轴向柱塞泵设计 .doc

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1、XX学院 毕 业 设 计题目 轴向柱塞泵的设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期 设计任务书设计题目：轴向柱塞泵的设计设计要求系统介绍轴向柱塞泵的概况、原理与结构形式；并详细地分析讨论了轴向柱塞泵的主要性能，主要零部件地制造工艺，以及柱塞泵的使用维护知识。进行计算机辅助设计和绘图的训练，熟练地掌握了AutoCAD的操作指令。设计进度要求第一周： 确定题目、搜集资料及前期准备工作；第二周： 工件基本类型与工艺性分析；第三周： 整体及部分零件尺寸计算；第四周： 其他零部件的设计和绘制结构尺寸图；第五周： 毕业论文电子稿的录入，绘制主要零件和装配图； 第六周： 毕业论文的校核、修改；第七

2、周： 打印装订和毕业答辩； 指导教师（签名）： 摘 要液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件，它是每个液压系统中不可缺少的核心元件，合理的选择液压泵对于液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。本设计对轴向柱塞泵进行了分析，主要分析了轴向柱塞泵的分类，对其中的结构，例如，柱塞的结构型式、滑靴结构型式、配油盘结构型式进行了分析和设计，还包括的它们的工作原理、加工工艺。最后还介绍了它的常见损坏原因以及使用与维护的方法。这样能更好的提高生产效率，使操作维修更加方便。本次设计对轴向柱塞泵进行了详细的介绍，在学到更多知识的同时开发了自身的潜能，对

3、专业知识的实用性和重要性有了更深的认识！关键词：柱塞泵 滑靴 配油盘 目 录设计任务书I摘 要II概 述11 轴向柱塞泵演化历程22 轴向柱塞泵的工作原理及分类52.1 基本工作原理52.2斜盘式轴向柱塞泵52.3 斜轴式轴向柱塞泵63 轴向柱塞泵的结构、使用与维修83.1 柱塞泵的结构83.2 供油形式103.3液压泵用轴承103. 4 三对磨擦副检查与修复113.4.1 柱塞杆与缸体孔113.4.2 滑靴与斜盘123.4.3 配流盘与缸体配流面的修复133.5 使用注意事项144 轴向柱塞泵的泵油原理154.1进油过程154.2回油过程164.3 国产系列柱塞式喷油泵165 轴向柱塞泵的加

4、工工艺185.1斜盘式轴向柱塞泵的工作原理185.2柱塞泵损坏原因195.3修复措施19结 论21致 谢22参考文献23概 述轴向柱塞泵是液压系统中重要的动力元件和执行元件，广泛地应用在工业液压和行走液压领域，是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。此外，由于轴向柱塞泵结构复杂，对制造工艺、材料的要求非常高，因此它又是技术含量很高的液压元件之一。 近年来，随着材料、制造、电子等技术的发展，轴向柱塞泵的新技术层出不穷，例如荷兰Innas公司开发的Float Cup结构轴向柱塞泵，丹麦的Saur-Danfoss公司为工程机械量身定做的H1系列的多功能泵，德国Rexroth公司推出的电子智能泵等等。

5、而我国自20世纪六、七十年代开发了CY系列和引进Rexroth技术的泵后，轴向柱塞泵技术进展缓慢。近年来，随着我国经济的腾飞，在工业现代化和大规模城市化进程中，工程机械、塑料机械、冶金、机床和农业机械等领域对轴向柱塞泵的需求十分旺盛，因此提高我国轴向柱塞泵的性能显得十分迫切，对轴向柱塞泵技术革新的要求也十分紧迫！纵览国内外轴向柱塞泵技术的发展演变对认识轴向柱塞泵的发展趋势和加快我国轴向柱塞泵技术的发展都有着重要的指导意义和现实意义。 1 轴向柱塞泵演化历程 轴向柱塞泵的雏形可以追溯到十六世纪初，Ramelli开发了用于从矿井里往外汲水的皮革密封的轴向柱塞泵，如图1。从结构上看，它和现在的柱塞泵

