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1、柱 塞 泵,柱塞泵讲授内容,原理和分类 运动学分析 动力学分析 关键摩擦副设计 设计要点 变量控制 新技术、新结构介绍,柱塞泵简介,目前高压应用的主要产品 液压行业的高端产品 技术含量很高的产品 与国外差距很大的一个领域 精密产品 对材料、工艺、热处理要求比较高,柱塞泵原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Es
2、c,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 / 重新启动,轴向柱塞泵结构及工作原理,Esc,S,结束,暂停 /
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4、轴式 非同轴式 斜轴式 可否变量 定量泵 变量泵 .,分类径向柱塞泵,分类径向柱塞泵,分类径向泵（我校开发）,分类径向泵（我校开发）,斜轴式,分类斜盘式（通轴）,分类斜盘式（CY）,分类转斜盘式,分类电机泵集成式,斜盘式柱塞泵运动学分析,掌握泵运行的基本规律 掌握泵的流量输出特性 掌握高低压之间的动态过度过程 为动力学分析提供必要的支撑材料,柱塞运动学分析,单个柱塞的移动距离 运动速度 加速度,柱塞运动学分析,单柱塞排油流量为 泵的瞬时流量为,柱塞运动学分析,柱塞数为偶数时，瞬时流量 最大瞬时流量 最小瞬时流量 流量脉动系数为,柱塞运动学分析,柱塞数为偶数时，瞬时流量,柱塞运动学分析,最大瞬时
5、流量 最小瞬时流量 流量脉动系数,柱塞运动学分析,脉动频率 偶数时 奇数时,柱塞运动学分析结论,奇数柱塞数优于偶数柱塞数 柱塞数增加有利于减小脉动 柱塞在工作中运动状态为 沿柱塞孔轴线的往复直线运动 绕缸体轴线的公转 绕柱塞轴线的自转,缸体运动与配流盘之间的协调,高低压转换过程中有压力冲击,缸体运动与配流盘之间的协调,冲击产生的原因 高低压快速接通 不合理的协调导致的困油 高低压之间夹角的不合理选择 高速运转 解决措施 合理利用困油 预增压与预释压,缸体运动与配流盘之间的协调,配流盘预偏角 开设三角槽 与工作压力相关 与转速相关 三角槽包角 三角槽的截面,三角槽参数对压力过度过程的影响,三角槽
6、参数对压力过度过程的影响,斜盘式柱塞泵动力学分析,研究各零件工作过程中的受力状况 优化结构设计，改善受力状况 为结构设计提供理论支撑 为摩擦副设计提供基础数据 为材料选择提供基本依据,动力学分析柱塞,动力学分析柱塞,受力种类 底部液压力 斜盘对柱塞组件反力 柱塞孔对柱塞的支反力 离心力 摩擦力 缸体与柱塞之间的摩擦力矩 惯性力 柱塞头部与滑靴之间的接触力和力矩,动力学分析柱塞,考虑主要力时的平衡方程组,动力学分析柱塞,改善受力措施 减小斜盘倾角 增大柱塞与柱塞孔配合长度 减小摩擦系数 减小柱塞质量 保证柱塞与柱塞孔的配合关系 增加均压槽,动力学分析柱塞,柱塞回程方案 高压供油方案 辅助油泵供油
7、，提高吸油压力实现，可靠，结构简单，但效率低 柱塞孔弹簧方案 在柱塞底部设置弹簧，通过弹簧压缩力提供回程动力，但受弹簧疲劳极限限制，很少使用,动力学分析柱塞,底部弹簧回程方案,动力学分析柱塞,柱塞回程方案 中心弹簧回程方案,动力学分析柱塞,不通轴泵回程方案,动力学分析柱塞,不通轴泵回程方案,动力学分析柱塞,通轴泵回程方案,动力学分析柱塞,回程力考虑的因素 惯性力 摩擦力 吸油压力 足够的压紧力（斜盘与滑靴之间） 滑靴的翻转力矩,动力学分析斜盘（变量泵）,动力学分析斜盘,力与力矩的平衡 所受的总推力 力矩 惯性力矩,动力学分析斜盘,力矩 轴向液压力的合力矩 控制力矩 操纵变量时的控制力矩 力矩平
8、衡关系 控制力矩=轴向合力矩+惯性力矩+摩擦力矩,动力学分析缸体,动力学分析缸体,所受的力 由于斜盘倾角带来的径向分力 回转运动时前后的摩擦力 缸体配流盘之间的分离力 柱塞运动的摩擦力 柱塞底部的油压力 柱塞的离心力 弹簧压紧力 旋转运动的驱动力矩,动力学分析缸体,正常工作的要求 沿着理论轴线高速旋转 缸体底部端面与配流盘平行 各种受力的影响 侧倾力矩： 斜盘柱塞传递的径向力矩 压紧力与分离力不平衡形成的倾覆力矩 阻力矩中心与驱动力矩中心不重合形成的倾覆力矩 高低压之间柱塞运动摩擦倾覆力矩 旋转时柱塞离心力造成的倾覆力矩 前后摩擦形成的倾覆力矩,动力学分析缸体,倾覆力矩的解决办法,通轴泵方案,
9、动力学分析缸体,倾覆力矩的解决办法,不通轴泵方案,动力学分析缸体,倾覆力矩的解决办法,不通轴泵（轴承支撑缸体方案）的说明,动力学分析缸体,倾覆力矩的解决办法,缸体固定的方案,摩擦副设计,关键摩擦副 斜盘滑靴 缸体配流盘 柱塞柱塞孔 其他：斜盘与轴瓦 摩擦副配对特性，直接决定泵的效率、温升、寿命、可靠性等各个方面，是泵内部的核心所在 最终目的：合理可靠地油膜间隙,摩擦副设计考虑的因素,载荷的大小和作用中心 相对滑动速度 载荷种类 摩擦副散热 效率的保证,配流盘的静压平衡,缸体对配流盘的压紧力 压紧力矩为,压紧力矩平均值为 压紧力臂为,配流盘对缸体的反推力,配流盘对缸体的反推力,在密封带各处的压力分布 反推力合力为,配流盘对缸体的反推力,反推力平均值为 反推力矩为,配流盘设计,设计方法：剩余压紧力设计法 密封带宽度：外密封比内密封要宽 配流盘中心油槽半径,配流盘设计,辅助支撑种类 热楔支撑,配流
