軸向柱塞泵設計

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1、XX學院畢業(yè)設計 XX學院 畢 業(yè) 設 計 題目 軸向柱塞泵的設計 系別 　 專業(yè) 　　　　 　　　　　　　 班級 姓名 學號 指導教師

2、 日期 26 設計任務書 設計題目： 軸向柱塞泵的設計 設計要求 系統(tǒng)介紹軸向柱塞泵的概況、原理與結構形式；并詳細地分析討論了軸向柱塞泵的主要性能，主要零部件地制造工藝，以及柱塞泵的使用維護知識。進行計算機輔助設計和繪圖的訓練，熟練地掌握了AutoCAD的操作指令。 設計進度要求 第一周： 確定題目、搜集資料及前期準備工作； 第二周： 工件基本類型與工藝性分析； 第三周： 整體及部分零件尺寸計算； 第四周： 其他零部件的設計和繪制結構尺寸圖； 第五周： 畢業(yè)論文電子稿的錄入，繪制主

3、要零件和裝配圖； 第六周： 畢業(yè)論文的校核、修改； 第七周： 打印裝訂和畢業(yè)答辯； 指導教師（簽名）： 摘 要 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件，它是每個液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件，合理的選擇液壓泵對于液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。 本設計對軸向柱塞泵進行了分析，主要分析了軸向柱塞泵的分類，對其中的結構，例如，柱塞的結構型式、滑靴結構型式、配油盤結構型式進行了分析和設計，還包括的它們的工

4、作原理、加工工藝。最后還介紹了它的常見損壞原因以及使用與維護的方法。這樣能更好的提高生產效率，使操作維修更加方便。 本次設計對軸向柱塞泵進行了詳細的介紹，在學到更多知識的同時開發(fā)了自身的潛能，對專業(yè)知識的實用性和重要性有了更深的認識！ 關鍵詞：柱塞泵 滑靴 配油盤 目 錄 設計任務書 I 摘 要 II 概 述 1 1 軸向柱塞泵演化歷程 2 2 軸向柱塞泵的工作原理及分類 5 2.1 基本工作原理 5 2.2斜盤式軸向柱塞泵 5 2.3 斜軸式軸向柱塞泵 6 3 軸向柱塞泵的結構、使用與維修 8 3.1 柱塞泵的結構 8 3

5、.2 供油形式 10 3.3液壓泵用軸承 10 3. 4 三對磨擦副檢查與修復 11 3.4.1 柱塞桿與缸體孔 11 3.4.2 滑靴與斜盤 12 3.4.3 配流盤與缸體配流面的修復 13 3.5 使用注意事項 14 4 軸向柱塞泵的泵油原理 15 4.1進油過程 15 4.2回油過程 16 4.3 國產系列柱塞式噴油泵 16 5 軸向柱塞泵的加工工藝 18 5.1斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 18 5.2柱塞泵損壞原因 19 5.3修復措施 19 結 論 21 致 謝 22 參考文獻 23 概 述 軸向柱塞泵是液壓系統(tǒng)中重要的動力元件和執(zhí)

6、行元件，廣泛地應用在工業(yè)液壓和行走液壓領域，是現(xiàn)代液壓元件中使用最廣的液壓元件之一。此外，由于軸向柱塞泵結構復雜，對制造工藝、材料的要求非常高，因此它又是技術含量很高的液壓元件之一。 近年來，隨著材料、制造、電子等技術的發(fā)展，軸向柱塞泵的新技術層出不窮，例如荷蘭Innas公司開發(fā)的Float Cup結構軸向柱塞泵，丹麥的Saur-Danfoss公司為工程機械量身定做的H1系列的多功能泵，德國Rexroth公司推出的電子智能泵等等。而我國自20世紀六、七十年代開發(fā)了CY系列和引進Rexroth技術的泵后，軸向柱塞泵技術進展緩慢。近年來，隨著我國經濟的騰飛，在工業(yè)現(xiàn)代化和大規(guī)模城市化進程中，工

7、程機械、塑料機械、冶金、機床和農業(yè)機械等領域對軸向柱塞泵的需求十分旺盛，因此提高我國軸向柱塞泵的性能顯得十分迫切，對軸向柱塞泵技術革新的要求也十分緊迫！縱覽國內外軸向柱塞泵技術的發(fā)展演變對認識軸向柱塞泵的發(fā)展趨勢和加快我國軸向柱塞泵技術的發(fā)展都有著重要的指導意義和現(xiàn)實意義。 1 軸向柱塞泵演化歷程 軸向柱塞泵的雛形可以追溯到十六世紀初，Ramelli 開發(fā)了用于從礦井里往外汲水的皮革密封的軸向柱塞泵，如圖1。從結構上看，它和現(xiàn)在的柱塞泵已經十分相似[2]。直到1905年，美國Harvey William教授和Reynold Janny工程師設計了端面配流的斜盤泵的靜液傳動裝置，用在