6、已经十分相似2。直到1905年，美国Harvey William教授和Reynold Janny工程师设计了端面配流的斜盘泵的静液传动装置，用在军舰炮塔转向的液压系统中，后来人们称此构的泵为Janny泵，如图2(a) （b）图1.1 早期柱塞泵图1.2 Janny泵1907年，美国人Renault改进了Janny的这种柱塞传动机械，有效提高了其的运行效率2。 斜轴式柱塞泵发展较晚，1930年，瑞士Hans Thoma教授设计了第一台斜轴泵，后人常把斜轴泵称为Thoma泵，如图33 。其缸体中心线与传动轴中心线成一夹角，使缸体对配油盘的倾复力矩减小，因此允许的倾角较大。 图1.3 Thoma 泵

7、20世纪50年代中期，美国Denison公司和英国Lucas公司摆脱Janny泵的传统，设计了轴承支承缸体的斜盘泵。这种泵传动轴只传递扭矩，不传递弯矩，保障了配流副的良好接触，加上制造水平的提高，使其工作压力提高到35 MPa，转速也大幅提高，引起斜盘泵历史上的一次飞跃。 20世纪60年代中期，由于对液压系统集成化的要求，特别是在行走车辆闭式回路的应用，通轴泵获得了新的发展 5-6。主轴尾端可以安装辅助泵或其他作用的泵，使通轴泵具有集成多种元件的复合功能，大大简化了液压系统，这是斜盘泵 发展的另一次飞跃。 20世纪70年代以后，欧美很多轴向柱塞泵 的制造商逐渐崛起，针对不同领域做了很多技术革新

8、，比如Vickers针对注塑机节能的要求推出PVB轻型泵；泵 和电子技术结合也越来越紧密，出现了多种多样控制方式。 1966年，我国综合了国外后斜盘式柱塞泵的特点，设计出CY14-1型轴向柱塞泵。经过30多年的实践，对CY14-1相继做过四次大的改进，前两次以标准化和缩小体积为主，改进为CY14-1A型。第三次针对配油盘烧损和斜盘磨损以及工艺问题，形成了CY14-1B型泵 。第四次针对CY14-1B型噪声高、转速低、易松靴脱靴、可靠性差、自吸能力差，规格不全和无通轴泵等缺陷，开发了Q*CY14-1Bk系列开式低噪声泵和QT*CY14-1Bk系列通轴泵。 进入九十年代后，德国Rexroth公司开

9、发了A4V泵。柱塞与传动轴成一交角，工作时离心力有助于柱塞的回程，也有利于减小配流盘直径，降低缸体配流面的线速度；采用球面配流，有利于补偿轴向偏载对缸体产生的倾复力矩。 进入21世纪，荷兰Innas公司设计了一种名为Floating Cup结构的轴向柱塞泵，如图4。这种泵为双层柱塞结构，类似于将两个泵面对面的叠加，它可以平衡泵一部分的轴向力，减轻轴承的工作负载，减少流量脉动，降低噪声9。 图1.4 新型Floating Cup轴向柱塞泵从最初用于低压排水到现在高压甚至超高压的驱动方式，柱塞泵的性能得到了巨大的提升，应用也越来越广。 2 轴向柱塞泵的工作原理及分类2.1 基本工作原理由于起密封作

10、用的柱塞和缸孔为圆柱形滑动配合，可以达到很高的加工精度，并且油缸体和配流盘之间的端面密封采用液压自动压紧，所以泵的泄漏可以得到严格控制，因此这种泵可以适应在高压下工作，容积效率较高。传动轴每转一周，柱塞在缸孔中往复运动一次，完成吸油和排油。轴向柱塞泵的结构形式很多，按其配流方式来分，主要有端面配流和阀配流两种，个别结构采用轴配流。端面配流可以做成定排量或变排量形式，阀配流多作为定排量泵。但是阀配流泵可以达到更高的工作压力。本章主要讨论端面配流的轴向柱塞泵。按其结构特点，这种泵又可分为斜盘式和斜轴式两大类。2.2斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵的传动轴中心线与缸体中心线重合。柱塞对斜面的正压力与

