斜盘式轴向柱塞泵故障特征分析
目录
摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................................... I I 第1章绪论 . (1)
1.1 课题的研究背景及意义 (1)
1.2 液压系统故障诊断研究现状及方法 (3)
1.2.1 液压系统故障诊断国内外研究现状 (3)
1.2.2 液压系统故障诊断的研究方法 (4)
1.3 本文的主要研究内容 (4)
第2章斜盘式轴向柱塞泵数学原理 (6)
2.1 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 (6)
2.2 斜盘式轴向柱塞泵的运动学分析 (7)
2.2.1 圆柱形缸体斜盘式轴向柱塞泵运动学分析 (7)
2.2.2 圆锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵运动学分析 (9)
2.3 斜盘式轴向柱塞泵流量分析 (12)
2.3.1 斜盘式轴向柱塞泵瞬时流量分析 (12)
2.3.2 配油盘减振槽流量分析 (19)
2.3.3 斜盘式轴向柱塞泵泄漏流量分析 (20)
2.4 斜盘式轴向柱塞泵压力分析 (22)
2.5 斜盘式轴向柱塞泵力学分析 (22)
2.6 本章小结 (24)
第3章斜盘式轴向柱塞泵仿真分析 (25)
3.1 斜盘式轴向柱塞泵仿真模型的建立 (25)
3.2 斜盘式轴向柱塞泵动态响应仿真分析 (28)
3.3 斜盘式轴向柱塞泵动态响应影响因素 (37)
3.3.1 柱塞数对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响 (37)
3.3.2 斜盘倾角对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响 (42)
3.3.3 负载对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响 (44)
3.3.4 管路容积对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响 (46)
3.4 柱塞磨损故障仿真分析 (47)
3.4.1 柱塞副泄漏模型 (48)
3.4.2 单柱塞磨损故障仿真分析 (48)
3.5 单柱塞卡死故障仿真分析 (53)
3.6 本章小结 (57)
第4章斜盘式轴向柱塞泵故障试验 (58)
4.1 试验设备 (58)
4.1.1 多功能泵组试验台 (58)
4.1.2 数据采集系统 (60)
4.2 故障试验 (63)
4.2.1 故障试验设计方案 (63)
4.2.2 故障试验步骤 (66)
4.3 本章小结 (68)
第5章斜盘式轴向柱塞泵故障特征提取 (69)
5.1 常用振动信号处理方法 (69)
5.2 单柱塞磨损故障特征提取 (72)
5.3 轴承外圈断裂故障特征提取 (93)
5.4 严重松靴故障特征提取 (99)
5.5 本章小结 (103)
结论 (104)
参考文献 (106)
攻读硕士学位期间发表的学术论文 (111)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (112)
致谢 (113)
第1章绪论
1.1 课题的研究背景及意义
液压系统将原动机的机械能转换为液压介质压力，并通过管路、液压介质、控制元件等将压力转换为执行机构的动作，以实现相应的目的。液压系统一般包括液压介质、动力元件、控制元件、执行机构、辅助机构等组成。实际工程当中液压系统大多以油液作为工作介质，也有将水作为工作介质的情况。液压系统的动力元件为液压泵，因此液压泵也被称为液压系统的动力源，液压泵一般为容积式泵，如柱塞泵、螺杆泵、齿轮泵等。控制元件主要为液压阀，按调节对象可将控制元件分为方向阀、压力阀、流量阀等；方向阀包括单向阀、换向阀，用来控制液压介质的流动方向；压力阀包括减压阀、溢流阀、顺序阀，起到限定、调节液压介质压力的作用；流量阀包括节流阀、调速阀，起到控制管路液压介质流量的目的。执行元件包括马达、液压缸等，通过控制元件将液压介质的压力转换为执行机构的运动（速度或位移），以实现预定目的。辅助机构包括液压介质的过滤装置、加热系统、冷却系统、管路密封件等。
液压系统的优点主要表现为带载刚度大、功率重量比大、占用空间小、布局灵活、调速范围广、响应快、效率高等，因此广泛应用于兵器、航天航空、矿山机械、船舶等领域。液压系统的缺点主要表现为液压元件加工精度要求非常高；由于油液的可压缩性及系统泄漏等原因不能得到严格的传动比；由于泄漏损失、沿程损失、局部损失等原因不宜作远距离传送；由于受油液粘度的影响，不宜在极端温度环境下工作等[1]。
人们总是希望工程设备在额定工况条件下高效运行，以达到效益的最大化。然而实际工程应用当中，工程设备总会出现问题，为了区分设备的状态，简要介绍设备正常、异常、故障的区别。正常指设备在指定工作环境下可以达到预期的功能或满足相应的约束条件，没有任何缺陷或者稍微有一些缺陷，但仍在设备容错范围内。异常是指缺陷有了进一步扩展，设备仍能工作，但工作状态已经发生了变化。故障指缺陷已经发展到使设备丧失部分功能或不具备相应的约束条件。对于工程设备正常、异常、故障状态没有统一标准，为了对设备状态进行评价，则需针对具体对象制定相应的标准[2]。
