910SCY14轴向柱塞泵设计解析
轴向柱塞泵工作原理
轴向柱塞泵工作原理欧阳学文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Z56789101112δq(%) 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。
轴向柱塞泵工作原理
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Z56789101112δq(%) 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。
CY14-1B型轴向柱塞泵参数型号说明
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 71、 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24.5Mpa4、 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 6.92.5MCY（M）14-1B31.5 2.5 2.5 3.75 1.43 2.2 12.6 7.2 10*CY（M）14-1B31.5 10 10 156.29.35616.4-2613*CY（M）31.5 13 13 19.5 8 12 72 16.4-26 14-1B31.5 16 16 24 9.9 14.8 89 16.4-26 16*CY（M）14-1B31.5 25 25 37.5 14.6 22 139 28.4-41 25*CY（M）14-1B32*CY（M）31.5 32 32 48 18.7 28 178 28.4-41 14-1B31.5 40 40 60 23.3 35 223 28.4-41 40*CY（M）14-1B63*CY（M）31.5 63 63 94.5 36.8 55 352 56-74 14-1B31.5 80 80 120 46.7 70 445 56-74 80*CY（M）14-1B100*CY（M）31.5 100 100 150 58 87.5 557 80-110 14-1B31.5 125 125 188 73 109 696 80-110 125*CY（M）14-1B160*CY（M）31.5 160 160 240 93 140 891 138-168 14-1B31.5 250 250 375 146 218 1392 200-232 250CY（M）14-1B注：变量泵的传动功率按实际工况P*Q/60η值计算：推荐管道或管接头通径尺寸推荐管道或管接头通径尺寸：型号 进口（内径） 出口（内径） 泄油口（内径）1.25MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮82.5MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮810*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1013*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1016*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1025*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1032*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1440*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1463*CY（M）14-1B ≥∮34 ∮26 ≥∮1580*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮26 ≥∮15100*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮34 ≥∮15125*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18160*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18250CY（M）14-1B ≥∮64 ∮50 ≥∮18使用注意事项使用注意事项：：★泵的转向，一律按顺进针旋向（从轴端看），用户需要反时针旋向或做马达用，必须在订货时说明（祥见型号说明）★泵和电机之间用弹性联轴器联接，并要求同心，否则会产生噪声、效率降低及其它故障。
CY14-1B轴向柱塞泵维修、安装、选型、功率计算等技术解决方案
Q**CY14-1B轴向柱塞泵维修、安装、选型、功率计算等技术解决方案Q**CY14-1B轴向柱塞泵维修、安装、选型、功率计算等技术解决方案Q**CY14-1B：斜盘式手动变量柱塞泵/马达-----型号说明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160L/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。
CY14-1B型轴向柱塞泵参数型号说明
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 71、 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24.5Mpa4、 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 6.92.5MCY（M）14-1B31.5 2.5 2.5 3.75 1.43 2.2 12.6 7.2 10*CY（M）14-1B31.5 10 10 156.29.35616.4-2613*CY（M）31.5 13 13 19.5 8 12 72 16.4-26 14-1B31.5 16 16 24 9.9 14.8 89 16.4-26 16*CY（M）14-1B31.5 25 25 37.5 14.6 22 139 28.4-41 25*CY（M）14-1B32*CY（M）31.5 32 32 48 18.7 28 178 28.4-41 14-1B31.5 40 40 60 23.3 35 223 28.4-41 40*CY（M）14-1B63*CY（M）31.5 63 63 94.5 36.8 55 352 56-74 14-1B31.5 80 80 120 46.7 70 445 56-74 80*CY（M）14-1B100*CY（M）31.5 100 100 150 58 87.5 557 80-110 14-1B31.5 125 125 188 73 109 696 80-110 125*CY（M）14-1B160*CY（M）31.5 160 160 240 93 140 891 138-168 14-1B31.5 250 250 375 146 218 1392 200-232 250CY（M）14-1B注：变量泵的传动功率按实际工况P*Q/60η值计算：推荐管道或管接头通径尺寸推荐管道或管接头通径尺寸：型号 