8、軍艦炮塔轉向的液壓系統(tǒng)中，后來人們稱此構的泵為Janny泵，如圖2 (a) （b） 圖1.1 早期柱塞泵 圖1.2 Janny泵 1907年，美國人Renault改進了Janny的這種柱塞傳動機械，有效提高了其的運行效率[2]。 斜軸式柱塞泵發(fā)展較晚，1930年，瑞士Hans Thoma教授設計了第一臺斜軸泵，后人常把斜軸泵稱為Thoma泵，如圖3[3] 。其缸體中心線與傳動軸中心線成一夾角，使缸體對配油盤的傾復力矩減小，因此允許的傾角較大。 圖1.3 Thoma 泵 20世紀50年代中期，美國Denison公司和英國Lucas公司擺脫Janny

9、泵的傳統(tǒng)，設計了軸承支承缸體的斜盤泵。這種泵傳動軸只傳遞扭矩，不傳遞彎矩，保障了配流副的良好接觸，加上制造水平的提高，使其工作壓力提高到35 MPa，轉速也大幅提高，引起斜盤泵歷史上的一次飛躍。 20世紀60年代中期，由于對液壓系統(tǒng)集成化的要求，特別是在行走車輛閉式回路的應用，通軸泵獲得了新的發(fā)展 [5-6]。主軸尾端可以安裝輔助泵或其他作用的泵，使通軸泵具有集成多種元件的復合功能，大大簡化了液壓系統(tǒng)，這是斜盤泵 發(fā)展的另一次飛躍。 20世紀70年代以后，歐美很多軸向柱塞泵 的制造商逐漸崛起，針對不同領域做了很多技術革新，比如Vickers針對注塑機節(jié)能的要求推出PVB輕型泵；

10、泵 和電子技術結合也越來越緊密，出現(xiàn)了多種多樣控制方式。 1966年，我國綜合了國外后斜盤式柱塞泵的特點，設計出CY14-1型軸向柱塞泵。經過30多年的實踐，對CY14-1相繼做過四次大的改進，前兩次以標準化和縮小體積為主，改進為CY14-1A型。第三次針對配油盤燒損和斜盤磨損以及工藝問題，形成了CY14-1B型泵 。第四次針對CY14-1B型噪聲高、轉速低、易松靴脫靴、可靠性差、自吸能力差，規(guī)格不全和無通軸泵等缺陷，開發(fā)了Q**CY14-1Bk系列開式低噪聲泵和QT**CY14-1Bk系列通軸泵。 進入九十年代后，德國Rexroth公司開發(fā)了A4V泵。柱塞與傳動軸成一

11、交角，工作時離心力有助于柱塞的回程，也有利于減小配流盤直徑，降低缸體配流面的線速度；采用球面配流，有利于補償軸向偏載對缸體產生的傾復力矩。 進入21世紀，荷蘭Innas公司設計了一種名為Floating Cup結構的軸向柱塞泵，如圖4。這種泵為雙層柱塞結構，類似于將兩個泵面對面的疊加，它可以平衡泵一部分的軸向力，減輕軸承的工作負載，減少流量脈動，降低噪聲[9]。 圖1.4 新型Floating Cup軸向柱塞泵 從最初用于低壓排水到現(xiàn)在高壓甚至超高壓的驅動方式，柱塞泵的性能得到了巨大的提升，應用也越來越廣。 2 軸向柱塞泵的工作原理及分類 2.1 基本工作原理

12、 由于起密封作用的柱塞和缸孔為圓柱形滑動配合，可以達到很高的加工精度，并且油缸體和配流盤之間的端面密封采用液壓自動壓緊，所以泵的泄漏可以得到嚴格控制，因此這種泵可以適應在高壓下工作，容積效率較高。 傳動軸每轉一周，柱塞在缸孔中往復運動一次，完成吸油和排油。 軸向柱塞泵的結構形式很多，按其配流方式來分，主要有端面配流和閥配流兩種，個別結構采用軸配流。端面配流可以做成定排量或變排量形式，閥配流多作為定排量泵。但是閥配流泵可以達到更高的工作壓力。本章主要討論端面配流的軸向柱塞泵。按其結構特點，這種泵又可分為斜盤式和斜軸式兩大類。 2.2斜盤式軸向柱塞泵 斜盤式軸向柱塞泵的傳動軸中心線與缸體中

