轴向柱塞泵在水利工程中的设计与应用
机械设计在水利工程中的应用与发展
机械设计在水利工程中的应用与发展随着社会的不断发展，水利工程在现代社会中扮演着举足轻重的角色。
而机械设计作为一门重要的工程学科，在水利工程中也发挥了不可替代的作用。
本文将探讨机械设计在水利工程中的应用与发展。
一、水力发电机组的设计水力发电机组是水利工程的重要组成部分，而机械设计在水力发电机组的设计中起着至关重要的作用。
机械设计师需要考虑水轮机的型号、叶片的形状、发电机的结构等方面，以确保机组的性能和效率。
此外，还需要考虑到水利厂的投资成本、运行成本以及环保要求等因素，使得机械设计在水力发电机组中具有较高的挑战性。
二、水泵站的设计水泵站是水利工程中用来提供、输送水资源的重要设施。
机械设计在水泵站的设计中扮演着核心角色。
机械设计师需要根据水泵站的运行要求和输送水源的特性，选择合适的水泵类型、设计泵房和管道结构，以确保水泵站的稳定运行和输水效率。
此外，还需要考虑到耐久性、安全性和可维护性等方面，使得机械设计在水泵站中具有极高的重要性。
三、泄洪设施的设计泄洪设施是水利工程中用来调节河流水位、防止水患和护堤的重要构筑物。
机械设计在泄洪设施的设计中扮演着关键角色。
机械设计师需要考虑到泄洪设施的结构强度、导流能力、运行可靠性等方面，以确保泄洪设施的使用安全和效果。
在设计过程中，机械设计师还需要综合考虑河流水文特征、设计洪水、地质条件等因素，使得泄洪设施能够满足实际需求。
四、闸门的设计闸门是水利工程中用来控制水位、分割水体、引导水流的关键设备。
机械设计在闸门的设计中起着至关重要的作用。
机械设计师需要综合考虑水利工程的特点和使用要求，选择合适的闸门类型、设计闸室和闸门结构。
此外，还需要考虑到闸门的密封性、耐久性和操作可靠性等方面，以确保闸门的正常运行和安全性。
综上所述，机械设计在水利工程中扮演着不可替代的角色，涵盖了水力发电机组、水泵站、泄洪设施和闸门等多个方面。
随着科学技术的进步，机械设计在水利工程中的应用也在不断发展。
水利工程泵站设计
水利工程泵站设计
概述：
水利工程泵站是为了满足农田、城市、工矿等生产生活需求，对自然水源采集、输送、分配、控制及污水收集和排放等作用的综合设施。
因此其设计必须考虑到各个方面的因素。
设计要点：
1. 选址合理，地势平坦，周围无建筑物和固体废物；
2. 泵站的类型和容量选择要符合实际需要，应根据所需的灌溉水量、管道长度、管道等级和水源类型等条件来确定；
3. 泵站的进出水口要合理设置，进口应考虑自来水厂进水管的位置，出水口应提高管道坡度以利于污水自流；
4. 设计时必须考虑到泵站所在地的环境因素，如气候、温度等因素对泵站运行的影响；
5. 泵站的设备的选择一定要与设备生产厂家联系，按照其要求设计，并要充分考虑运行维护和更换等问题；
6. 泵站的电气系统、仪表系统、自动化控制系统要选择先进、可靠的设备，确保泵站的安全稳定运行；
7. 泵站还需考虑与其他设施的配套，如机房、维修库房等建筑
设计。
这些要点对于水利工程泵站的设计与建设具有重要意义，同时，水利工程泵站的改善和维修也应按照这些原则来进行。
水利工程中的泵站设计思考
水利工程中的泵站设计思考泵站作为水利工程的重要组成部分，在水资源的管理与利用中起着至关重要的作用。
它不仅可以调节水位、提供供水和排水等功能，还能改善环境、保护生态。
因此，在泵站的设计中，需要考虑一系列因素，以确保其高效、可靠、安全的运行。
首先，需要考虑的是泵的类型和布置。
根据泵站的具体需求，我们可以选择离心泵、轴流泵或混流泵等不同类型的泵进行布置。
此外，还要考虑泵的数量、泵的排列方式以及泵与进、出水管道之间的连接方式等。
合理地选择和布置泵可以提高泵站的运行效率和可靠性。
接下来，需要考虑的是泵站的水泵选择。
在选择水泵时，需要考虑泵站的用途和工况要求，包括流量、扬程、功率以及泵的效率等因素。
此外，还需考虑泵的材质、泵的可靠性、维修保养的便利性等。
合理地选择水泵可以提高泵站的效能，并降低生命周期成本。
然后，还需考虑的是泵站的控制方式。
目前常见的泵站控制方式有手动、自动和远程监控等方式。
手动控制方式简单直接，但对运维人员的要求较高；自动控制方式可以提高泵站的运行效率，但对系统的可靠性要求较高；远程监控方式可以实现泵站的远程控制和监控，但对通信设备的可靠性要求较高。
