形式的运动副，在一定程度上，缸体柱塞孔以及柱塞当中的环状间隙精度可以切实有效达到；采取静压平衡的方式，可以切实有效确定配流盘与缸体之间的平面缝隙，在此过程中可以采用活性炭海绵进行相应的磨损补偿，这就导致其具有相对较高的容积效率，相应的额定压力，也可以实现通常情况下，一般形式的柱塞泵在密闭容积当中进行吸、压油腔转换的过程当中，往往会伴随压力突变在一定程度上会造成相应的压力冲击，为有效避免此类现象的发生，可以采取增设减振槽的形式，进行有效避免，除此之外，还可以将配流盘沿着缸体进行一定的偏转，倘若配备相应的减振槽，当柱塞底部的密封容积进行吸油相脱离的时候可以预先经过减振槽(孔)与压油腔(吸油腔)缓慢沟通，压力逐渐上升(下降)，然后再接通压油腔(吸油腔)；配流盘偏转一定角度放置可利用一定的封闭角度使离开吸油腔(压油腔)的电子地磅柱塞底部的密闭容积实现预压缩(预膨胀)，待压力升高(降低)接近或达到压油腔(吸油腔)压力时再进行与压油腔之间的连接。在一定程度上可以有效降低振动幅度、噪声以及相应的压力突变。需要注意的是，其仅仅局限于某一特定旋向而且呈现出一定的非对称性，这就造成相应的泵轴旋向不能进行肆意变更。倘若需要其进行反向或者双向旋转，则需要更换气动绞车配流盘或与生产厂家联系。一旦相应的高压油通过摩擦运动副抵达到泵体与缸体之间，再去凭借泵体上方进行的泄漏油便可将其引回到油箱当中。泵体内相应的油压在一定程度上可以呈现出零压的形式，除此之外，还可以将热油捎走，从而有效避免泵体过热的现象产出。其传动轴一端凭借相应的轴承进行有效支撑，另一端凭借缸体外部的轴承进行所谓的支撑，相应的变量斜盘布置在传动轴的末端，也可以将其称之为半轴的形式。前斜盘以及通轴形式的柱塞泵，相应的气动绞车传动轴两端均由轴承直接支承，变量斜盘装在传动轴的前端。前面所进行介绍的，各种形式的柱塞泵相应的瞬时理论流量均呈现出凭借相应缸体的旋转而实现周期性改变，相应的变化频率，在一定程度上受限于转速以及柱塞的数量，在理论的条件下，偶数的脉动在一定程度上往往高于奇数的情况下，根据相应的分析结果，通常情况下的数目选取为奇数的形式，即、、。2.3斜盘式柱塞泵的性能参数轴向柱塞泵的相关的性能参数可以归结为排量、压力、效率、转速以及寿命等方面，除此之外还需注意一系列的结构参数，譬如相应的柱塞直径与个数、斜盘倾角等。

(l)压力。在各种形式的液压泵当中，在一定程度上其工作压力相对较高。通常情况下直、斜轴形式的能够实现，军工方面的最高可实现;旋转斜盘形式的要比前两者要高可以实现大约。

(2)排量的估算以及相应的范围。轴向柱塞泵的排量在一定程度上与柱塞直径及其有效行程、斜盘倾角以及单位循环下柱塞作用次数等。柱塞泵排量的通用计算公式为

V=Kπ/4d2hZ×10-3(mL/r)