随着人类社会的进步，工程设备向机械化、自动化、智能化方向发展，产能和效率越来越高，特别是石化、电力、冶金、化肥、乙烯等大型生产设备的转变尤为突出。导致大型装备结构越来越复杂，出现故障的概率明显提高，并且故障点的定
A V系列斜轴式变量柱塞泵
A7V系列斜轴式变量柱塞泵 A7V型变量柱塞泵具有压力高、体积小、重量轻、转速高、耐冲击等优点，传动轴能承受一定的径向负荷。吸油压力（开式）为0.09～0.15MPa。适用于工程机械以及轧钢、锻压、矿山、起重、船舶等各种机械的开式液压系统。它有恒功率变量（LV）、恒压（DR）、电控比例变量（EP）、液控变量（HD）、手动变量（MA）五种变量型式。 产品特点： ①斜轴式轴向柱塞变量泵，用于开式回路静压传动。流量、转速与排量成正比，在恒定转速下可实现无级变量。 ②转子与分油盘之间为球面配油，在运转中能自动对中，周速较低，效率较高，驱动轴能承受径向负荷。 订货示例： GY-A7V160LV2.0LZFOO A7V变量泵，规格160，带恒功率LV控制，2.0结构系列，逆时针旋转L。德标花键Z，侧面法兰连接，无辅助元件。 A7V2.0 5.1斜轴式轴向柱塞变量泵——结构剖视 型号说明 A7V2.0 5.1斜轴式轴向柱塞变量泵==《技术数据》
下泵转速均不得超过吸油口S在0.15MPa下的最高转速，但对Vgmin>0的规格：28-20、55-40、80-58可通过减小排量(Vg 柱塞泵的常见故障及日常维护 柱塞泵是利用柱塞在泵缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。据泵阀英才网专家称，柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。 柱塞泵常见故障的维修方法： 1．液压泵输出流量不足或不输出油液 (1)吸入量不足。原因是吸油管路上的阻力过大或补油量不足。如泵的转速过大，油箱中液面过低，进油管漏气，滤油器堵塞等。 (2)泄漏量过大。原因是泵的间隙过大，密封不良造成。如配油盘被金属碎片、铁屑等划伤，端面漏油；变量机构中的单向阀密封面配合不好，泵体和配油盘的支承面有砂眼或研痕等。可以通过检查泵体内液压油中混杂的异物判别泵被损坏的部位。 (3)倾斜盘倾角太小，泵的排量少，这需要调节变量活塞，增加斜盘倾角。 2．中位时排油量不为零 变量式轴向柱塞泵的斜盘倾角为零时称为中位，此时泵的输出流量应为零。但有时会出现中位偏离调整机构中点的现象，在中点时仍有流量输出。其原因是控制器的位置偏离、松动或损伤，需要重新调 零、紧固或更换。泵的角度维持力不够、倾斜角耳轴磨损也会产生这种现象。 3．输出流量波动 输出流量波动与很多因素有关。对变量泵可以认为是变量机构的控制不佳造成，如异物进入变量机构，在控制活塞上划出阶痕、磨痕、伤痕等，造成控制活塞运动不稳定。由于放大器能量不足或零件损坏、含有弹簧的控制活塞的阻尼器效能差，都会造成控制活塞运动不稳定。流量不稳定又往往伴随着压力波动。这类故障一般要拆开液压泵，更换受损零部件，加大阻尼，提高弹簧刚度和控制压力等。 4、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口。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。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 第六节径向柱塞泵 1.径向柱塞泵的工作原理 由于径向柱塞泵径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，从而限制了它的转速和压力的提高。 2.径向柱塞泵的流量计算 径向柱塞泵的排量为： 液压泵的选用 选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工 作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、 流量大小确定其规格和型号。 1. 液压泵的类型选择 2. 液压泵的工作压力 3. 液压泵的流量 第一节液压马达 液压马达的分类及特点 高速液压马达：额定转速高于500r/min的属于高速液压马达； 低速液压马达：额定转速低于500r/min的则属于低速液压马达。 高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是：转速较高，转动惯量小，便于起动和制动，调节（调速和换向）灵敏度高。通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十Nm到几百Nm，所以又称为高速小扭矩液压马达。 低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，例如多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式等。低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千到几万，所以又称为低速大扭矩液压马达。 液压马达与泵的相同点 从原理上讲，马达和泵是可逆的。泵－用电机带 动，输出的是压力能（压力和流量）；马达－输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速）。 