在选择泵站控制方式时，需要综合考虑各方面因素，以确保泵站的安全运行。
此外，还需考虑的是泵站的能耗问题。
泵站是一个高能耗的设施，其中大部分能耗来自于水泵。
因此，在泵站的设计中，需要采取措施来降低能耗。
例如，可以采用高效节能的水泵设备，使用变频调速技术来调节泵的工作状态，合理选择泵的运行方案等。
通过这些措施，可以有效地降低泵站的能耗，并减少对环境的负面影响。
最后，还需考虑的是泵站的安全性。
泵站的安全是工程设计和运维管理的重要任务。
在泵站的设计中，需要考虑防洪、防漏、防泵丢失等安全问题，并合理设置安全设备和报警系统。
在泵站的运维中，需要制定规范的操作和检修程序，并进行定期的巡查和维护工作。
只有确保泵站的安全性，才能确保其长期稳定运行。
综上所述，水利工程中的泵站设计思考应综合考虑泵的类型和布置、水泵选择、控制方式、能耗问题以及安全性等因素。
轴向柱塞泵设计说明书
XXXXX学校毕业设计说明书论文题目：轴向柱塞泵设计系部： XXX专业： XXX XXXXX班级： XXX学生姓名： XXXXXXX 学号：XXXXX指导教师： XXXX2015年05月1日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减少能耗﹑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﹑配油盘结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算以及对缸体的材料选用和校核;另外对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点。
最后该设计对轴向柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望。
关键词:柱塞泵；液压系统；结构型式；设计。
Liquid's pressing a pump is the motive component of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core component that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid's pressing a pump can consume a exaltation the efficiency, of the system to lower the noise, an improvement work function and assurance system for liquid pressing system of dependable work all very importantThis design filled a pump to carry on toward the pillar to the stalk analytic, mainly analyzed stalk to fill the classification of pump toward the pillar,As to it's win of structure,For example, the pillar fill of the slippery structure pattern,Of the structure pattern went together with the oil dish structure pattern's etc. To carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with calculation.The material,which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key; Finally measure an organization classification towards change, the pattern also carried on detailed