进口（内径） 出口（内径） 泄油口（内径）1.25MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮82.5MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮810*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1013*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1016*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1025*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1032*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1440*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1463*CY（M）14-1B ≥∮34 ∮26 ≥∮1580*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮26 ≥∮15100*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮34 ≥∮15125*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18160*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18250CY（M）14-1B ≥∮64 ∮50 ≥∮18使用注意事项使用注意事项：：★泵的转向，一律按顺进针旋向（从轴端看），用户需要反时针旋向或做马达用，必须在订货时说明（祥见型号说明）★泵和电机之间用弹性联轴器联接，并要求同心，否则会产生噪声、效率降低及其它故障。
柱塞泵_精品文档
▪ 工作环境 齿轮泵的抗污染能力最好。 ▪ 噪声指标 低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆
泵, 双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。
▪ 效率 轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵, 排量大的
泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。
柱塞泵配流方式
• 柱塞泵的配流方式： • 1、阀配流：缸体不动 • 2、轴配流：缸体转动的径向泵 • 3.配流盘配流：缸体转动的轴向泵
3.5 液压泵的性能比较与选用
液压泵的选用原则
▪ 是否要求变量 径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是
变量泵。
▪ 工作压力 柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa, 高压化
4
q
1 4
d
2 zD
tan
nV
4.轴向柱塞泵的流量脉动率
由于柱塞在缸体孔中的运动速度不均 匀，所以轴向柱塞泵的流量也是脉动的。
柱塞数越多且为奇数时，流量脉动率 越小，所以一般轴向柱塞泵的柱塞数常取 奇数（如7、9或11）。
5.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点
• 三对磨擦副：柱塞与缸体柱塞孔，缸体与配流盘，滑履与
• 轴向式
径向式
一、斜盘式轴向柱塞泵
1.典型结构
轴向柱塞泵
缸 体 配 流 盘
2.工作原理
轴向柱塞泵
▪ 工作动画 ▪ 缸体
均布Z 个柱 塞孔, 分布圆 直径为D
▪ 柱塞滑履组
柱塞直径为d
▪ 斜盘
相对传动轴 倾角为γ
▪ 配流盘 ▪ 传动轴
3.轴向柱塞泵的排量与流量计算
V 1 d 2zD tan
• 柱塞头部装有滑履, 滑履与定子内圆为面接触, 接触面比
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理【本期内容，由上海神农冠名播出】柱塞泵的结构组成柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分组成，并附有皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等组成。
01动力端(1)曲轴曲轴为此泵中关键部件之一。
采用曲拐轴整体型式，它将完成由旋转运动变为往复直线运动的关键一步，为了使其平衡，各曲轴柄销与中心成120°。
(2)连杆连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为柱塞的往复运动，其杆截面采取工字形，大头为剖分式，轴瓦采用对分薄壁瓦形式，小头瓦采用轴套式，并以其定位。
(3)十字头十字头连接摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞，它具有导向作用，它与连杆为闭式连接，与柱塞卡箍相连。
(4)浮动套浮动套固定在机座上，它一方面起隔绝油箱与污油池的作用，另一方面对十字头导杆起一个浮动支承点的作用，能提高运动密封部件的使用寿命。
(5)机座机座是安装动力端和连接液力端部分的受力构件，机座后部两侧有轴承孔，前部设有与液力端连接的定位销孔保证滑道中心与泵头中心的对中性，在机座的前部一侧设有放液孔，用来排放渗漏的液体。
2液力端(1)泵头泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头的侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。
(2)密封函密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。
(3)柱塞(4)进液阀和排液阀进、排液阀及阀座，适合输送黏度较大的液体的低阻尼、锥形阀结构，具有降低黏度的特点。
接触面有较高的硬度和密封性能，以保证进、排液阀具有足够的使用寿命。
3附属配套部分主要有止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀、压力表等。
(1)止回阀泵头排出的液体，通过低阻尼止回阀流人高压管道，液体反向流动时，止回阀关闭，阻尼高压液体流回泵体。
(2)稳压器泵头排出的高压脉动液体，经过稳压器后，变为较平稳的高压液体流动。
(3)润滑系统主要是由齿轮油泵从油箱中抽油，给曲轴、十字头等转动部位润滑。
一种轴向柱塞泵的结构设计及其造型 设计说明书