式中

——

——

——

——通常情况下直轴形式的排量大约在；斜盘形式的排量大约在；旋转斜盘形式的排量大约在。

(3)转速柱塞泵的许用转速均很高，具体数值因排量规格不同而异，例如小排量的转速可超过10000r/min，中等排量泵的转速为3000～5000r/min，大规格重系列直轴泵在有预压的条件下，转速也可达2000r/min以上。(4)效率。相比于其他各种形式的液压泵，柱塞泵在运转过程当中其相应的工作容积呈现出一定的连续密封线或者是面，这就是其容积率相对较大的根本原因。再加上相对完善的润滑条件，相应的机械效率也得到了显著的提升。当前情况下级别无论是容积率方面还是机械效率方面到实现了以上，整体效率可达。斜轴形式缸体摆角呈现出相对较大的范围，相应的“死容积”能够有效压低，又没有滑履静压支承的漏损项，无论是容积率方面还是机械效率方面在一定程度上都要优于其他形式。运转过程当中的摩擦以及泄露是不可避免的，最终形式的总体效率随压力和转速的增加先升高然后又降低的走势。变量机构还受限于支撑刚度，这就导致其本身就要比同类型定量泵效率低。除此之外，所谓的效率还受限于介质所呈现出的状况与品质以及温度也有很大的关系。使用寿命。当前形势下的摩擦副都具有一定的液体润滑，有的还是基丁静压轴承原理设计的，所选取的材料品质优异相应的加工处理较为完善，通常进行正常保养与使用，可以呈现出相对较长的寿命周期，例如对于重系列轴向柱塞泵可达10000～12000h以上。一般而言，轴向形式的寿命期限要高于径向形式的，在直轴旋转缸体式泵比旋转斜盘式泵长。流量脉动和噪声。与其他各种形式的液压泵进行比较，柱塞泵呈现出较为激烈的脉动以及噪音。其中脉动的产出可以归咎于相应的噪声。柱塞数对流量脉动高低有很大影响，且柱塞数取为奇数较取为偶数对降低流量脉动更为有利。为此，通常情况下将柱塞数目进行奇数化，即、、、等。功率密度及性价比。在进行高速以及高压条件下运转当中，相应的功率可以说是非常大，尤其是在高压系统当中其相应的功率密度能够约达以上，尤其是高压变量形式性价比最为突出，是其他类型的泵所无法替代的。但由于它是一种壳体非承压式的元件，按单位结构体积所能得到的排量值却不如齿轮泵和叶片泵那样大，故在中低压液压系统中和作为定量泵使用时，柱塞泵显得比较笨重而昂贵。基本结构参数可以归结为柱塞数、柱塞直径、柱塞孔布局半径，在实际当中又存在相互制约的功效，在一定程度上会对相应性能、强度、刚度以及工艺造成一定的影响。倘若合理提升柱塞数目，其相应的排量就会有所提升，但是会对相应的整体尺寸与质量造成不良的影响。确保有效避免流量脉动现象的产出，相应的柱塞数必须进行奇数化，工程应用当中通常取值为，通轴形式取的大一点，即，非通轴形式式相应取的小一些即。直轴形式的柱塞泵的斜盘倾角一般为γmax=18°～21°。斜轴式柱塞泵的传动轴与缸体轴线之间的夹角通常为γmax=25°～45°。第三章斜盘式柱塞泵的结构分析3.1静压平衡滑履当斜盘式轴向柱塞泵的柱塞球上某一点和斜盘上某一点直接接触时，如图3-1所示，接触时由于电压很大，所以便于携带。因此，通常在斜盘式轴向柱塞泵的活塞头上配备有滑靴，而且此时触表面替代了点接触件；为了在滑靴与滑靴之间，滑靴与柱塞之间达到静压润滑以减小运动部件表面磨损的目的，此时，许多小的轴向孔在滑靴与柱塞中形成了，这就为斜盘式轴向柱塞泵在高压下运行创造了条件。所以，保证横杆与鞋之间的膜厚度在良好的状态，并且把磨损降到最低，对于斜盘式轴向柱塞泵有一个更高的容积效率是至关重要的。