analysis and compared their advantage and weakness.That design end filled the merit and shortcoming of pump to carry on whole analysis toward the pillar to the stalk and also carried on an outlook to after-time's development.Key Words：Plunger Pump; Hydraulic System; Structure Pattern; Design.摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)第1章直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (3)1.1直轴式轴向柱塞泵工作原理 (3)1.2直轴式轴向柱塞泵主要性能参数 (3)第2章直轴式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (7)2.1柱塞运动学分析 (7)2.2滑靴运动分析 (9)2.3瞬时流量及脉动品质分析 (10)第3章柱塞受力分析与设计 (14)3.1柱塞受力分析 (14)3.2柱塞设计 (17)第4章滑靴受力分析与设计 (22)4.1滑靴受力分析 (22)4.2滑靴设计 (25)4.3滑靴结构型式与结构尺寸设计 (25)第5章配油盘受力分析与设计 (31)5.1配油盘受力分析 (31)5.2配油盘设计 (34)第6章缸体受力分析与设计 (38)6.1缸体的稳定性 (38)6.2缸体主要结构尺寸的确定 (38)第7章柱塞回程机构设计 (41)第8章斜盘力矩分析 (43)M (43)8.1柱塞液压力矩18.2过渡区闭死液压力矩 (44)M (45)8.3回程盘中心预压弹簧力矩3M (46)8.4滑靴偏转时的摩擦力矩48.5柱塞惯性力矩M (46)58.6柱塞与柱塞腔的摩擦力矩M (47)68.7斜盘支承摩擦力矩M (47)78.8斜盘与回程盘回转的转动惯性力矩M (47)88.9斜盘自重力矩M (47)9第9章变量机构 (49)9.1手动变量机构 (49)9.2手动伺服变量机构 (50)9.3恒功率变量机构 (51)9.4恒流量变量机构 (52)结论 (54)致谢 (55)参考文献 (56)绪论随着工业技术的不断发展，液压传动也越来越广，而作为液压传动系统心脏的液压泵就显得更加重要了。
柱塞泵的优缺点及应用
柱塞泵的优缺点及应用柱塞泵是一种常见的液压传动元件，具有一系列优点和缺点，并在许多领域得到广泛应用。
本文将详细介绍柱塞泵的优缺点，并探讨其应用领域。
一、柱塞泵的优点：1. 高工作压力：柱塞泵能够承受较高的工作压力，适用于许多高压液压系统。
其结构设计使其具有良好的密封性能，能够稳定地输出高压液压力。
2. 流量可调性好：柱塞泵通常具有较宽的流量调节范围，能够根据实际需要调整输出流量。
这使得柱塞泵在不同工况下能够提供合适的流量，满足系统的要求。
3. 高效能：柱塞泵的工作效率较高，能够将输入的机械能转化为液压能的比例较高。
其结构设计和材料选择使得能量损失较小，提高了液压系统的整体效率。
4. 结构紧凑：柱塞泵的结构相对紧凑，占用空间较小。
这对于一些空间有限的应用场合非常重要，能够更好地满足系统的布局要求。
5. 寿命长：柱塞泵采用高强度材料制造，具有较高的耐磨性和抗腐蚀性。
其工作过程中磨损较小，使用寿命较长，减少了维护和更换的频率。
二、柱塞泵的缺点：1. 噪音较大：柱塞泵在工作时会产生较大的噪音，这主要是由于柱塞与泵壳之间的摩擦和流体的振动引起的。
这对于一些对噪音要求较高的场合可能会造成一定的影响。
2. 维护成本较高：由于柱塞泵的结构较为复杂，维护和维修工作相对繁琐，对维修人员的技术要求较高。
此外，柱塞泵的零部件较多，更换成本较高。
3. 柱塞泵的启动和停止需要较大的能量：由于柱塞泵的工作原理，启动和停止时需要克服一定的惯性，消耗较大的能量。
因此，在一些对能耗要求较高的场合，柱塞泵可能不是最佳选择。
三、柱塞泵的应用：1. 工程机械：柱塞泵广泛应用于各类工程机械中，如挖掘机、装载机、推土机等。