13、心線重合。柱塞對斜面的正壓力與柱塞泵底部液壓力成正比（為斜盤傾斜角）。由于力相當大，由于受到接觸點擠壓力的限止，一般僅用于小流量、中高壓（10Mpa）的場合。為了改善柱塞頭部的接觸情況，采用了按靜壓軸承原理設計的滑靴。帶滑靴結構的軸向柱塞泵工作壓力可達32Mpa到40Mpa，排量從到，個別可達。 帶滑靴結構的軸向柱塞泵是國內目前使用最廣泛的軸向柱塞泵。安放在缸體中的柱塞通過滑靴與斜盤相接觸。傳動軸中的彈簧通過回程盤使滑靴緊貼斜盤。當傳動軸帶動缸體轉動時，彈簧產生回程力，使柱塞外伸，完成吸油過程。此后，斜盤將柱塞往缸孔里推，完成排油過程。柱塞和缸孔組成的工作容腔中的油液，通過配流盤分別與泵的吸

14、、排油腔相通。變量機構用來改變斜盤的傾角，因而可以改變泵的排量。柱塞泵受的徑向力通過缸體傳到軸承上。 另一種帶滑靴的斜盤式軸向柱塞泵，稱為通軸泵。其傳動軸采用兩端支承。這樣，由于柱塞徑向力引起的缸體徑向力可以由傳動軸承受，因而取消了缸體外的大軸承。傳動軸和缸體的花鍵配合段的中點是缸體承受徑向作用力的支承點。為了不使缸體承受過大的傾覆力矩，此支點應通過或接近缸體徑向合力的作用線。同時，傳動軸的直徑較大，因而軸的撓度較小，缸體傾斜小。通軸泵還廣泛地采用浮動配流盤和浮動缸體結構，對缸體的傾斜進行補償。 通過泵結構的另一個特點是傳動軸伸出柱塞泵的主體，在軸端可安裝一臺小流量的低壓油泵及組合閥。當通

15、軸泵用于泵—馬達閉式系統(tǒng)時，該低壓油泵作為輔助補油泵，簡化了液壓系統(tǒng)及管道連接，便于實現(xiàn)液壓元件的集成化。這是近年來通軸泵發(fā)展較快的一個原因。 2.3 斜軸式軸向柱塞泵 這種軸向柱塞泵的傳動軸與缸體軸線傾斜一個角度，故稱為斜軸式泵。雙鉸式軸向泵是一種較早出現(xiàn)的斜軸式泵，曾經獲得過廣泛的應用。 雙鉸泵采用連桿帶動柱塞作往復運動，傳動軸通過雙萬向鉸帶動缸體旋轉。由于缸體的轉動只需克服摩擦阻力，所以通過雙萬向鉸傳遞的功率較小，萬向鉸的設計、制造較容易。主要動力由連桿傳遞。其配流盤的工作原理與斜盤泵相同。這種泵由于采用了萬向鉸，所以結構比較復雜，除在大流量場合外，已經較少應用。 無鉸式軸向柱塞

16、泵的工作原理，當傳動軸轉動時，連桿推動柱塞在缸孔中作往復運動。同時，連桿的側面帶動柱塞連同缸體一起旋轉，取消了萬向鉸。由于結構簡單，這種泵目前使用也比較廣泛。 只要設計得當，可以使連桿的軸線與缸孔的軸線間的夾角做得很小。因而柱塞上的徑向作用力以及缸體上的徑向作用力都大為減小。這對于改善柱塞和缸體間的磨損以及減小缸體的的傾覆力矩都有很大好處。因為徑向力小，傳動軸和缸體軸線之間的夾角可以取得較大（一般可達，個別達），因而泵的排量增加。而斜盤泵的斜盤傾斜角受徑向力的限止，一般不超過。與斜盤泵相比，這種斜軸泵適用于大排量場合（排量范圍為，個別可達）。 斜軸泵的總效率略高于斜盤泵。但斜軸泵的體積較大

17、，流量的調節(jié)靠擺動缸體使缸體軸線與傳動軸線的夾角發(fā)生變化來達到，運動部分的慣量大，動態(tài)響應慢。斜軸泵的傳動軸要承受相當大的軸向力與徑向力，故要選用大容量的軸承，軸承部位的結構復雜。 端面配流的斜盤式泵和斜軸式泵是目前使用最廣泛的柱塞泵。 軸向柱塞泵通常用在高壓或中高壓的場合，各零件承受較大載荷。除了各零件必須滿足強度要求外，柱塞與缸體柱塞孔、缸體端面與配流盤、斜盤平面與滑靴三對摩擦副的摩擦、磨損情況對泵的性能有較大的影響。過大的摩擦力不但降低泵的機械效率，還會引起磨損、降低泵的使用壽命。這三對摩擦副又起隔離高、低壓油腔的密封作用，因此又與泵的容積效率有關。對這三個關鍵部位的工作機理、結構、