11、柱塞泵底部液压力成正比（为斜盘倾斜角）。由于力相当大，由于受到接触点挤压力的限止，一般仅用于小流量、中高压（10Mpa）的场合。为了改善柱塞头部的接触情况，采用了按静压轴承原理设计的滑靴。带滑靴结构的轴向柱塞泵工作压力可达32Mpa到40Mpa，排量从到，个别可达。带滑靴结构的轴向柱塞泵是国内目前使用最广泛的轴向柱塞泵。安放在缸体中的柱塞通过滑靴与斜盘相接触。传动轴中的弹簧通过回程盘使滑靴紧贴斜盘。当传动轴带动缸体转动时，弹簧产生回程力，使柱塞外伸，完成吸油过程。此后，斜盘将柱塞往缸孔里推，完成排油过程。柱塞和缸孔组成的工作容腔中的油液，通过配流盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘

12、的倾角，因而可以改变泵的排量。柱塞泵受的径向力通过缸体传到轴承上。另一种带滑靴的斜盘式轴向柱塞泵，称为通轴泵。其传动轴采用两端支承。这样，由于柱塞径向力引起的缸体径向力可以由传动轴承受，因而取消了缸体外的大轴承。传动轴和缸体的花键配合段的中点是缸体承受径向作用力的支承点。为了不使缸体承受过大的倾覆力矩，此支点应通过或接近缸体径向合力的作用线。同时，传动轴的直径较大，因而轴的挠度较小，缸体倾斜小。通轴泵还广泛地采用浮动配流盘和浮动缸体结构，对缸体的倾斜进行补偿。通过泵结构的另一个特点是传动轴伸出柱塞泵的主体，在轴端可安装一台小流量的低压油泵及组合阀。当通轴泵用于泵马达闭式系统时，该低压油泵作为辅

13、助补油泵，简化了液压系统及管道连接，便于实现液压元件的集成化。这是近年来通轴泵发展较快的一个原因。2.3 斜轴式轴向柱塞泵这种轴向柱塞泵的传动轴与缸体轴线倾斜一个角度，故称为斜轴式泵。双铰式轴向泵是一种较早出现的斜轴式泵，曾经获得过广泛的应用。双铰泵采用连杆带动柱塞作往复运动，传动轴通过双万向铰带动缸体旋转。由于缸体的转动只需克服摩擦阻力，所以通过双万向铰传递的功率较小，万向铰的设计、制造较容易。主要动力由连杆传递。其配流盘的工作原理与斜盘泵相同。这种泵由于采用了万向铰，所以结构比较复杂，除在大流量场合外，已经较少应用。无铰式轴向柱塞泵的工作原理，当传动轴转动时，连杆推动柱塞在缸孔中作往复运动

14、。同时，连杆的侧面带动柱塞连同缸体一起旋转，取消了万向铰。由于结构简单，这种泵目前使用也比较广泛。只要设计得当，可以使连杆的轴线与缸孔的轴线间的夹角做得很小。因而柱塞上的径向作用力以及缸体上的径向作用力都大为减小。这对于改善柱塞和缸体间的磨损以及减小缸体的的倾覆力矩都有很大好处。因为径向力小，传动轴和缸体轴线之间的夹角可以取得较大（一般可达，个别达），因而泵的排量增加。而斜盘泵的斜盘倾斜角受径向力的限止，一般不超过。与斜盘泵相比，这种斜轴泵适用于大排量场合（排量范围为，个别可达）。斜轴泵的总效率略高于斜盘泵。但斜轴泵的体积较大，流量的调节靠摆动缸体使缸体轴线与传动轴线的夹角发生变化来达到，运动

15、部分的惯量大，动态响应慢。斜轴泵的传动轴要承受相当大的轴向力与径向力，故要选用大容量的轴承，轴承部位的结构复杂。端面配流的斜盘式泵和斜轴式泵是目前使用最广泛的柱塞泵。轴向柱塞泵通常用在高压或中高压的场合，各零件承受较大载荷。除了各零件必须满足强度要求外，柱塞与缸体柱塞孔、缸体端面与配流盘、斜盘平面与滑靴三对摩擦副的摩擦、磨损情况对泵的性能有较大的影响。过大的摩擦力不但降低泵的机械效率，还会引起磨损、降低泵的使用寿命。这三对摩擦副又起隔离高、低压油腔的密封作用，因此又与泵的容积效率有关。对这三个关键部位的工作机理、结构、材料、工艺研究，是提高轴向柱塞泵性能的重要内容。在高压工作条件下，泵的流量脉