其高工作压力和流量可调性能满足了这些机械在不同工况下的需求。
2. 冶金设备：冶金设备中常常需要高压和大流量的液压系统，柱塞泵在这些设备中得到了广泛应用。
例如，冶炼设备中的液压系统、轧机的液压系统等。
3. 注塑机械：注塑机械中需要精确控制流量和压力的液压系统，柱塞泵能够满足这些要求。
柱塞泵的用途
柱塞泵的用途柱塞泵是一种常见的液压泵，它在工业生产中有着广泛的应用。
它的主要作用是通过柱塞在泵体内来回运动，从而产生一定的压力，将液体送入系统中。
以下将从不同角度描述柱塞泵的用途。
一、工业生产领域在工业生产中，柱塞泵广泛应用于各种液压系统中，如机床、冶金设备、船舶、汽车工业等。
柱塞泵的稳定性和高压输出能力使得它能够满足各种复杂工况下的液压需求。
例如，在机床上，柱塞泵可以提供高压液压油，用于控制工件夹紧、刀具进给等机床运动。
在冶金设备中，柱塞泵可以提供高压液压油，用于控制冶金设备的升降、倾斜等动作。
在汽车工业中，柱塞泵可以提供高压液压油，用于控制转向系统、制动系统等。
二、建筑工程领域在建筑工程领域，柱塞泵也有着重要的应用。
例如，在混凝土泵送过程中，柱塞泵可以提供足够的压力，将混凝土从搅拌车输送到施工现场。
柱塞泵的高压输出能力和稳定性保证了混凝土能够迅速、均匀地输送，大大提高了施工效率。
此外，在大型建筑施工中，柱塞泵还可以用于输送水泥浆、泥浆等材料，满足不同施工环境的需求。
三、石油化工领域在石油化工领域，柱塞泵也扮演着重要的角色。
例如，在炼油过程中，柱塞泵可以提供足够的压力，将原油从地下储罐输送到炼油厂。
柱塞泵的高压输出能力和稳定性保证了原油能够快速、安全地输送，为后续的炼油工序提供了可靠的原料来源。
此外，在石化装置中，柱塞泵还可以用于输送各种化工原料和介质，满足不同工艺过程的需求。
柱塞泵的用途广泛，涉及到工业生产、建筑工程、石油化工等多个领域。
它的高压输出能力和稳定性使得它能够满足各种复杂工况下的液压需求。
无论是在机床上控制运动，还是在混凝土泵送过程中输送材料，柱塞泵都发挥着重要的作用。
它的应用不仅提高了生产效率，还保证了工艺过程的安全和稳定。
柱塞泵可以说是现代工业中不可或缺的液压设备之一。
水利工程泵站设计方案
水利工程泵站设计方案一、需求背景近年来，我国不仅城市化进程快速推进，而且农田灌溉和水资源利用的需求也在不断增长。
为了满足这些需求，水利工程泵站的建设变得非常重要。
本文将针对水利工程泵站的设计方案进行探讨。
二、泵站选址泵站的选址应考虑以下几个方面：1. 地理位置：选择离灌溉区和供水区较近的地理位置，以减少输送距离和输送损失。
2. 地质条件：选址应避开地震带、滑坡区和地下水位较高的区域，确保泵站安全运行。
3. 交通条件：选址应尽量靠近公路和铁路，便于设备运输和维护。
4. 水资源条件：选址应在水资源充足的地方，以确保泵站的正常供水功能。
三、泵站规模确定泵站的规模大小决定了其流量和扬程的能力，需要根据实际需求来确定。
具体的规模确定步骤如下：1. 计算用水量：根据灌溉区或供水区的实际用水量、就地用水量等数据，以及未来的发展预测，来确定泵站的设计流量。
2. 计算扬程：根据选址地区的地势高差、输送距离等因素，计算出泵站所需的扬程。
3. 选择泵机类型：根据设计流量和扬程来选择合适的泵机类型，包括离心泵、混流泵等。
4. 备用设计：为了确保泵站的可靠性和安全性，应根据实际情况考虑备用泵机和备用电源等。
四、泵站设计布局泵站设计布局应合理布局各个功能区域，确保运行的高效性和安全性：1. 机房区域：包括泵机、电机设备和控制设备等，应合理安排机房空间和设备摆放位置，便于设备的维护和操作。
2. 储水区域：包括储水池或水箱等，用于储存水源，应根据实际需要合理确定储水容量。
3. 输水管道：根据输送距离、地势高差和流量大小等因素，合理设计管道的布局和直径尺寸，以减少压力和损失。
4. 控制系统：包括监测设备、自动化控制系统等，应合理布局在机房区域，以实现运行的自动化和智能化。
五、安全措施为了确保泵站的正常运行和安全性，应采取以下安全措施：1. 泵房安全：采取防火、防爆、通风和排水等措施，确保机房内的设备和人员安全。
2. 设备维护：制定设备维护计划，定期对设备进行巡检和维护，确保设备的正常运行。