18、材料、工藝研究，是提高軸向柱塞泵性能的重要內容。 在高壓工作條件下，泵的流量脈動和液壓沖擊會產生較大的振動和噪聲。減小軸向柱塞泵的振動和噪聲也是目前液壓技術領域內比較受到關注的問題。 3 軸向柱塞泵的結構、使用與維修 3.1 柱塞泵的結構 軸向柱塞泵的柱塞沿軸向圓周均勻分布地裝在缸體中，液壓油經配油盤上的吸油口進入液壓缸。由于斜盤與配油盤都固定不動，當傳動軸帶動液壓缸回轉時，在低壓進油與斜盤的作用下，柱塞就在液壓缸中做往復直線運動，完成吸油與壓油過程。缸體每轉一轉，每個柱塞運動一次，完成一次吸油與壓油。斜盤式軸向柱塞泵按其結構可分為點接觸式與滑履式兩種。點結觸式結構簡單，只適用于中、

19、低壓（壓力為6.3MPa以下），滑履式結構復雜，由于柱塞垢球面是通過滑履的平面與斜盤接觸，壓力分散，故可以用于中、高壓（工作壓力為21~32MPa)。 在斜盤式軸向柱塞泵中，CY型軸向柱塞泵是較為典型的一種，額寶壓力為32MPa，額定流量有：2.5、10、25、63、80、107、120、160、250（L/min)等規(guī)格。這種柱塞泵分定量泵與變量泵兩種。目前國內常用的有手動變量、伺服變量、壓力補償變量、恒壓變量等形式。目前用得比較多的主要是CY14—1B型軸向柱塞泵，它采用配油盤配油，缸體旋轉的動動形式。在滑履與變量頭之間，配油盤與缸體之間采用了靜壓平衡結構，因而有結構緊湊、體積小、重量輕

20、、效率高、使用壽命長等許多優(yōu)點。適用于鍛壓、冶金、礦山、般舶、運輸、建筑等機械及其他高中壓液壓系統(tǒng)中。 圖3.1 泵體 圖3.2 閥蓋 圖3.3 閥體 圖3.4 上、下閥瓣 圖3.5 填料壓蓋 3.2 供油形式 直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型、自吸供油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱，也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強，無需外力供油。 氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動機器后，必須等液壓油箱達到使用氣壓后，才能操作機械。如液壓油箱的氣壓不足時就擔任機器，會對液壓泵內的與滑鞭造成拉脫現(xiàn)象，出

21、會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。采用補油泵供油的柱塞泵，使用3000h后，操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次，檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時，就應該對補油泵解體檢查，檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象，內齒輪泵間隙是否過大。 對于自吸油型柱塞泵，液壓油箱內的油液不得低于油標下限，要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高，液壓泵的使用壽命越長。 3.3液壓泵用軸承 柱塞泵最重要的部件是軸承，如果軸承出現(xiàn)游隙，則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙，同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度，降低柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵制造廠提供的資料，軸承的平均使用壽命為1

22、0000h，超過此值就需要更換新的。 拆卸下來的軸承，沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的游隙的，只能采用目測，如發(fā)現(xiàn)滾柱表面有劃痕或變色，就必須更換。 在更換軸承時，應注意原軸承的英文字母和型號，柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承，最好購買原廠家，原規(guī)格的產品，如果更換另一種品牌，應請教對軸承有經驗的人員查表對換，目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。 3.4 三對磨擦副檢查與修復 柱塞泵的結構復雜，如對其結構不太熟悉，最好不要拆裝，應由專業(yè)維修人員進行維修裝配。 3.4.1 柱塞桿與缸體孔 表3.1為柱塞泵零件的更換標準 柱塞桿直徑 ￠16 ￠20 ￠25 ￠3

23、0 ￠35 ￠40 柱塞桿與缸孔 標準間隙 0.015 0.025 0.025 0.030 0.035 0.040 極限間隙 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 柱塞桿球頭與滑靴球窩 標準間隙 0.01 0.01 0.015 0.015 0.02 0.02 極限間隙 0.3 0.3 0.3 0.35 0.35 0.35 當表中所列的各種間隙超差時，可按下述方法修復： （1）缸體鑲裝銅套的，可以采用更換銅套的方法修復。首先把一組柱塞桿處徑修整到統(tǒng)一尺寸，再用1000#以上的砂紙拋光外徑。 缸體安裝銅套