从结构上看，马达和泵是相似的。 马达和泵的工作原理均是利用密封工作容积的变 化吸油和排油的。泵－工作容积增大时吸油，减小时排出高压油；马达－工作容积增大时进入高压油，减小时排出低压油。 泵和马达的不同点 泵是能源装置，马达是执行元件。 泵的吸油腔一般为真空（为改善吸油性和抗气蚀耐力），通常进口尺寸大于出口，马达排油腔的压力稍高于大气压力，没有特殊要求，可以进出油口尺寸相同。 泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要求。 马达需要正反转（内部结构需对称），泵一般是单向旋转。 马达的轴承结构，润滑形式需保证在很宽的速度范围内使用，而泵的转速虽相对比较高，但变化小，，故无此苛刻要求。 马达起动时需克服较大的静摩擦力，，因此要求起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩擦小（如齿轮马达的齿数不能象齿轮泵那样少）。 泵－希望容积效率高；马达－希望机械效率高。 叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片则径向安装（考虑正反转）。 叶片马达的叶片依靠根部的扭转弹簧，使其压紧在定子表面上，而叶片泵的叶片则依靠根部的压力油和离心力压紧在定子表面上。 液压马达的容积效率比泵低，通常泵的转速高。而马达输出较低的转速。 液压泵是连续运转的，油温变化相对较小，经常空转或停转，受频繁的温度冲击。 泵与原动机装在一起，主轴不受额外的径向负载。而马达直接装在轮子上或与皮带、链轮、齿轮相连接时，主轴将受较高的径向负载。 二、工作参数及使用性能 液压马达的相关概念 目录 第1章绪论 第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析3.1 柱塞运动学分析 3.1.1 柱塞行程s 3.1.2 柱塞运动速度v 3.1.3 柱塞运动加速度a 3.2 滑靴运动分析 3.3 瞬时流量及脉动品质分析 3.3.1 脉动频率 3.3.2 脉动率 第4章柱塞受力分析与设计 4.1 柱塞受力分析 4.1.1 柱塞底部的液压力P b 4.1.2 柱塞惯性力P g 4.1.3 离心反力P l 4.1.4 斜盘反力N 4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P 1和P 2 4.1.6 摩擦力p 1f和P 2 f 4.2 柱塞设计 4.2.1 柱塞结构型式 4.2.2 柱塞结构尺寸设计 4.2.3 柱塞摩擦副比压p、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计 5.1 滑靴受力分析 5.1.1 分离力P f 5.1.2 压紧力P y 5.1.3 力平衡方程式 5.2 滑靴设计 5.2.1 剩余压紧力法 5.2.2 最小功率损失法 5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计 5.3.1 滑靴结构型式 5.3.2 结构尺寸设计 第6章配油盘受力分析与设计 6.1 配油盘受力分析 6.1.1 压紧力P y 6.1.2 分离力P f 6.1.3 力平横方程式 6.2 配油盘设计 6.2.1 过度区设计 6.2.2 配油盘主要尺寸确定 6.2.3 验算比压p、比功pv 第7章缸体受力分析与设计 7.1 缸体地稳定性 7.1.1 压紧力矩M y 7.1.2 分离力矩M f 7.1.3 力矩平衡方程 7.2 缸体径向力矩和径向支承7.2.1 径向力和径向力矩7.2.2 缸体径向力支承型式7.3 缸体主要结构尺寸的确定 7.3.1 通油孔分布圆半径R f ′和面积F α 7.3.2 缸体内、外直径D 1、D 2 的确定 7.3.3 缸体高度H 结论 摘要 斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。 关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体 Abstract The inclined dish type and axial pump with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capacity type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots these two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is light, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on. 柱塞泵的检修规程 3.1设备概况及参数 3.1.1设备概况 我公司选用的柱塞泵为卧式三缸单作用柱塞泵，适用于远距离输送磨蚀性强的灰浆。输送浆液的重量浓度不超过48％，其中颗粒直径小于3mm，含量不大于20％，介质温度不高于50℃。该泵主要用于火电厂灰浆及冶金、矿山、化工、建材等行业的矿浆及其它高磨蚀性浆体的输送。设一套水清洗系统。在柱塞运动过程中，通过清水柱塞泵向柱塞周围注入高压清水，形成水环，以冲洗黏附在柱塞表面上的浆体介质并将介质和柱塞密封隔离，从而延长柱塞及密封的寿命。 