柱塞泵在油田注水中的实际应用
柱塞泵在油田注水中的实际应用【摘要】柱塞泵是一种在油田注水中广泛应用的设备，其工作原理和特点使其成为注水过程中的重要工具。
本文将介绍柱塞泵的工作原理及特点，探讨其在油田注水中的优势，分享具体的应用案例，评估其效果，并展望其未来发展。
柱塞泵在油田注水中的重要性不言而喻，其应用前景也十分广阔。
柱塞泵在油田注水中扮演着不可或缺的角色，对于提高注水效率和增加产量都具有重要意义。
【关键词】柱塞泵、油田注水、实际应用、工作原理、特点、优势、应用案例、效果评估、未来发展、重要性、应用前景、总结1. 引言1.1 柱塞泵在油田注水中的实际应用柱塞泵在油田注水中的实际应用是指将柱塞泵作为注水设备，在油田中进行注水作业的过程。
柱塞泵是一种通过柱塞运动来吸入和压出液体的泵，具有结构简单、运行可靠、耐腐蚀等特点。
在油田注水中，柱塞泵通常被用于将水或其他液体输送到井底，以增加井底压力，推动已经开采的油藏中的残余油进一步流动至井口。
柱塞泵在油田注水中的应用具有明显的优势。
柱塞泵可以根据需要调节流量和压力，保证注水的稳定性和均匀性；柱塞泵可以在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下稳定运行，适应油田作业的需求；柱塞泵具有较低的维护成本和长寿命，为油田运营提供了经济性和可靠性保障。
在实际应用中，柱塞泵在油田注水中可以通过提高采油率、延长油田寿命、提高油井产量等方面发挥重要作用。
柱塞泵的应用前景也十分广阔，随着油田注水技术的不断发展，柱塞泵在这一领域的地位和作用将得到进一步提升。
柱塞泵在油田注水中的实际应用是一种重要且有效的技术手段，对于油田的稳定运行和增产增效起着重要作用。
随着技术的不断完善和发展，柱塞泵在油田注水中将展现出更加广阔的应用前景。
2. 正文2.1 柱塞泵的工作原理及特点柱塞泵是一种常用于工业领域的液压泵，其主要工作原理是通过柱塞来产生压力并将液体推送到需要的地方。
柱塞泵的特点包括结构简单、运行稳定、输送流量大、压力稳定等优点。
轴向柱塞泵工程实践报告
题 目 轴向柱塞泵（马达）部分零件 材料选择及组织分析和热处理分析专 业 机械设计制造及自动化学 号学生姓名完成时间 2020 年 5 月机械与汽车工程学院制绪论轴向柱塞泵（马达）。
目前，轴向柱塞马达主要应用于矿山机械，工程机械如推土机，挖土机，装载机等机械设备。
轴向柱塞马达是一种带滚动轴承支撑的轴配流式摆线液压马达,采用输出轴与配流机构整体结构设计、镶齿式定转子、两端滚动轴承支撑、专用回转动密封圈,使马达允许在较高的背压下工作。
目前我国能够生产的轴向柱塞泵（马达）的种类越来越多，此简述型号10SCY14-1B轴向柱塞马达。
按其结构特点：配流机构与输出轴一体成型,具有更高的配油精度，机械效率高；先进的轴密封设计，高的背压承受能力;镶齿式定转子和先进的花键参数设计机械效率高,寿命长;两端双滚动轴承设计,具有更大的侧向承载能力。
工作原理：主体部分由传动轴带动缸体旋转；使均匀分布在缺体上的七个柱塞绕传动轴中心线转动，通过中心弹簧将柱滑组体中的滑靴压压在变量头上，这样柱塞随着缸体的旋转而作往复运动，完成吸油和压油动作。
1.1 轴向柱塞泵（马达）的简要（1）10SCY14-1B轴向柱塞泵CY14型轴向柱塞泵是采用配油盘配油、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静力平衡结构。
轴向柱塞泵可长期在高压、高速、高温等苛刻条件下工作，并具有很高的容积效率和总效率，所以要求柱塞泵壳体内所有运转的零件除应具有足够的强度、刚度外还要有很高的尺寸精度和形位精度。
为此要合理选择泵的关键零件的材质、热处理方式，并提高加工质量，其中尤以选用合理摩擦副材料最为重要。
（2）泵的型号10SCY14-1B说明表1-1图12.1 传动轴传动轴作为轴向柱塞泵中重要的组成部分，在工作中起到动力输出的关键性作用。
传动轴贯穿斜盘且两端均由轴承（一般为滚动轴承）支承，当动力使传动轴旋转时，缸体与柱塞一同旋转，使均匀分布在缸体上的七个柱塞绕传动轴中心转动，柱塞头永远保持与斜盘接触，因斜盘与缸体成一角度，因此缸体旋转时，柱塞就在泵缸中做往复运动。
柱塞泵的工作原理及应用