24、的三種方法： （a）缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓，過盈裝配； （b）采有樂泰膠粘著裝配，這咱方法要求銅外套外徑表面有溝槽； （c）缸孔攻絲，銅套外徑加工螺紋，涂樂泰膠后，旋入裝配。 （2）熔燒結合方式的缸體與銅套，修復方法如下： （a）采用研磨棒，手工或機械方法研磨修復缸孔； （b）采用座標鏜床，重新鏜缸體孔； （c）采用鉸刀修復缸體孔。 （3）采用“表面工程技術”，方法如下： （a）電鍍技術：在柱塞表面鍍一層硬鉻； （b）電刷鍍技術：在柱塞表面刷鍍耐磨材料； （c）熱噴涂或電弧噴涂或電噴涂：噴涂高碳馬氏體耐磨材料； （d）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合

25、金粉末。 （4）缸體孔無銅套的缸體材料大都是球墨鑄鐵的，在缸體內壁上制備非晶態(tài)薄膜或涂層。因為缸體孔內壁有了這種特殊物質，所以才能組成硬—硬配對的磨擦副。如果盲目地研磨缸體孔，把缸體孔內壁這層表面材料研掉，磨擦更加的結構性能也就改變了。被去掉涂層的磨擦副，如果強行使用，就會磨擦面溫度急劇升高，柱塞桿與缸孔發(fā)生膠合。 另外在柱塞桿表面制備一種獨特的薄膜涂層，涂層含有減磨+耐磨+潤滑功能，這組磨擦副實際還是硬軟配對，一旦人地改變涂層，也就破壞了最佳配對材料的磨擦副，修理這些特殊的柱塞泵，就要送到專業(yè)修理廠。 圖3.6 柱塞 3.4.2 滑靴與斜盤 滑靴與斜盤的滑動磨擦是斜

26、盤柱塞泵三對磨擦副中最為復雜的一對。 表1列出柱塞桿球頭與滑靴球窩的間隙，如果柱塞與滑靴間隙超差，柱塞腔中的高壓油就會從柱塞球頭與滑靴間隙中泄出，滑靴與斜盤油膜減薄，嚴重時會造成靜壓支承失效，滑靴與斜盤發(fā)生金屬接觸磨擦，滑靴燒蝕脫落，柱塞球頭劃傷斜盤。柱塞桿球頭與滑靴球窩超出公差1.5倍時，必須成組更換之。 斜盤作用一段時間后，斜盤平面會出現(xiàn)內凹現(xiàn)象，在采用平臺研磨前，首先應測量原始尺寸和平面硬度。研磨后，再測出研磨量是多少，如在0.18以內，對柱塞泵使用無防礙；如果超出0.2mm以上，則應采用氮化的方法來保持原有的氮化層厚度。 斜盤平面被柱塞球頭刮削出溝槽時，可采用激光

27、熔敷合金粉末的方法進行修復。激光熔敷技術既可保證材料的結合強度，又能保證補熔材料的硬度，且不全降低周邊組織的硬度。 也順以采用鉻相焊條進行手工堆焊，補焊過的斜盤平面需重新熱處理，最好采用氮化爐熱處理。不管采取哪種方法修復斜盤，都必須恢復原有的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。 3.4.3 配流盤與缸體配流面的修復 配流盤有平面配流和球面配流兩種形式。 球面配流的磨擦副，在缸體配流面劃痕比較淺時，通過研磨手段修復；缸體配流面溝槽較深時，應先采用“表面工程技術”手段填平溝槽后，再進行研磨，不可盲目研磨，，以防銅層變薄或漏油出鋼基。 平面配流形式的磨擦副可以精度比較高的平臺上進行研磨

28、。 缸體和配流盤在研磨前，應先測量總厚度尺寸和應當研磨掉的尺寸，再補償?shù)秸{整墊上。配流盤研磨量較大時，研磨后應重新熱處理，以確保淬硬層硬度（見表2）。 表3.2柱塞泵零件硬度標準 柱塞桿 柱塞桿球頭 斜盤表面 配流盤 推薦硬度 >HS84 >HS90 >HS90 >HS90 缸體與配流盤修復后，可采用下述方法檢查配合面的泄漏情況，即在配流盤面涂上凡士林油，把泄油道堵死，涂好油配流盤平放在平臺或平板玻璃上，再把缸體放在配流盤上，在缸孔中注入柴油，要間隔注油，即一個孔注油，一個孔不注油，觀察4h以上，柱塞孔中柴油無泄露和串通，