3.1.2设备参数 3.3检修项目 3.3.1柱塞泵大修 1.解体出入口阀箱，更换不合格的阀箱组体。阀座、弹簧、导向套等。 2.解体柱塞组合，检查或更换柱塞。喷水环密封件等各零件。 3.检查各密封表面，更换不合格的密封件。 4.检查或更换传动皮带。 5.检查或更换单向阀。检查回水喷水管路。 6.检查坚固各底脚螺栓。 7.出入口排污门及进、出口阀门的检修。 8.解体减速箱、化验或更换润滑油。 9.检测齿轮啮合情况，必要时更换 10.检测、校正主从动轴 11.检查、清洗各轴承，更换润滑油或轴承。 12.试运转 3.3.2柱塞泵小修 1.解体出入口阀箱，更换不合格的阀箱组体。阀座、弹簧、导向套等。 2.解体柱塞组合，检查或更换柱塞。喷水环密封件等各零件。 3.检查各密封表面，更换不合格的密封件。 4.检查或更换传动皮带。 5.检查或更换单向阀。检查回水喷水管路。 6.检查坚固各底脚螺栓。 7.出入口排污门及进、出口阀门的检修。 3.4柱塞泵检修步骤、工艺方法 3.4.1准备好工具、备品及起吊设备，办好工作票，通知电气拆线 3.4.2阀箱的检修： 1.分别将进出口阀箱上法兰逐个松开，并打开压盖取出阀组件等。 2.对阀组各部件进行检查，重点检查磨损件，不合格质量要求的应更换。 3.阀座磨损严重或与箱体结合松动，应更换，并用专用的拆卸工具将原阀座取出。 4.消除零件表面结垢垃圾，各结合面通道应重点检查与清理，检查清理完毕，逐件进行组装。 5.装配顺序与拆卸顺序相反，安装时要注意工具不得遗留在内，进出口弹簧不得混淆。 6.装配时注意保护零件工作面，并在各结合面、丝扣上涂油脂便于下次更换，压盖应压紧，密封圈二道不得遗漏，最后上紧法。 3.4.3柱塞组件的检修： 1.将填料盒与柱塞套的连接螺栓旋下，并安装上专用工具。 2.盘车将填料盒与柱塞套分离，卸下专用工具。 3.将柱塞及填料盒用钢丝绳卸下绑扎牢固，准备吊起。 4.将柱塞与挺杆连接卡箍卸下，盘车将挺杆退至最后，如挺杆与柱塞不易分离，可用两铜棒 5.顶信柱塞，然后慢慢盘车分离，切不可用铲子从中间撬开。 6.将柱塞连同填料盒吊至泵外，并将柱塞放在专用的布上或木垫上。 7.用专用工具旋下压紧环，然后将填料盒从柱塞上分离，并用专用工具或紫铜棒将填料盒内各部件拆下。 8.对卸下的各零部件及柱塞套内腔进行检查及清理，必要时用汽油清洗，重点检测柱塞、喷水环、填料等磨损程度，如不合格质量标准。图纸要求，应更换并作好记录。 9.拆装柱塞时先中间后两边，逐个拆装。 10.安装前，对所换零件进行检测，核对后方可安装。 11.安装顺序与拆卸顺序相反。 12.组装好填料盒：依次放入O型密封圈。喷水环、支承环、V型密封圈、隔环，再装上2只V型密封圈后，放入压环，并在压环外面先装上O型密封，再旋上压紧环，压紧环 目录 摘要 (3) Abstract (4) 第1章 绪论 (5) 第二章 斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (5) 2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 (5) 2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 (6) 第三章 斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (7) 3.1 柱塞运动学分析 (7) 3.1.1 柱塞行程s (7) 3.1.2柱塞运动速度v (8) 3.1.3 柱塞运动加速度a (8) 3.2 滑靴运动分析 (9) 3.3 瞬时流量及脉动品质分析 (10) 3.3.1 脉动频率 (12) 3.3.2 脉动率 (12) 第四章 柱塞受力分析与设计 (12) 4.1 柱塞受力分析 (12) 4.1.1 柱塞底部的液压力b P (13) 4.1.2 柱塞惯性力P g (13) 4.1.3 离心反力P l (13) 4.1.4 斜盘反力N (14) 4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P 1和P 2 (14) 4.1.6 摩擦力P 1f 和 P 2f (14) 4.2 柱塞设计 (15) 4.2.1柱塞结构型式 (15) 4.2.2 柱塞结构尺寸设计 (15) 第五章 滑靴受力分析与设计 (17) 5.1 滑靴受力分析 (18) 5.1.1 分离力P f (18) 5.1.2 压紧力y P (19) 5.1.3 力平衡方程式 (19) 5.2 滑靴设计 (20) 5.2.1 泄漏功率损失V N ? (20) 5.2.2 摩擦功率损失m N ? (20) 5.2.3 滑靴总功率损失N ? (20) 5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计 (21) 5.3.1 滑靴结构型式 (21) 斜盘式阀配流高压纯水泵设计计算 对于高压水泵而言，主要结构参数有：缸孔分布圆直径R 2（mm ）、斜盘倾角α（?）、柱塞数量Z 、柱塞直径p d （mm ）等，需要根据已确定的高压水泵技术指标p p 、p Q 及n 来设计计算。 一、主要结构参数 1．转速 n 当需要尽力提高转速，以缩小泵的尺寸时，有1/3 n q -∝（q 为泵的排量），2/3 Q nq q =∝,那么 泵的极限转速应满足以下关系式： 41/21.410n Q -≤?