图3-1柱塞滑靴与斜盘结构图3.2滑靴的静压支撑结构通常情况下，为了达到减小磨损的目的，斜盘式轴向柱塞泵在柱塞的头中有一个滑靴，它是依据液压滚动的原理而设计的，如图3-2所示，在缸体的内部，滑靴油室内部的压力油有效凭借活塞球头内部的中心孔引入，能够实现切实有效的液体润滑效果。进而能够改善斜盘与活塞头之间的接触环境，同时将斜盘式轴向柱塞泵的压力提高了。图3-2滑靴静压支撑图3.3配流盘结构配流盘如图3-3所示，其结构特点有：两个通孔能够将相应的噪声与冲击切实有效降低，相应的盲孔能够承担起润滑物质储存功效。在配流盘上除了配流的窗口以外，还有形状为环形的卸荷槽，它通过若干个径向的槽与泵体上的卸油口相连，使直径比卸荷槽大的配流盘端面上的压力降低为零，从而保证配流盘的端面可靠地贴合。图3-3配流盘结构示意图3.4变量控制机构在斜盘式轴向柱塞泵当中，凭借变更相应的斜盘倾角，即可实现排量输出情况的调整。变量控制结构的形式是多样化的。通常情况下，相对较为常见变量机构可以归结为：手动形式液压伺服形式手动伺服混合形式3.5柱塞的回程机构柱塞的回程机构的功效在于进行相应的吸油把控。所谓的回程机构中，有一个圆盘形的回程盘，在同心圆上有n个孔，这n个孔正好把相应的n个滑履压住，在它的中间有一个半球形窝，里面放着一个钢球，内套把钢球压住，内套中有一个小的弹簧顶着，所以，小弹簧在内套，钢球与回程盘三者共同作用下确保了滑履始终与斜盘贴的很紧。在缸体旋转时，因为小弹簧处在中心位置，所以它并不会变形，同时，它也不会因为产生疲劳而破坏。第四章斜盘式柱塞泵的设计计算4.1性能参数的确定排量：V=180mL/r=0.18L/r进口压力Pin=0.1Mpa出口压力Pout=30Mpa转速n=2400rmp4.2柱塞泵的设计计算（1）流量脉动率具体表达式为：（4-1）式（4-1）当中的是常量。故斜盘式轴向柱塞泵的瞬态流量变化率只与公式中的有关系。因为是一个正弦函数，所以斜盘式轴向柱塞泵的单个柱塞孔的变化规律是呈现为正弦曲线的。所以，不难得出结论瞬态流量变化趋势呈现出脉动形式，相应的脉动率用来表示。表4-1柱塞数与流量脉动的关系Z/柱塞数56789101112/％4.98142.537.81.534.981.023.45由上面的表格我们可以得到不同的柱塞数对脉动率的影响不同，柱塞数是奇数时的脉动率很明显小于柱塞数为偶数时的脉动率，而且，相邻的奇偶数之间越为明显。所以，我们要优先选取柱塞数，然后在通过计算选取合适的柱塞数。我们可以先取柱塞数为,,。流量脉动频率流量脉动频率在一定程度上受限于柱塞的数目。无论是奇数的柱塞泵。还是偶数的柱塞泵，它的流量脉动频率缸体的刚度与强度柱塞孔壁的厚度公式（4-2）柱塞分布圆的半径公式为（4-3）排量公式为（4-4）所以我们可以得到柱塞直径（4-5）（4）经济角度当结构越复杂时，零件的制造过程就越麻烦，相应的制造成本就高，根据计算分析，选择柱塞数为9的柱塞数，虽然柱塞数为9的柱塞数比柱塞数为7的结构较为复杂，但是比柱塞数为11的结构简单，因此，我们可以选择柱塞数为9的，它的制造成本较为合理。4.3柱塞尺寸设计柱塞是斜盘式轴向柱塞泵最重要的结构，所以接下来要对柱塞的长度和柱塞球头的直径进行确定。L是柱塞退出缸体时极限位置处所留在缸体里的长度（mm）是柱塞完全伸入缸体时留在缸体外面的长度(mm)柱塞的最大运动长度（mm）的取值与泵的工作压力p相关，当泵的工作压力小于或等于20Mpa时，的取值在d的1.4到1.8倍之间。本论文我们所取定的工作压力为30Mpa，所以，。柱塞球头直径通常取为=21.4mm。综上所述，我们可以得到4.4缸体尺寸的设计柱塞以及缸体都占据着柱塞泵结构当中重中之重的地位，其起着容积的作用。柱塞的运动会影响着缸体中容积空间的变化，这就完成了吸油和排油，同时，中心轴传来的扭矩将会带动缸体运动，从而使得柱塞在缸体内进行相对运动。