16、动和液压冲击会产生较大的振动和噪声。减小轴向柱塞泵的振动和噪声也是目前液压技术领域内比较受到关注的问题。3 轴向柱塞泵的结构、使用与维修3.1 柱塞泵的结构轴向柱塞泵的柱塞沿轴向圆周均匀分布地装在缸体中，液压油经配油盘上的吸油口进入液压缸。由于斜盘与配油盘都固定不动，当传动轴带动液压缸回转时，在低压进油与斜盘的作用下，柱塞就在液压缸中做往复直线运动，完成吸油与压油过程。缸体每转一转，每个柱塞运动一次，完成一次吸油与压油。斜盘式轴向柱塞泵按其结构可分为点接触式与滑履式两种。点结触式结构简单，只适用于中、低压（压力为6.3MPa以下），滑履式结构复杂，由于柱塞垢球面是通过滑履的平面与斜盘接触，压力

17、分散，故可以用于中、高压（工作压力为2132MPa)。在斜盘式轴向柱塞泵中，CY型轴向柱塞泵是较为典型的一种，额宝压力为32MPa，额定流量有：2.5、10、25、63、80、107、120、160、250（L/min)等规格。这种柱塞泵分定量泵与变量泵两种。目前国内常用的有手动变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量等形式。目前用得比较多的主要是CY141B型轴向柱塞泵，它采用配油盘配油，缸体旋转的动动形式。在滑履与变量头之间，配油盘与缸体之间采用了静压平衡结构，因而有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、使用寿命长等许多优点。适用于锻压、冶金、矿山、般舶、运输、建筑等机械及其他高中压液压系统中。

18、图3.1 泵体图3.2 阀盖 图3.3 阀体图3.4 上、下阀瓣图3.5 填料压盖3.2 供油形式直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型、自吸供油型两种。压力供油型液压泵大都采用有气压的油箱，也有液压泵本身带有补油分泵向液压泵进油口提供压力油的。自吸油型液压泵的自吸油能力很强，无需外力供油。气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，必须等液压油箱达到使用气压后，才能操作机械。如液压油箱的气压不足时就担任机器，会对液压泵内的与滑鞭造成拉脱现象，出会造成泵体内回程板与压板的非正常磨损。采用补油泵供油的柱塞泵，使用3000h后，操作人员每日需对柱塞泵检查1-2次，检查液压泵运转声响是否正常。如发现液压缸速度下降

19、或闷车时，就应该对补油泵解体检查，检查叶轮边沿是否有刮伤现象，内齿轮泵间隙是否过大。对于自吸油型柱塞泵，液压油箱内的油液不得低于油标下限，要保持足够数量的液压油。液压油的清洁度越高，液压泵的使用寿命越长。3.3液压泵用轴承柱塞泵最重要的部件是轴承，如果轴承出现游隙，则不能保证液压泵内部三对磨擦副的正常间隙，同时也会破坏各磨擦副的静液压支承油膜厚度，降低柱塞泵轴承的使用寿命。据液压泵制造厂提供的资料，轴承的平均使用寿命为10000h，超过此值就需要更换新的。 拆卸下来的轴承，没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙的，只能采用目测，如发现滚柱表面有划痕或变色，就必须更换。 在更换轴承时，应注意原轴

20、承的英文字母和型号，柱塞泵轴承大都采用大载荷容量轴承，最好购买原厂家，原规格的产品，如果更换另一种品牌，应请教对轴承有经验的人员查表对换，目的是保持轴承的精度等级和载荷容量。3.4 三对磨擦副检查与修复柱塞泵的结构复杂，如对其结构不太熟悉，最好不要拆装，应由专业维修人员进行维修装配。3.4.1 柱塞杆与缸体孔表3.1为柱塞泵零件的更换标准柱塞杆直径162025303540柱塞杆与缸孔标准间隙0.0150.0250.0250.0300.0350.040极限间隙0.040.050.060.070.080.09柱塞杆球头与滑靴球窝标准间隙0.010.010.0150.0150.020.02极限间隙0