=2556r/min 此时选取n =1000r/min ； 2．R 、d 、z 、α确定 （1）确定排量 r ml n Q q v /.537% 80100030 10001000=??== η 假设排量按37.5ml/r 设计，当容积效率取为90%，则流量应为33.75L/min, 当容积效率超过80%，则流量不小于30L/min. （2）确定分布圆直径 确定7=Z 、 12=α 初算，取 75.02≈R Zd π，则计算R 得： 92.312125.1.5 377125.1333 3=? ???==tg tg Zq R παπ(cm) 计算圆整为33mm ，考虑到后端配流阀布置对泵整体结构上的影响，取柱塞分布圆直径为100mm. (3) 柱塞直径 高压水泵的理论排量th q （mm 3 /r ）为： απαπ tg RZd Rtg d Z q p p th 2 22 124=?? = （1） 则高压水泵的实际输出流量p Q （L/min ）为： αηηtg ZRd n nq Q p v v th p 2 61057.1??==- （2） 式中p p 、p Q 及n 已知，综合考虑材料强度、刚度、结构紧凑性、工艺性以及摩擦学性能等因素，通过计算机优化设计，因水的粘度比液压油小得多，可设高压水泵的容积效率9.0=v η，由式（2）可计算出柱塞直径p d ： PVH变量柱塞泵使用说明书 PVP柱塞泵是一种大流量、高性能的变量直轴式柱塞泵。在汽轮机DEH控制系统中，它作为高压供油装置中的主要动力元件，可为系统提供稳定、充足的液压动力油。 1工作原理 PVH柱塞泵采用的是斜盘直轴结构（如图1所示）， 图1 泵中的缸体由驱动轴通过电机驱动，装在缸体孔中的柱塞连着柱塞滑靴和滑靴压板，所以滑靴顶在斜盘上。当缸体转动时，柱塞滑靴沿斜盘滑动，使柱塞沿平行于缸体的旋转轴线作往复运动。配流盘上的油 口布置成当柱塞被拉出时掠过进口，当柱塞被推入时掠过出口。泵的排量取决于柱塞的尺寸、数量及行程。而柱塞行程则取决于斜盘倾角。改变斜盘倾角可加大或减小柱塞行程。斜盘倾角可用下述任何一种方法调整，如手动控制、伺服控制、压力补偿控制及负载传感加限压器控制等。图1所示即为压力补偿器控制的泵。 2压力补偿器控制工作原理 压力补偿器工作原理如图2所示。 图2 该补偿器包括一个壳体，内含控制阀芯、加载弹簧、端盘和加载弹簧机构。通过调整加载弹簧的预紧力，可以确定泵的设定压力。 系统压力（泵出口压力）作用于控制阀芯的左端，只要系统压力低于加载弹簧设定值，控制阀芯就被弹簧推向左端，从而使得伺服活塞连接于泵体泄油口,伺服弹簧则把泵保持于全排量。当泵出口压力升高到设定压力时，控制阀芯克服弹簧力向右端移动，使伺服活塞连接于泵的压力进口。该压力克服伺服弹簧力使伺服活塞移动并减小泵 的斜盘倾角。随着系统压力升高斜盘倾角减小从而减小柱塞行程直到泵的输出流量减小到刚好把系统压力维持于设定值所需要的流量。 3 技术参数（PVP74） 3．1最大排量： 74cc/REW 3．2最大流量：约100l/min（电机转速1450r/min） 3．3压力范围： 1050-3625PSI（70-250Par） 3．4 转向：顺时针（从轴端看） 3．5密封材料：氟橡胶 3．6带可调排量止档（出厂时已设定为最大） 3．7 驱动电机功率： 30KW 4 注意事项 4．1 严禁在无油和空吸状况下启泵。 4．2 首次启泵前应按泵的旋转方向手动旋转油泵，排出吸油泵芯内的空气。 4．3 首次启泵时，应先点动电机，确认泵的转向正确（从电机端看为顺时针方向）。 4．4 油温低于18℃严禁启泵。 4．5 进入油泵的液压油，油温低于60℃。 4．6 油泵启动前液压管路及油箱内液压油清洁度应优于ISO标准17/14级或NAS标准8级。 4．7油泵应在卸荷状况下启动。 柱塞泵的常见维修方法 柱塞泵在我们使用中，会经常遇到各种故障，导致液压系统无法正常工作，本文就列举出一些柱塞泵常见维修方法，将一些常见的故障及与之对应的维修方法分享给大家。 力士乐A6VM系列柱塞泵 1．液压泵输出流量不足或不输出油液 (1)吸入量不足。原因是吸油管路上的阻力过大或补油量不足。如泵的转速过大，油箱中液面过低，进油管漏气，滤油器堵塞等。 (2)泄漏量过大。原因是泵的间隙过大，密封不良造成。如配油盘被金属碎片、铁屑等划伤，端面漏油；变量机构中的单向阀密封面配合不好，泵体和配油盘的支承面有砂眼或研痕等。可以通过检查泵体内液压油中混杂的异物判别泵被损坏的部位。 (3)倾斜盘倾角太小，泵的排量少，这需要调节变量活塞，增加斜盘倾角。 2．中位时排油量不为零 变量式轴向柱塞泵的斜盘倾角为零时称为中位，此时泵的输出流量应为零。但有时会出现中位偏离调整机构中点的现象，在中点时仍有流量输出。其原因 是控制器的位置偏离、松动或损伤，需要重新调零、紧固或更换。泵的角度维持力不够、倾斜角耳轴磨损也会产生这种现象。 3．输出流量波动 输出流量波动与很多因素有关。对变量泵可以认为是变量机构的控制不佳造成，如异物进入变量机构，在控制活塞上划出阶痕、磨痕、伤痕等，造成控制活塞运动不稳定。由于放大器能量不足或零件损坏、含有弹簧的控制活塞的阻尼器效能差，都会造成控制活塞运动不稳定。流量不稳定又往往伴随着压力波动。这类故障一般要拆开液压泵，更换受损零部件，加大阻尼，提高弹簧刚度和控制压力等。 4．输出压力异常 泵的输出压力是由负载决定的，与输入转矩近似成正比。