柱塞孔壁的厚度公式为。图4-4缸体的结构简图柱塞泵的排量公式为在本论文中我们去斜盘的倾角为20度，当柱塞数为9时，柱塞直径为26.3mm时，柱塞孔尺寸半径公式为通过柱塞孔尺寸半径公式可以得到分布圆的半径值为50.3mm。可柱塞孔壁厚度公式可得相邻柱塞孔壁的值为8.76mm。而缸体直径为109.3mm。4.5配流盘的尺寸设计配流盘的结构如下图所示。它在斜盘式轴向柱塞泵中相当于一个中介结构，起着重要的作用。他是柱塞在缸体中的运动进行吸油排油的过程，通过配流盘将油液输出到管道中后排出来。现在最常见的有两种，平面配流盘和球面配流盘。主要由内外密封带，支撑件，卸压槽等零件组成。在下图所示的配流盘尺寸选取，配油盘的外密封袋内半径与内密封带外半径之差为r3-r2（cm），根据理论经验我们可以知道，通常情况下，r3-r2的取值一般在0.3到0.5倍的d之间，在此取为0.4d=10.52mm。配油盘内密封带外半径与内密封带内半径之差为r2-r1（cm），根据理论经验我们可以知道，通常情况下，r2-r1的取值一般在0.125到0.175倍的d之间,在此取为0.15d=3.95mm。配油盘外密封带外半径与外密封带外半径之差为r4-r3（cm），根据理论经验我们可以知道，通常情况下，r4-r3的取值一般在0.125到0.175倍的d之间，在此我们取为0.145d=11.84mm。图4-5配流盘的结构图4.6滑靴尺寸设计在许多的高压泵中，滑靴被广泛的应用，对本论文的研究的课题而言，它的优点不只是把与斜盘的接触应力增大，而且还减小了相对运动之间的摩擦，从而提高了机械效率。图4-6滑靴的结构图由滑靴耳边最大外径由公式：带入数据可得=52.22mm其中：：滑靴孔的直径：滑靴孔在回程盘上分布的尺寸半径：在本论文中的取值为=1.0mm4.7回程盘尺寸设计回程盘有多种叫法，其中最常见的叫法为压盘和保持架。回程盘的作用是在泵工作时保持滑靴的相对位置作用，以防止滑靴散乱。因为滑靴的运动轨迹是椭圆形的，因此，计算轨迹首先使用椭圆来计算，因为是它的长轴长度，其中R是短轴的长度。所以可得亚盘孔的直径为压盘孔的直径公式为所以可得亚盘孔得直径为48.02mm其中：：滑靴的外径：滑靴外径与压盘控之间的最小间隙。最大压盘外径=164.31mm注释：一般情况下取1.0mm。通过以上公式和数据给出六种设计及方案，通过对数据的对比，选出一种最优方案，进行建模。第五章斜盘式轴向柱塞泵关键零组件的建模5.1柱塞的建模图5-1柱塞的建模如上图所示，图5-1是建好的柱塞模型。建模时，首先打开UG，在坐标系中选中圆柱，做出一个圆柱，根据前面公式算出的柱塞直径和长度进行建模，再根据计算出的柱塞球头直径进一步绘制，柱塞的建模就完成了。5.2缸体的建模图5-2缸体的建模将柱塞建模好了以后，就对缸体进行建模，因为确定的柱塞数为9，所以缸体上的分布圆也为9，根据分布圆的直径可以得到缸体的形状尺寸，然后进行建模。图5-3柱塞和配流盘之间的装配建模好以后，将柱塞与缸体进行装配，因为柱塞数为9，缸体分布圆也为9，所以，将它们进行装配。5.3滑靴的建模图5-4滑靴的建模图5-5滑靴的主视图对滑靴进行建模，如上图所示，因为各个零件是装配起来进行工作的，所以在建模过程中个零件的尺寸之间要精确，能相互配合工作。首先，建模圆柱，然后确定圆盘的直径，在根据柱塞球头，确定滑靴的尺寸，最后，建模成完整的滑靴。5.4配流盘的建模图5-6配流盘的草图图5-7配流盘的建模如图所示，图5-6是配流盘的草图。最开始先要做出圆盘，以确定出中心圆的直径，然后做出五个矩形小圆内圆与外圆半径，从而画出矩形圆，最