21、.30.30.30.350.350.35当表中所列的各种间隙超差时，可按下述方法修复： （1）缸体镶装铜套的，可以采用更换铜套的方法修复。首先把一组柱塞杆处径修整到统一尺寸，再用1000#以上的砂纸抛光外径。缸体安装铜套的三种方法：（a）缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压，过盈装配；（b）采有乐泰胶粘着装配，这咱方法要求铜外套外径表面有沟槽；（c）缸孔攻丝，铜套外径加工螺纹，涂乐泰胶后，旋入装配。 （2）熔烧结合方式的缸体与铜套，修复方法如下：（a）采用研磨棒，手工或机械方法研磨修复缸孔；（b）采用座标镗床，重新镗缸体孔；（c）采用铰刀修复缸体孔。 （3）采用“表面工程技术”，方法如下：（a）电镀

22、技术：在柱塞表面镀一层硬铬；（b）电刷镀技术：在柱塞表面刷镀耐磨材料；（c）热喷涂或电弧喷涂或电喷涂：喷涂高碳马氏体耐磨材料；（d）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。 （4）缸体孔无铜套的缸体材料大都是球墨铸铁的，在缸体内壁上制备非晶态薄膜或涂层。因为缸体孔内壁有了这种特殊物质，所以才能组成硬硬配对的磨擦副。如果盲目地研磨缸体孔，把缸体孔内壁这层表面材料研掉，磨擦更加的结构性能也就改变了。被去掉涂层的磨擦副，如果强行使用，就会磨擦面温度急剧升高，柱塞杆与缸孔发生胶合。 另外在柱塞杆表面制备一种独特的薄膜涂层，涂层含有减磨+耐磨+润滑功能，这组磨擦副实际还是硬软配对，一旦人地改变涂层，

23、也就破坏了最佳配对材料的磨擦副，修理这些特殊的柱塞泵，就要送到专业修理厂。图3.6 柱塞3.4.2 滑靴与斜盘滑靴与斜盘的滑动磨擦是斜盘柱塞泵三对磨擦副中最为复杂的一对。 表1列出柱塞杆球头与滑靴球窝的间隙，如果柱塞与滑靴间隙超差，柱塞腔中的高压油就会从柱塞球头与滑靴间隙中泄出，滑靴与斜盘油膜减薄，严重时会造成静压支承失效，滑靴与斜盘发生金属接触磨擦，滑靴烧蚀脱落，柱塞球头划伤斜盘。柱塞杆球头与滑靴球窝超出公差1.5倍时，必须成组更换之。 斜盘作用一段时间后，斜盘平面会出现内凹现象，在采用平台研磨前，首先应测量原始尺寸和平面硬度。研磨后，再测出研磨量是多少，如在0.18以内，对柱塞泵使用无防碍

24、；如果超出0.2mm以上，则应采用氮化的方法来保持原有的氮化层厚度。 斜盘平面被柱塞球头刮削出沟槽时，可采用激光熔敷合金粉末的方法进行修复。激光熔敷技术既可保证材料的结合强度，又能保证补熔材料的硬度，且不全降低周边组织的硬度。 也顺以采用铬相焊条进行手工堆焊，补焊过的斜盘平面需重新热处理，最好采用氮化炉热处理。不管采取哪种方法修复斜盘，都必须恢复原有的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。3.4.3 配流盘与缸体配流面的修复配流盘有平面配流和球面配流两种形式。 球面配流的磨擦副，在缸体配流面划痕比较浅时，通过研磨手段修复；缸体配流面沟槽较深时，应先采用“表面工程技术”手段填平沟槽后，再进行研磨，不可盲目

25、研磨，以防铜层变薄或漏油出钢基。 平面配流形式的磨擦副可以精度比较高的平台上进行研磨。 缸体和配流盘在研磨前，应先测量总厚度尺寸和应当研磨掉的尺寸，再补偿到调整垫上。配流盘研磨量较大时，研磨后应重新热处理，以确保淬硬层硬度（见表2）。 表3.2柱塞泵零件硬度标准柱塞杆柱塞杆球头斜盘表面配流盘推荐硬度HS84HS90HS90HS90缸体与配流盘修复后，可采用下述方法检查配合面的泄漏情况，即在配流盘面涂上凡士林油，把泄油道堵死，涂好油配流盘平放在平台或平板玻璃上，再把缸体放在配流盘上，在缸孔中注入柴油，要间隔注油，即一个孔注油，一个孔不注油，观察4h以上，柱塞孔中柴油无泄露和串通，说明缸体与配流盘