29、說明缸體與配流盤研磨合格。 3.5 使用注意事項 柱塞泵使用壽命的長短，與平時的維護保養(yǎng)，液壓油的數(shù)量和質量，油液清潔度等有關。避免油液中的顆粒對柱塞泵磨擦副造成磨損等，也是延長柱塞泵壽命的有效途徑。在維修中更換零件應盡量使用原廠生產的零件，這些零件有時比其它仿造的零件價格要貴，但質量及穩(wěn)定性要好，如果購買售價便宜的仿造零件，短期內似乎是節(jié)省了費用，但由此出帶來了隱患，也可能對柱塞泵的使用造成更大的危害。液壓泵啟動前必須先從回油口向泵內灌滿清潔的工作油，然后方可啟動。先采用點動數(shù)次，同時觀察油流方向，若油流方向正確，方可正式啟動。啟動后空載運轉20~30分鐘，然后可以投入使用。 4 軸

30、向柱塞泵的泵油原理 軸向柱塞泵的泵油機構包括兩套精密偶件：柱塞和柱塞套構成柱塞偶件、出油閥和出油閥座構成出油閥偶件。 柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為0.002～0.003mm 柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應用定位螺釘定位。 柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。 出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為0.01mm 。 出油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，

31、閥上部圓錐面與閥座嚴密配合，其作用是在停供時，將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕，防止高壓油管內的油倒流入噴油泵內。 出油閥的下部呈十字斷面，既能導向，又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時，使高壓油管內的油壓迅速下降，避免噴孔處產生滴油現(xiàn)象。當環(huán)帶落入閥座內時則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。 工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復運動，從而完成泵油任務，泵油過程可分為以下三個階段。 4.1進油過程 當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產生真空度，當柱塞

32、上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結束。 供油過程 當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內的油壓迅速升高，泵油壓力>出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓柴油經出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。 4.2回油過程 柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相

33、通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。 結論：通過上述討論，得出下列結論 ① 柱塞往復運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。 ② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。 ③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。 ④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。 4.3 國產系列柱塞式噴油泵 國產系列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍

34、對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結構型式為基礎，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。 國產系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調節(jié)機構、傳動機構和泵體 以一個柱塞為原理介紹，一個柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內，柱塞向另一個方向運動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油。 圖4.1裝配圖 5 軸

35、向柱塞泵的加工工藝 以德國RKXROT公司設計與制造的柱塞泵為例，型號為A11V25 LRD／10R—NPD+PPE2G3—3X／0292007／VI8。它是一種恒功率、變量、斜盤式軸向柱塞泵，共有九個柱塞，結構形式為通軸式，軸支承缸體。如圖1所示 圖 5.1 軸支承缸體的斜盤式( 通軸) 軸向柱塞泵 1傳動軸 2軸承 3 斜盤 4滑靴 5 柱塞 6缸體 7 中心彈簧8 配流盤 9 軸承 l0球鉸 11回程盤 5.1斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 通過傳動軸帶動缸體轉動，中心彈簧一方面通

36、過墊圈把缸體壓向配流盤，以保證它們之間的預封力。另一方面通過墊圈推動推桿把球鉸壓向回程盤，帶動柱塞和滑靴回程當缸體轉動時，滑靴在斜盤上滑動，柱塞在缸孔內往復運動，油流經配流盤通道進A缸孔，然后通過配流盤另一通道排出。從1997年連鑄機投產以來，該泵經常發(fā)生故障，在不到一年的時間里， 共計損壞了8臺，使連鑄機的生產陷入半癱瘓狀態(tài)，也影響了煉鋼和軋鋼的生產，如果從國外進口，不僅價格昂貴(每臺約lO萬元)，二個季度后才 交貨。為盡快恢復正常生產，唯一的方法就是修復現(xiàn)有損壞的柱塞泵。將柱塞泵拆卸后， 通過仔細分析、研究。 5.2柱塞泵損壞原因 ( 1 ) 滑靴損壞，主要因為柱塞泵在回程時，柱