输出压力异常有两种故障。 (1)输出压力过低 当泵在自吸状态下，若进油管路漏气或系统中液压缸、单向阀、换向阀等有较大的泄漏，均会使压力升不上去。这需要找出漏气处，紧固、更换密封件，即可提高压力。溢流阀有故障或调整压力低，系统压力也上不去，应重新调整压力或检修溢流阀。如果液压泵的缸体与配流盘产生偏差造成大量泄漏，严重时， 今天给大家讲讲自己对EH油泵——轴向恒压变量柱塞泵——的小小分析，由于能力有限，请大家不吝赐教。 图1 我厂EH油泵 1、图中所示是C型变量控制器的轴向柱塞恒压变量柱塞泵：所谓轴向：工作活塞的行程方向与传动轴平行，与此相对的是径向柱塞泵；所谓恒压变量：完全恒压是不可能的，流量高了，压力会有微降；流量低了，压力会有微小提高（具体多少呢，例如升负荷4号高调门打开的时候，仔细观察下泵的电机电流、EH油压力、还有就地的流量计的变化量）——但这些都是有个前提：流量在柱塞泵设定的最大流量的范围内，若是超过，嘿嘿，一泻千里，压力狂降，降得有多厉害呢，EH油管爆管，或者内漏非常严重的时候，就能观察下降多少了。附送一张性能曲线图，大家自己看看吧 图2 C型变量调压控制器的柱塞泵Q-P曲线 下面来了解下内部的结构 图3 轴向柱塞泵内部结构示意图及实物图 2、该泵通过柱塞在腔体内的反复运动进行工作，从入口吸入油，转至出口时再压出，通过改变斜盘的倾斜角可以改变流量和压力，斜盘的最大倾斜角通过最大限位调节螺钉设置。倾斜角越大，流量越高；反之，流量越低。斜盘的倾斜角还可以通过变量控制器调节 图3中最大限位调节螺钉，是调节泵的最大流量，当系统流量超出这个范围，压力就会不受控制的下降。上面的压力控制器分为C/F/L型，C型的只有下面的红色框框部分，而F/L 型则包含上面的部分。这是泵的压力控制部分。 这里的控制是个难点，我花了不少功夫研究，见下图： 图4 C型变量控制器 这是C型控制器的：1、启泵时“滑阀”在“预紧弹簧”的作用下，被压到右边，则“腔体2”内的“调节压力的控制油”和“泵体泄压油路”连通，压力低，则“腔体1”在“内部弹簧”的作用下压到最右边，泵的柱塞斜盘以最大的倾斜角开始启动。 2、启泵后，泵出口压力逐渐提高，“滑阀”右侧的油压大于“预紧弹簧”的弹力和摩擦力，逐渐把“滑阀”压向左边，“泵出口油压”和“调节压力的控制油”连通，“调节压力的控制油”压力升高，将“腔体2”压向左边，然后顶住“腔体1”向左边移动，减少斜盘的倾斜角度，泵的出口流量开始降低，压力逐渐升高，然后达到稳定的平衡。 3、当系统EH油需求量增大时（如升负荷，调门开大），EH油压的反应速度快于流量变化（这里可以这样理解，例如某个调门要开启，EH油管路突然敞开一个油路，分流走EH油，则系统油压会快速反应，先下降一点），然后“泵出口油压”降低，“滑阀”向右移动，“调节压力的控制油”也会降低，“腔体1”在弹簧的作用下也跟着向右移动，斜盘的倾斜角增大，泵出口流量增加，满足系统需求，但是压力也是会有微小下降的。 （2016届） 本科生毕业设计说明书轴向柱塞泵设计 20 12年6月 长沙学院本科生毕业设计63ZCY14－1B轴向柱塞泵设计 系（部）：机电工程系 专业：机械设计制造及其自动化 学号：2008011427 学生姓名：李跃 指导教师：伍先明教授 2012年6月 摘要 ZCY14-1B轴向柱塞泵是液压系统中的动力元件，轴向柱塞泵是靠柱塞在（柱塞腔）缸体内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵。本文首先通过给定的设计参数，得出了柱塞的直径和回程盘上的分布圆半径，利用柱塞的尺寸以及受力和经验公式可以得出滑靴的基本尺寸。利用分布圆半径从而确定的配流盘上的内封油、吸排油窗口等主要尺寸。利用轴的尺寸来计算出缸体的内径，再根据柱塞的分布以及缸体的壁厚算出缸体的外径，根据柱塞的行程来算出缸体的长度，然后再校核强度。最后对柱塞泵的变量机构进行选型以及一些参数的计算，最后总装出柱塞泵。 关键词：轴向柱塞泵，配流盘，缸体，变量机构 ABSTRACT ZCY14-1B axial piston pump in the hydraulic system, power components, axial piston pump is to rely on the plunger (piston chamber) cylinder reciprocating motion, and change the plunger cavity volume suction and discharge of oil,is a positive displacement hydraulic pump. Firstly, the given design parameters obtained distribution on the radius of the diameter of the plunger and backhaul panel plunger size and the force and the empirical formula can draw the basic size of the slipper. Distribution radius in order to determine the valve plate on the inner seal oil, the main dimensions