柱塞泵的工作原理及应用柱塞泵是一种流量可调的容积泵，常用于高压、高粘度介质的输送。
本文将详细介绍柱塞泵的工作原理及其应用。
工作原理柱塞泵主要由柱塞、泵头、柱塞导向壳体、进出油口、压力调节阀等组成。
当柱塞沿着柱塞导向壳体运动时，泵腔会随之变化。
柱塞上的密封垫与泵头之间形成密封腔，当柱塞运动至最高点时，密封腔的体积最小，此时介质将被挤压出泵腔。
柱塞泵的精度和流量大小都与柱塞的直径和行程有关。
通过调节压力调节阀和柱塞的行程，可以精确调节出泵的流量及压力。
当柱塞到达最低点时，回油口会打开，泵腔内的液体会被抽回至泵内。
应用场景柱塞泵的优点是能够输送高粘度的介质，具有流量可调、压力可调、精度高且输送浓度高的特点，被广泛应用于以下场景：减压器喷油系统柱塞泵一般用于汽车减压器喷油系统。
它可以根据压力和流量变化而变化。
汽车加速和减速过程中，燃油的需要量也会变化，柱塞泵能够精确调节出相应的燃油量，保持发动机高效运转。
压裂泵系统柱塞泵也被广泛应用于石油和天然气开采的压裂泵系统中。
柱塞泵能够输送高密度、高粘度的水泥浆，保证井下的岩石能够被充分破碎。
此外，柱塞泵还能直接注入泥浆流量计，实现流量的控制。
医药制造柱塞泵还常用于医药制造行业。
柱塞泵的工作原理符合GMP标准，能够精确输送药品、操作方便。
由于很多药品需要精确控制流量和压力以及排放空气，柱塞泵也能够很好地满足这一需求。
结论柱塞泵作为一种流量可调的容积泵，在高压、高粘度介质输送中具有广泛的应用前景。
掌握柱塞泵的工作原理及其应用，对于工程师和科研人员都具有一定的参考价值。
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泵。
轴向柱塞泵是液压系统中重要的动力元件，广泛地应用在工业 ４ 排量、流量、容积效率与结构参数
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。
轴向柱塞泵几何排量 q 是指缸体旋转一周，全部柱塞腔所排出
轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生 的容积变化来进行工作的。轴向柱塞泵的优点是结构紧凑，运转平稳，
泵的理论排量
q
为
q=
1000Q n·ηv
式中：ηv—— —油泵的容积效率，计算时一般取 0.92～0.97。本文中
取 ηv=0.95。
引进 Rexroth 技术的泵/马达后，轴向柱塞泵/马达技术进展缓慢。近年 来，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/
q=
1000×100 1500×0.95
是八桩塞泵的压力脉动约为九柱塞泵的 122％。
定之后传动轴转速 n 也是不变的量。要想改变泵输出流量的方向和大
西南交通大学的邓斌在配油过程流量仿真中，对瞬时理论流量 小，可以通过改变斜盘倾斜角 γ 来实现。
和倒灌流量分别进行了仿真，提出了倒罐流量引起的流量脉动比柱塞
对于直轴式轴向柱塞泵，斜盘最大倾斜角 γmax 在 15~20 之间，该
油油液的容积，即
q=
π 4
d2ZSmax=
π 4
d2ZDtanγ
流量均匀性好，噪声低，径向尺寸小，转动惯量小，工作压力高，效率
式中 d—柱塞直径；Z—柱塞数；D—柱塞分布圆直径；γ—斜
高，并易于实现变量。此外，由于轴向柱塞泵结构复杂，对结构制造工 盘倾角。
艺、材料及热处理的要求非常高，因此它又是技术含量很高的液压元 件之一。现在，随着材料、制造、电子等技术的发展，轴向柱塞泵，马达 的新技术层出不穷，我国自二十世纪六、七十年代开发了 CY 系列和
科技论坛
民营科技 ２０１４ 年第 ９ 期
51
轴向柱塞泵在水利工程中的设计与应用
朱瑞芝 辛 霞
（临沂市水利技工学校，山东 临沂 276000）
摘 要：主要对轴向柱塞泵的分类，对其中的结构，如柱塞的结构型式，对柱塞泵的发展及在水利工程中的应用进行了分析。 关键词：水利工程；柱塞泵；设计应用
１ 柱塞泵在水利工程中的应用
量，改变斜盘倾角方向，就能改变吸油和压油的方向，即成为双向变量 [2] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：北京高等教育出版社，2006.