26、研磨合格。3.5 使用注意事项柱塞泵使用寿命的长短，与平时的维护保养，液压油的数量和质量，油液清洁度等有关。避免油液中的颗粒对柱塞泵磨擦副造成磨损等，也是延长柱塞泵寿命的有效途径。在维修中更换零件应尽量使用原厂生产的零件，这些零件有时比其它仿造的零件价格要贵，但质量及稳定性要好，如果购买售价便宜的仿造零件，短期内似乎是节省了费用，但由此出带来了隐患，也可能对柱塞泵的使用造成更大的危害。液压泵启动前必须先从回油口向泵内灌满清洁的工作油，然后方可启动。先采用点动数次，同时观察油流方向，若油流方向正确，方可正式启动。启动后空载运转2030分钟，然后可以投入使用。4 轴向柱塞泵的泵油原理轴向柱塞泵的泵

27、油机构包括两套精密偶件：柱塞和柱塞套构成柱塞偶件、出油阀和出油阀座构成出油阀偶件。柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为0.0020.003mm柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。出油阀和出油阀座也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01mm 。出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合，其作用是在停供时，将高压油管与

28、柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带，其作用是在供油终了时，使高压油管内的油压迅速下降，避免喷孔处产生滴油现象。当环带落入阀座内时则使上方容积很快增大，压力迅速减小，停喷迅速。工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。4.1进油过程当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱

29、塞运动到下止点，进油结束。供油过程当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。4.2回油过程柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅

30、速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。结论：通过上述讨论，得出下列结论 柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定。 柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的。 供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。 转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。4.3 国产系列柱塞式喷油泵国产系列柱塞泵主要有A、B、P、Z和、号等系列。系列化是根据柴油机单缸功率范围对供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和结构型式为基础，再分别配以不同尺寸的柱塞直径，组成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵，以满

31、足各种柴油机的需要。国产系列喷油泵的工作原理和结构型式基本相同，以A型泵为例介绍柱塞式喷油泵的构造和工作原理。柱塞泵由四大部分组成：分泵、油量调节机构、传动机构和泵体以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油。 图4.1装配图5 轴向柱塞泵的加工工艺以德国RKXROT公司设计与制造的柱塞泵为例，型号为A11V25 LRD10RNPD+PPE2G33X0292007VI8。它是一种恒功率、变量

32、、斜盘式轴向柱塞泵，共有九个柱塞，结构形式为通轴式，轴支承缸体。如图1所示图 5.1 轴支承缸体的斜盘式( 通轴) 轴向柱塞泵1传动轴 2轴承 3 斜盘 4滑靴 5 柱塞 6缸体 7 中心弹簧8 配流盘 9 轴承 l0球铰 11回程盘5.1斜盘式轴向柱塞泵的工作原理通过传动轴带动缸体转动，中心弹簧一方面通过垫圈把缸体压向配流盘，以保证它们之间的预封力。另一方面通过垫圈推动推杆把球铰压向回程盘，带动柱塞和滑靴回程当缸体转动时，滑靴在斜盘上滑动，柱塞在缸孔内往复运动，油流经配流盘通道进A缸孔，然后通过配流盘另一通道排出。从1997年连铸机投产以来，该泵经常发生故障，在不到一年的时间里， 共计损坏了

33、8台，使连铸机的生产陷入半瘫痪状态，也影响了炼钢和轧钢的生产，如果从国外进口，不仅价格昂贵(每台约lO万元)，二个季度后才 交货。为尽快恢复正常生产，唯一的方法就是修复现有损坏的柱塞泵。将柱塞泵拆卸后， 通过仔细分析、研究。 5.2柱塞泵损坏原因( 1 ) 滑靴损坏，主要因为柱塞泵在回程时，柱塞球头部分与滑靴问相互作用力过大、造成滑靴脱靴损坏。 ( 2 ) 由于液压介质太脏，造成运动副不同程度的划伤。 5.3修复措施 ( 1 ) 将柱塞泵的柱塞由实芯改为空芯。 经计算在保持其他参数不变的情况下，将柱塞由实芯改为空芯，减少了柱塞和滑靴的总重量，也就可以减少回程力，从而减少柱塞球头和滑靴问的相互作