of the suction oil window. Shaft size to calculate the inner diameter of the cylinder, according to the distribution of the plunger and the cylinder wall thickness calculated cylinder diameter, stroke of the plunger to calculate the length of the cylinder, and then check the strength. Finally, the piston pump variable institutions by the line selection, as well as some of the parameters of the calculation, the final assembly of the piston pump. Keywords:Axial piston pump，Valve plate ，Cylinder，Variables agencies 轴向柱塞泵工作原理 轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。 图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。工作原理 斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。 在图3.28b(动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。配油盘5是固定不动的。如果斜角度γ的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。 轴向柱塞泵的排量和流量 设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞行程 泵的排量和流量分别为 式中，n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率。 轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。理论分析和实验研究表明，当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。从结构和工艺考虑，柱塞个数多采用7或9。 表3.3流量脉动率与柱塞数Z的关系 Z56789101112 δq(%) 4.9814 2.537.8 1.53 4.98 1.02 3.45 轴向柱塞泵结构 图3.30 滑靴的静压支承原理图 1.柱塞 2.滑靴 3.斜盘 （1）斜盘式轴向柱塞泵 图3.29是一种轴向柱塞泵的结构简图。传动轴8通过花键带动缸体6旋转。柱塞5(七个)均匀安装在缸体上。柱塞的头部装有滑靴4，滑靴与柱塞是球铰连接，可以任意转动。由弹簧通过钢球和压板3将滑靴压靠在斜盘2上。这样，当缸体转动时，柱塞就可以在缸体中往复运动，完成吸油和压油过程。配油盘7与泵的吸油口和压油口相通，固定在泵体上。另外，在滑靴与斜盘相接触的部分有一个油室，压力油通过柱塞中间的小孔进入油室，在滑靴与斜盘之间形成一个油膜，起着静压支承作用，从而减少了磨损。滑靴的静压支承原理如图3.30(动画）所示。 这种泵的变量机构是手动的。转动手把1，通过丝杠螺母副可以改变斜盘的倾角，从而改变泵的输出流量。 柱塞泵在我们使用中，会经常遇到各种故障，导致液压系统无法正常工作，本文就列举出一些柱塞泵常见维修方法，将一些常见的故障及与之对应的维修方法分享给大家。 力士乐A6VM系列柱塞泵 1．液压泵输出流量不足或不输出油液 (1)吸入量不足。原因是吸油管路上的阻力过大或补油量不足。如泵的转速过大，油箱中液面过低，进油管漏气，滤油器堵塞等。 (2)泄漏量过大。原因是泵的间隙过大，密封不良造成。如配油盘被金属碎片、铁屑等划伤，端面漏油；变量机构中的单向阀密封面配合不好，泵体和配油盘的支承面有砂眼或研痕等。可以通过检查泵体内液压油中混杂的异物判别泵被损坏的部位。 (3)倾斜盘倾角太小，泵的排量少，这需要调节变量活塞，增加斜盘倾角。 2．中位时排油量不为零 变量式轴向柱塞泵的斜盘倾角为零时称为中位， 此时泵的输出流量应为零。但有时会出现中位偏离调整机构中点的现象，在中点时仍有流量输出。其原因是控制器的位置偏离、松动或损伤，需要重新调零、紧固或更换。泵的角度维持力不够、倾斜角耳轴磨损也会产生这种现象。 3．输出流量波动 输出流量波动与很多因素有关。对变量泵可以认为是变量机构的控制不佳造成，如异物进入变量机构，在控制活塞上划出阶痕、磨痕、伤痕等，造成控制活塞运动不稳定。由于放大器能量不足或零件损坏、含有弹簧的控制活塞的阻尼器效能差，都会造成控制活塞运动不稳定。流量不稳定又往往伴随着压力波动。这类故障一般要拆开液压泵，更换受损零部件，加大阻尼，提高弹簧刚度和控制压力等。 4．输出压力异常 泵的输出压力是由负载决定的，与输入转矩近似成正比。输出压力异常有两种故障。 (1)输出压力过低 当泵在自吸状态下，若进油管路漏气或系统中液压缸、单向阀、换向阀等有较大的泄漏，均会使压力升不上去。