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轴向柱塞泵的设计问题.ppt 38页

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轴向柱塞泵的设计问题 一、柱塞运动学分析 二、流量脉动 三、困油问题 四、柱塞滑靴的受力分析 五、缸体的受力分析 六、滑靴副的结构 七、配流盘的结构 八、配流盘和缸体的自位结构 九、关键零部件的设计 十、主要零件的材料与技术要求 一、柱塞运动学分析(参考《液压元件》) 滑靴在旋转过程中,由于离心力的作用,滑靴对于斜盘产生的压紧力将偏离滑靴的轴线。在此力所引起的摩擦力的作用下,滑靴、柱塞在运动中会产生绕自身轴线的旋转运动,转动的快慢取决于旋转摩擦力的大小。但这一自旋可以改善滑靴底部的润滑,对减小摩擦、改善磨损和提高效率均有利。 二、流量脉动 1、随着柱塞数的增加,流量不均匀系数减小 2、流量不均匀系数,奇数柱塞明显优于柱塞数相近的偶数柱塞,这就是轴向柱塞泵采用奇数柱塞的原因。 3、大多数轴向柱塞泵柱塞数采用7或9个,有时小排量可采用5个 三、困油问题 为了保证密封,配油盘吸、排油槽的间隔角应该等于或略大于缸体底部腰形孔所对应的中心角。柱塞在偏离上、下死点位置时,柱塞在缸孔中的往复运动会使工作容积发生变化。如果配流盘吸、排油槽的间隔角大于缸体底部腰形孔道的包角 ,就会在这一区域内产生困油现象。 开设减振槽(阻尼槽、眉毛槽)或减振孔(阻尼孔) 四、柱塞滑靴的受力分析 1、柱塞的回程 辅助泵供油强制回程 分散弹簧回程 集中中心弹簧回程 定间隙强迫回程 四、柱塞滑靴组件的受力分析 为了使滑靴以一定大小的力紧贴斜盘回程,中心回程弹簧必须克服以下诸力: a、柱塞滑靴组件往复运动的惯性力。 b、吸油真空造成吸油区柱塞脱离斜盘的力。在正常工作时,工作容腔内的吸油真空可取0.05MPa。 c、柱塞外伸运动的摩擦力。 e、还需要保持一定的剩余压紧力使滑靴紧贴斜盘,缸体紧贴配流盘,以免在吸油过程中这两对摩擦副的密封漏气。 通常,中心弹簧的剩余压紧力使这两对摩擦副的接触比压保持在0.1MPa。 四、柱塞滑靴组件的受力分析 2、滑靴的受力(确定集中弹簧力) 滑靴除承受来自柱塞球头中心的压力、弹簧力和斜盘的垂直反力外,还要承受离心力和摩擦力。 a、离心力、摩擦力和所需要的压紧弹簧力 b、滑靴气密所需要的弹簧力 四、柱塞滑靴组件的受力分析 3、柱塞滑靴组的受力分析 离心力 液压力 轴向惯性力 摩擦力 斜盘的垂直反力 五、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到缸体上; 此外,斜盘对柱塞的垂直反力中,包括了侧向力和由离心力引起的摩擦力、返回弹簧力和油压力等在斜盘上引起的反力。为简化问题,现只考虑油压所引起的斜盘反力对缸体的作用力与力矩。 2、 配流盘与缸体间流场的作用力 配流盘与缸体间流场的作用力可分为两部分,一部分为从腰形进出油孔渗入两者缝隙中的油压反推力;另一部分为配流盘表面的辅助支撑力。一般把两者接触面内的摩擦力忽略不计。与类似,油压推力的计算也不考虑。 直杆式轴向柱塞泵的结构 柱塞与缸体 斜盘对柱塞的作用力: 轴向力由液压力平衡 侧向力造成缸体倾斜(缸体与配流盘之间出现楔形缝隙,泄漏增大,加剧缸体与配流盘之间的磨损) 侧向力还造成柱塞与缸体之间的磨损 六、滑靴副的结构 两种设计思想: 1、静压支承原理 2、剩余压紧力原理 六、滑靴副的结构 1、静压支承原理 阻尼孔的直径要选得很小。这一方面增加了阻尼孔堵塞的可能性,同时也必须增大滑靴直径以获得必要的液压反推力。显然,这将加大柱塞分布圆直径,增加了泵的径向尺寸。 六、滑靴副的结构 2、剩余压紧力原理 采用剩余压紧力法来设计滑靴,使滑靴底部的液压反推力等于柱塞对滑靴压紧力的95% 七、配流盘的结构 通常按剩余压紧力法进行配流盘设计。反推力如过大,则缸体被推开,泵的容积效率大大降低;反推力过小,则配流盘磨损加剧。 辅助支承的形式: 热楔支承 动压支承 静压支承 七、配流盘的结构 通常按剩余压紧力法进行配流盘设计。反推力如过大,则缸体被推开,泵的容积效率大大降低;反推力过小,则配流盘磨损加剧。 辅助支承的形式: 热楔支承 动压支承 静压支承 八、配流盘和缸体的自位结构 泵的加工、装配误差可能造成缸体

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