34、用力，达到保证滑靴免受损坏的目的。图5.2 改造后的柱塞泵( 2 ) 由于滑靴与柱塞球头是铆合的，为了提高拉脱强度，将滑靴收口部位局部加厚，如图3 。图5.3 改进后的滑靴结构要求滑靴球面位置度为O.O05m m，与柱塞球头铆合时径向间隙不大于 O O01m m，与柱塞球头接触面积不少于 70 图3改进后的滑靴结构平衡 ( 3 )在柱塞上加工五个压力平衡环( 如图 2 )柱塞泵柱塞在压出行程中的受力状态如图4所示。图5.4 柱塞泵在压出行程中的受力状态图中斜盘对柱塞的反作用力的分力 F。引起柱塞倾斜，为避免因油液过脏引起的划伤和油膜破坏引起的烧伤。在活塞上加工五个平衡环，当活塞往复运动时。平衡

35、环内始终充满压力油，即使柱塞发生倾斜，也能实现静压。图4柱塞泵在压出行程中的受力状态由于柱塞与孔之间存在一定的间隙，柱塞端部的高压油将经过间隙向低压端( 泵壳) 内泄漏。因为机械零件的几何精度总是存在一定的偏差。使柱塞与孔之间的间隙不均匀，导致在高压油通过间隙泄漏时。产生不均匀的压降，间隙小的一侧压降大，压力低；间隙大的一侧压降小，压力高，使柱塞受力不平衡。将柱塞推向一侧，并将间隙中的油膜挤出，产生干摩擦，造成零件表面拉伤破坏。这种使零件推向一侧的不平衡力称为“液压卡紧力”，这种情况在零件的圆度和锥度超差时尤为严重，在柱塞上加工若干个平衡槽。可使柱塞圆周上的力区域平衡。从而消除液压卡紧力。 (

36、 4 ) 更换液压介质，并在液压站回油管路增加回油过滤器。保持油液清洁，并对泵体的各配合面进行研磨修。 结 论我的设计是自己独立完成的一项设计任务，我们工科生作为祖国的应用型人才，将来所从事的工作都是实际的操作及高新技术的应用。所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力，提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力。本次毕业设计针对“柱塞泵设计”的要求，在满足各种参数要求的前提下，拿出一个具体实际可行的方案，因此我从实际出发，认真的思考与筛选，经过一个多月的努力终于有了现在的收获。回想起来，在创作过程中真的是酸甜苦辣咸，五味俱全。有时为了实现一个参数翻上好几本资料，然而也不见

37、得如人心愿。在制作的过程中，遇到了很多的困难，通过去图书馆查阅资料，上网搜索，还有和老师与同学之间的讨论、交流，最终实现了这些问题较好的解决。通过毕业设计，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤。掌握机械设计的一般规律，进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练，熟练地掌握了AutoCAD的操作指令。 通过这次毕业设计的学习和研究，我们开拓了视野，掌握了设计的一般步骤和方法，使这三年来所学的各种专业知识又得到了巩固，同时，这次毕业设

38、计又涉及到计算、绘图等，让我们又学到很多新的知识。但毕竟我们所学的知识有限，本设计的好多地方还等待更改和完善。致 谢短暂的毕业设计是紧张而有效的，在掌握了四年所业学的专知识后，自己能够综合的运用并能完成自己拟订的毕业设计，这也是对自己所学专业知识的考察和温习，这是第一次全面的从完成由构思到设计完成，我从中学到了很多。综合运用了课本知识，再加上实际生产所用到的一些设计工艺，认真的对自己设计的数据进行计算和核对，严格按照设计的步骤和自己已经标出的设计过程来进行计算。这些都是自己在设计中所能获得的好处。虽然在计算的过程中也遇到了很多在课本中没有遇到过的问题，这些都是在实际生产中所要考虑到的细节问题，