37、塞球頭部分與滑靴問相互作用力過大、造成滑靴脫靴損壞。 ( 2 ) 由于液壓介質太臟，造成運動副不同程度的劃傷。 5.3修復措施 ( 1 ) 將柱塞泵的柱塞由實芯改為空芯。 經計算在保持其他參數(shù)不變的情況下，將柱塞由實芯改為空芯，減少了柱塞和滑靴的總重量，也就可以減少回程力，從而減少柱塞球頭和滑靴問的相互作用力，達到保證滑靴免受損壞的目的。 圖5.2 改造后的柱塞泵 ( 2 ) 由于滑靴與柱塞球頭是鉚合的，為了提高拉脫強度，將滑靴收口部位局部加厚，如圖3 。 圖5.3 改進后的滑靴結構 要求滑靴球面位置度為O.O05m m，與柱塞球頭鉚合時徑向間隙不大于

38、 O． O01m m，與柱塞球頭接觸面積不少于 70％ 圖3改進后的滑靴結構平衡 ( 3 )在柱塞上加工五個壓力平衡環(huán)( 如圖 2 )柱塞泵柱塞在壓出行程中的受力狀態(tài)如圖4所示。 圖5.4 柱塞泵在壓出行程中的受力狀態(tài) 圖中斜盤對柱塞的反作用力的分力 F。引起柱塞傾斜，為避免因油液過臟引起的劃傷和油膜破壞引起的燒傷。在活塞上加工五個平衡環(huán)，當活塞往復運動時。平衡環(huán)內始終充滿壓力油，即使柱塞發(fā)生傾斜，也能實現(xiàn)靜壓。圖4柱塞泵在壓出行程中的受力狀態(tài)由于柱塞與孔之間存在一定的間隙，柱塞端部的高壓油將經過間隙向低壓端( 泵殼) 內泄漏。因為機械零件的幾何精度總是存在一定的偏差。使柱塞

39、與孔之間的間隙不均勻，導致在高壓油通過間隙泄漏時。產生不均勻的壓降，間隙小的一側壓降大，壓力低；間隙大的一側壓降小，壓力高，使柱塞受力不平衡。將柱塞推向一側，并將間隙中的油膜擠出，產生干摩擦，造成零件表面拉傷破壞。這種使零件推向一側的不平衡力稱為“液壓卡緊力”，這種情況在零件的圓度和錐度超差時尤為嚴重，在柱塞上加工若干個平衡槽?？墒怪麍A周上的力區(qū)域平衡。從而消除液壓卡緊力。 ( 4 ) 更換液壓介質，并在液壓站回油管路增加回油過濾器。保持油液清潔，并對泵體的各配合面進行研磨修。 結 論 我的設計是自己獨立完成的一項設計任務，我們工科生作為祖國的應用型人才，將來所從事的工作都

40、是實際的操作及高新技術的應用。所以我們應該培養(yǎng)自己市場調查、收集資料、綜合應用能力，提高計算、繪圖、實驗這些環(huán)節(jié)來鍛煉自己的技術應用能力。 本次畢業(yè)設計針對“柱塞泵設計”的要求，在滿足各種參數(shù)要求的前提下，拿出一個具體實際可行的方案，因此我從實際出發(fā)，認真的思考與篩選，經過一個多月的努力終于有了現(xiàn)在的收獲?；叵肫饋?，在創(chuàng)作過程中真的是酸甜苦辣咸，五味俱全。有時為了實現(xiàn)一個參數(shù)翻上好幾本資料，然而也不見得如人心愿。在制作的過程中，遇到了很多的困難，通過去圖書館查閱資料，上網搜索，還有和老師與同學之間的討論、交流，最終實現(xiàn)了這些問題較好的解決。 通過畢業(yè)設計，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)綜合運用機

41、械設計課程和其他先修課程的理論與生產實際知識來分析和解決機械設計問題的能力及學習機械設計的一般方法和步驟。掌握機械設計的一般規(guī)律，進行機械設計基本技能的訓練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范，進行計算機輔助設計和繪圖的訓練，熟練地掌握了AutoCAD的操作指令。 通過這次畢業(yè)設計的學習和研究，我們開拓了視野，掌握了設計的一般步驟和方法，使這三年來

42、所學的各種專業(yè)知識又得到了鞏固，同時，這次畢業(yè)設計又涉及到計算、繪圖等，讓我們又學到很多新的知識。但畢竟我們所學的知識有限，本設計的好多地方還等待更改和完善。 致 謝 短暫的畢業(yè)設計是緊張而有效的，在掌握了四年所業(yè)學的專知識后，自己能夠綜合的運用并能完成自己擬訂的畢業(yè)設計，這也是對自己所學專業(yè)知識的考察和溫習，這是第一次全面的從完成由構思到設計完成，我從中學到了很多。 綜合運用了課本知識，再加上實際生產所用到的一些設計工藝，認真的對自己設計的數(shù)據(jù)進行計算和核對，嚴格按照設計的步驟和自己已經標出的設計過程來進行計算。這些都是自己在設計中所能獲得的好處。雖然在計算的過程中也遇到了很多在課