作者简介：朱瑞芝（1969—），女，山东临沂人，1990 年 7 月参加工作，学历本科，现为临沂市水利技工学校一级实习指导教师。
泵的几何流量脉动大，因此对于柱塞水压泵的流量脉动应从减小倒灌 设计是非通轴泵，受结构限制，取上限，即 γ=18°。
流量入手，即减小柱塞腔内压力的脉动。在对实际流量进行分析仿真
R、d、Z 的确定。柱塞数 Z，由泵的结构与流量脉动率 δ 来决定，因
时，利用 b-e 紊流模型和 SIMPLEST 算法对水压轴向柱塞泵配油过程 为是非通轴式所以一般取 Z=7。
缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过 起压力脉动。在设计液压泵和液压系统时，要考虑采取措施抑制或吸
配油盘的配油窗口进行吸油和压油。当缸体转角在 π～2π 范围内，柱 收压力脉动，避免引起谐振。高压油液还可以通过柱塞中心孔及滑靴
塞向外伸出，柱塞底部缸孔的密封工作容积增大，通过配油盘的吸油 中心孔，沿滑靴平面泄露，保持与斜盘之间有一层油膜润滑，从而减少
窗口吸油；在 0～π 范围内，柱塞被斜盘推入缸体，使缸孔容积减小，通 了摩擦和磨损，使寿命大大提高。
过配油盘的压油窗口压油。缸体每转一周，每个柱塞各完成吸、压油一
参考文献
次，如改变斜盘倾角，就能改变柱塞行程的长度，即改变液压泵的排 [1] 左健民.气压与液压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.
配油盘；2）柱塞；3）和斜盘；4）组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜 型号命名的标准中明确规定用排量作为主要参数来区别同一系列不
盘轴线与缸体轴线倾斜一角度，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压 同规格型号的产品。这就是轴向柱塞泵采用奇数柱塞的根本原因，由
紧在斜盘上，配油盘 2）和斜盘；4）固定不转，当原动机通过传动轴使 于泵内部或系统管路中不可避免的存在有液阻，流量的脉动必然要引
大于理论流量脉动，且脉动系数与柱塞数的奇偶性无关。就轴向柱塞 力的油泵 Cp=9100。
1
泵柱塞数的奇偶选择问题，中国学者王意在 1982 年提出了“偶数泵 可以和奇数泵工作一样好”的观点，并在 1984 年，选择九柱塞泵与他
3000 60
×70.2 3
=206.2燮Cp
设计的八柱塞泵进行流量脉动对比测试。实验表明：八柱塞泵略小于
所以主参数排量符合设计要求。
九柱塞泵。1985 年，德国 Achen 大学流体动力研究所从理论上得出：
从泵的排量公式
q=
π 4
d2ZSmax=
π 4
d2ZDtanγ
可以看出，柱塞直径
八柱塞泵在受力、噪声方面优于九柱塞泵，模拟实验装置上测得结果 d，分布圆直径 D，柱塞数 Z 都是泵的固定结构参数，并且当原动机确
由于上式计算出的 d=23.9mm 需要圆整化，并按有关标准选取标
地给出哪些几何因素和非几何因素在轴向柱塞泵的流量、压力中所起 准直径，应选 d=24mm
的作用和影响。轴向柱塞泵在发展中，基本结构保持了稳定，高速，高
柱塞直径确定后，应从满足流量的要求而确定柱塞分布圆半径
压以及良好的控制方法是其未来发展的趋势。 ３ 直轴式轴向柱塞泵的原理
70.2ml/r
马达的需求十分旺盛，因此提高我国轴向柱塞泵、马达的性能显得十
为了避免气蚀现象，在计算 q 值之后，需按下式做校核计算：
分迫切。 ２ 轴向柱塞泵发展现状分析
1
nma·x q 3 燮Cp
轴向柱塞泵的实际流量受到各种因数的影响，其流量脉动远远
式中：Cp—— —常数，对进口无预压力的油泵 Cp=5400；对有进口压
姨3
R=
Zq 1.125π3tanγ
≈3.5cm=35mm
轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上，并使
将柱塞分布圆半径进行圆整取 R=35mm。
柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。轴向柱塞泵有两种形式，直
排量是液压泵的主要性能参数之一，是泵几何参数的特征量。相
轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式)，直轴式轴向柱塞泵泵主体由缸体：1） 同结构型式的系列泵中，排量越大，做功能力也越大。因此对液压元件
中的流场进行了三维模拟，揭示了流量变 和柱塞分布圆半径 R
流速分布规律，并指出转速和负载压力对水压轴向柱塞泵的流量脉动 有较大影响。由于柱塞泵的流量、压力脉动相当复杂，涉及若干个几何
姨 当 Z=7 时，d=
2q ZRtanγπ
=2.39cm=23.9mm
因素和非几何因素等方面，至今还没有人能够定性地、更没有人定量