39、而自己往往都会遗漏这样的设计，但在毕业设计指导老师XX的指导下，她给出我在设计中必须及在实际中所要考虑到的细节的讲解，使我体会到了理论联系实践的重要性。另外在设计的过程中需要用大量的数据，而这些数据都是计算得来的，因此需要翻阅大量的相关设计的文献。所以我在学校图书馆里认真的查阅并记录了数据，再进行数次的核对最终有了正确的设计数据。毕业设计能够顺利的完成与XX老师的指导是分不开的。遇到的问题和自己不能设计的步骤，都是在孙老师的讲解下得到满意的答案。从而加快了自己设计的进度和设计的正确性、严谨性。对学校要求的设计格式，XX老师也反复的检查每一个格式和布局的美观，这样我们才能设计出符合标准的设计。时

40、间就这样在自己认真设计的过程中慢慢的过去了，几周的时间过的是有效和充实的。到最后看到自己设计的题目完成后心情是非常喜悦的。因为这凝结了自己辛苦的劳动和老师的指导，所以说这次设计收获甚多。最后在对XX老师感激的同时，也要对在百忙中认真评阅我们设计的学院领导表示感谢，你们丰富的专业知识能给我们提出很多可行的方案。所以我由衷的表示谢意！参考文献1 王槐德. 机械制图课教学参考书. 北京：中国劳动社会保障出版社，2007.2 王槐德. 机械制图新旧标准代换教程. 修订版.北京：中国标准出版社，2004.3 技术产品文件标准汇编 技术制图卷.北京：中国标准出版社，2007.4 技术产品文件标准汇编 机械

41、制图卷.北京：中国标准出版社，2007.5 徐祖茂. 机械工程图学. 上海交通大学出版社，2005.6 徐锦康. 机械原理. 北京：机械工业出版社，1994.7 郑志祥. 机械零件. 北京：高等教育出版社，1989.8 现代机械传动手册编委会. 现代机械传动手册. 北京：机械工业出版社，1995.9 陈榕林. 机械设计应用手册. 北京：科学技术文献出版社，1995.10 孙靖民. 现代机械设计方法选讲. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992.附件3济源职业技术学院毕业设计（论文）意见表指导教师意见： 教师签字： 年 月 日 评阅人意见： 评阅人签字： 年 月 日答辩委员会意见： 成 绩 评

42、定：答辩组组长签字： 年 月 日XX学院机电工程系2011届毕业生毕业设计答辩记录姓 名专 业班 级答辩时间答辩地点设计题目轴向柱塞泵的设计1、轴向柱塞泵的基本工作原理是什么？答：由于起密封作用的柱塞和缸孔为圆柱形滑动配合，可以达到很高的加工精度，并且油缸体和配流盘之间的端面密封采用液压自动压紧，所以泵的泄漏可以得到严格控制，因此这种泵可以适应在高压下工作，容积效率较高。传动轴每转一周，柱塞在缸孔中往复运动一次，完成吸油和排油。2、轴向柱塞泵的分类？轴向柱塞泵的结构形式很多，按其配流方式来分，主要有端面配流和阀配流两种，个别结构采用轴配流。端面配流可以做成定排量或变排量形式，阀配流多作为定排量泵。但是阀配流泵可以达到更高的工作压力。3、轴向柱塞泵的泵油机构包括两套精密偶件？答：柱塞和柱塞套构成柱塞偶件、出油阀和出油阀座构成出油阀偶件。4、柱塞泵的损坏原因？答：( 1 ) 滑靴损坏，( 2 ) 由于液压介质太脏，造成运动副不同程度的划伤。 5、柱塞泵的修复措施？ 答：( 1 ) 将柱塞泵的柱塞由实芯改为空芯。 ( 2 ) 由于滑靴与柱塞球头是铆合的，为了提高拉脱强度，将滑靴收口部位局部加厚， ( 3 )在柱塞上加工五个压力平衡环 ( 4 ) 更换液压介质，并在液压站回油管路增加回油过滤器。保持油液清洁，并对泵体的各配合面进行研磨。 记录教师（签名）：