43、本中沒有遇到過的問題，這些都是在實際生產中所要考慮到的細節(jié)問題，而自己往往都會遺漏這樣的設計，但在畢業(yè)設計指導老師XX的指導下，她給出我在設計中必須及在實際中所要考慮到的細節(jié)的講解，使我體會到了理論聯(lián)系實踐的重要性。另外在設計的過程中需要用大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是計算得來的，因此需要翻閱大量的相關設計的文獻。所以我在學校圖書館里認真的查閱并記錄了數(shù)據(jù)，再進行數(shù)次的核對最終有了正確的設計數(shù)據(jù)。 畢業(yè)設計能夠順利的完成與XX老師的指導是分不開的。遇到的問題和自己不能設計的步驟，都是在孫老師的講解下得到滿意的答案。從而加快了自己設計的進度和設計的正確性、嚴謹性。對學校要求的設計格式，XX老師也反

44、復的檢查每一個格式和布局的美觀，這樣我們才能設計出符合標準的設計。 時間就這樣在自己認真設計的過程中慢慢的過去了，幾周的時間過的是有效和充實的。到最后看到自己設計的題目完成后心情是非常喜悅的。因為這凝結了自己辛苦的勞動和ＸＸ老師的指導，所以說這次設計收獲甚多。 最后在對XX老師感激的同時，也要對在百忙中認真評閱我們設計的學院領導表示感謝，你們豐富的專業(yè)知識能給我們提出很多可行的方案。所以我由衷的表示謝意！ 參考文獻 [1] 王槐德. 機械制圖課教學參考書. 北京：中國勞動社會保障出版社，2007. [2] 王槐德. 機械制圖新舊標準代換教程. 修訂版.北京：中國標準出版社，20

45、04. [3] 技術產品文件標準匯編 技術制圖卷.北京：中國標準出版社，2007. [4] 技術產品文件標準匯編 機械制圖卷.北京：中國標準出版社，2007. [5] 徐祖茂. 機械工程圖學. 上海交通大學出版社，2005. [6] 徐錦康. 機械原理. 北京：機械工業(yè)出版社，1994. [7] 鄭志祥. 機械零件. 北京：高等教育出版社，1989. [8] 《現(xiàn)代機械傳動手冊》編委會. 現(xiàn)代機械傳動手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995. [9] 陳榕林. 機械設計應用手冊. 北京：科學技術文獻出版社，1995. [10] 孫靖民. 現(xiàn)代機械設計方法選

46、講. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1992.  附件3 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）意見表 指導教師意見： 教師簽字： 年 月 日 評閱人意見： 評閱人簽字： 年 月 日

47、答辯委員會意見： 成 績 評 定： 答辯組組長簽字： 年 月 日 XX學院 機電工程系2011屆畢業(yè)生畢業(yè)設計答辯記錄 姓 名 專 業(yè) 班 級 答辯時間 答辯地點 設計題目 軸向柱塞泵的設計 1、軸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為圓柱形滑動配合，可以達到很高的加工精度，并且油缸體和配流盤之間的端面密封采用液壓自動壓緊，所以泵的泄漏可以得到嚴格控制，因此這種泵可以適應在高壓下工作，容積效

48、率較高。傳動軸每轉一周，柱塞在缸孔中往復運動一次，完成吸油和排油。 2、軸向柱塞泵的分類？ 軸向柱塞泵的結構形式很多，按其配流方式來分，主要有端面配流和閥配流兩種，個別結構采用軸配流。端面配流可以做成定排量或變排量形式，閥配流多作為定排量泵。但是閥配流泵可以達到更高的工作壓力。 3、軸向柱塞泵的泵油機構包括兩套精密偶件？ 答：柱塞和柱塞套構成柱塞偶件、出油閥和出油閥座構成出油閥偶件。 4、柱塞泵的損壞原因？ 答：( 1 ) 滑靴損壞，( 2 ) 由于液壓介質太臟，造成運動副不同程度的劃傷。 5、柱塞泵的修復措施？ 答：( 1 ) 將柱塞泵的柱塞由實芯改為空芯。 ( 2 ) 由于滑靴與柱塞球頭是鉚合的，為了提高拉脫強度，將滑靴收口部位局部加厚， ( 3 )在柱塞上加工五個壓力平衡環(huán) ( 4 ) 更換液壓介質，并在液壓站回油管路增加回油過濾器。保持油液清潔，并對泵體的各配合面進行研磨。 記錄教師（簽名）：