这需要找出漏气处，紧固、更换密封件， MCY14-1B：斜盘式定量柱塞泵/马达-----系列规格 在公称压力为31.5MPa下，还派生有1.25、5、13、16、32、100ml/r排量规格 << Q**CY14-1B：斜盘式手动变量柱塞泵/马达-----功率计算 N=QP/(60η) (Kw ) 实际使用的电机功率 Q——流量 L/min(实际使用流量) P——压力 MPa(实际使用压力) η——总效率可取0.85 用户可按实际使用负荷照上列公式计算后选用电机。 Q**CY14-1B：斜盘式手动变量柱塞泵/马达-----使用须知 1、安装联接方法 CY型轴向柱塞泵系单向旋转泵，一般均为正向旋转（从轴端看顺时针方向，反之为反向；用户若需反向旋转泵请在订货时说明）。因此，安装时应首先注意旋转方向，进出油口接管也应符合泵上标记要求。注意在泵使用前要向回油口（朝上）内加满油。 油泵可以用支架或法兰安装，泵和原动机应采用共同的基础支座。支架、法兰和基础都就有足够的刚性，以免油泵运转时产生振动。对于流量大于或等于1 60L/min的泵，由于原动机功率较大，建议不要安装在油箱上。泵的传动轴与原动机的输出轴安装的同轴度误差及其找正方法如下： （1）支架安装：原动机输出轴与支架安装精度的检查方法见下图； 左图中，同轴度误差为Ф0.05；右图中，垂直度误差为Ф0.05（R为泵安装螺孔分布圆半径）； （2）法兰安装：在这种安装形式中，如果原动机与泵之间是采用联轴器联接，则其安装精度检查方法同上图。如果将泵轴直接插入原动机输出轴内，则其安装精度检查方法见下图。 泵和原动机传动轴之间应尽可能采用弹性联轴器联接，所用弹性联轴器也应符合有关标准。推荐采用梅花形联轴器或弹性圆柱销联轴器。以免泵轴承受径向力。推荐用户使用本厂生产的CY-Y型油泵电机组。既方便实用，又可以提高泵的使用寿命。 在工作环境震动不大，原动机工作又平稳（如电动机）的情况下可直接采用弹性联轴器联接。若原动机震动较大（如柴油机或采用皮带轮、齿轮传动者）建议按右图方式安装。泵安装支架和原动机的公共基础要有足够的刚 度。 液压管道安装前应严格清洗，一般钢管应进行酸洗，并经中和处理。清洗工 名称：YCY14-1B 压力补偿变量 描述描述：： CY14-1B 型轴向柱塞泵，是采用配油盘、缸体旋转的轴向柱塞泵。由于滑靴和变量头之间、配油盘和缸体之间采用了液压力平衡结构，因而与其它类型的泵相比较，它具有结构简单、体积小、效率高、寿命长、重量轻、自吸能力强等优点。它适用于机床、锻压、冶金、工程、矿山等机械及其液压传动系统中。 型号说明型号说明：： 6363 Y C Y 1414 - 1B 1B F 1 2 3 4 5 6 7 1、 公称排量（ml/r） 2、 变量形式：M-定量，S-手动变量，D-电动变量，C-伺服变量，Y-压力补偿变量，MY-定级压力补偿变量，P-恒压变量，LZ-零位对中液动变量 3、 公称压力：C 为31.5Mpa，G 为24.5Mpa 4、 Y 表示泵，M 表示马达 5、 结构形式：缸体旋转轴向柱塞泵（马达） 6、 结构设计序号 7、 转向（从轴端看）：无标记为正旋转泵，F 为反转泵（逆时针） 性能参数性能参数：： *CY *CY（（CM CM））1414--1B 轴向柱塞泵轴向柱塞泵（（马达马达））的系列参数的系列参数 公称流量L/min 最大传动功率KW 型号 公称压力Mpa 公称排量ml/r 1000r/min1500r/min1000r/min1500r/min 最大理论扭矩 Nm 重量Kg 1.25MCY （M）14-1B 31.5 1.25 1.25 1.88 0.7 1.1 6.3 6.9 2.5MCY（M）14-1B 31.5 2.5 2.5 3.75 1.43 2.2 12.6 7.2 10*CY（M）14-1B 31.5 10 10 15 6.2 9.3 56 16.4-26 摘要 斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。 关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体 Abstract The inclined dish type and axial pump with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capacity type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots these two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is light, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on. Key words the inclined dish pillar pump slippery boot crock body柱塞泵的常见故障及日常维护
轴向柱塞泵的结构特点
柱塞泵设计与计算(斜盘式)
柱塞泵的检修规程
大排量斜盘式轴向柱塞泵的设计
斜盘式阀配流轴向柱塞泵结构分析(1000r)
PVH变量柱塞泵使用说明书
柱塞泵常见维修方法
变量柱塞泵
斜盘式轴向柱塞泵设计说明书
轴向柱塞泵工作原理
柱塞泵常见维修方法.
MCY14斜盘式定量柱塞泵马达
CY14-1B型轴向柱塞泵参数型号说明
大排量斜盘式轴向柱塞泵设计