毕业设计说明书题目名称：一种轴向柱塞泵的结构设计及其造型院系名称：机电学院班级：机自XX 学号： XXXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXXXXXX 指导教师： XXXXXX2012年6月摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，它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，它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，因此它具有结构紧凑、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,轴向An axial piston pump structure design and modellingABSRACTThe 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 Axial Pump目录摘要 (1)ABSRACT (2)前言 (4)1 直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (6)1.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理 (6)1.2 直轴式轴向柱塞泵主要性能参数 (6)1.2.1 排量、流量、容积效率与结构参数 (7)1.2.2 扭矩与机械效率 (8)1.2.3 功率与效率 (8)2 直轴式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (10)2.1 柱塞运动学分析 (10)2.1.1 柱塞行程S (10)2.1.2 柱塞运动速度分析 V (11)2.1.3 柱塞运动加速度a (11)2.2 滑靴运动分析 (12)2.3 瞬时流量及脉动品质分析 (13)2.3.1 脉动频率 (14)2.3.2 脉动率 (14)3 柱塞泵主要部件的设计与受力分析 (16)3.1 柱塞设计与受力分析 (16)3.1.1柱塞结构形式 (16)3.1.2 柱塞结构尺寸设计 (16)3.1. 3 柱塞受力分析 (17)3.2 滑靴设计 (20)3.2.1 滑靴设计常用剩余压紧力法 (20)3.2.2 滑靴结构型式与结构尺寸设计 (21)3.3 配油盘受力分析与设计 (23)3.3.1 配油盘设计 (23)3.3.2 配油盘受力分析 (25)3.3.3 验算比压P、比功Pv (26)3.4 缸体设计 (27)3.4.1 缸体的稳定性 (27)3.4.2 缸体主要结构尺寸的确定 (27)3.5 轴的校核 (29)3.6 中心弹簧的计算 (30)4 变量机构 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)前言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。
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10SCY手动变量柱塞泵结构设计第1 章绪论随着中国综合国力的增强,中国经济也得到了飞速发展,在纷繁复杂的国际环景中发展并不容易,很多关键技术受到国外封锁,而液压系统也是其中一项,很多国内知名企业如三一重工,中联重科都还在进口国外液压成套系统,很大一部分利润被分走。
工业技术的不断发展，对液压元件的需求也越来越广。
而作为液压传动系统不可或缺的液压泵就显得尤为重要了。
只有在结构和技术上不断的开拓创新，我国轴向柱塞泵技术和产品一定可以上一个新台阶,我相信,随着国力的增强,国家对自我创新力和研发力度加大,中国的液压技术水平会越来越强,在关键技术上也会得到更大的突破,摆脱国外技术封锁,让国内的液压技术走在世界前列。
1.1选题的背景及意义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。
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，流量均匀性好，噪声低，径向尺寸小，转动惯量小，工作压力高，效率高，并易于实现变量。
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。
随着高科技的发展，现在机械对小型化、高效率的要求越来越高，而液压传动，随着现在加工工艺、信息化的发展，其缺点也越来越完善，而泵是液压传动的核心。
1.2轴向柱塞泵概述柱塞泵是液压系统中重要的动力元件和执行元件，广泛地应用在工业和农业机械。
柱塞式液压泵是依靠若干个柱塞在缸体柱塞孔内做往复远动使密闭工作容积发生变化来实现吸油和压油的。
由于密闭工作容积是由缸体中若干个柱塞和缸体内柱塞孔构成，且柱塞和缸体内柱塞孔都是圆柱表面，其加工精度容易保证，它具有重量轻、结构紧凑、密封性好、工作压力高，在高压下仍能保持较高的容积率和总效率，SCY14柱塞泵的工作压力可以达到32MPa，容易实现变量等优点；其缺点是对液压工作介质的污染较敏感、滤油精度要求高、结构复杂、加工精度、日常维护要求比较高、价格比较便贵。
而柱塞泵分为轴向和径向。
1.3轴向柱塞泵研究现况我国现在在液压传动的发展起步晚，但是，随着我国工业化的崛起，我们国家液压传动得到一定的发展，但是小型化和高压、高速的液压泵需要进一步发展，我们国家自仿造德国设计了CY14系列柱塞泵，而柱塞泵在大型机械应用广泛，其稳定性和噪音等这些需要进一步改进，在工业化发展的过程中，我们国家应该重视基础科学研究，从而提出更科学的泵的设计方案和原理。
1.4直轴式轴向柱塞泵的工作原理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。
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。
柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。
当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。
当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程。
柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。
变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。
1-斜盘 2-回程盘 3-滑靴 4-柱塞 5-缸体 6-配油盘 7-传动轴图1-1 直轴式轴向柱塞泵工作原理第2章 总体设计与分析2.1主要性能参数分析10SCY14-1B 手动变量轴向柱塞泵参数如下：最大工作压力 max 31.5P MPa =公称排量 010/Q ml r =额定流量 Q =15L/min最大流量 max 21/min Q L =额定转速 n=1500r/min2.1.1排量﹑流量与容积效率轴向柱塞泵排量b q 是指缸体旋转一周，全部柱塞腔所排出油液的容积，即2max max 4b X x q F s Z d s Z π===2(19.50.2)(19.50.22)94π⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈10ml不计容积损失时，泵的理论流量tb Q 为2max 4tb b b x b Q q n d s Zn π===0.01×1500=15(L)式中 x F —柱塞横截面积；x d —柱塞外径；max s —柱塞最大行程；Z —柱塞数；b n —传动轴转速。
泵的理论排量q 为100010001510.53.15000.95v Q q n η⨯===⨯（ml/r ） 为了避免气蚀现象，在计算理论排量时应按下式作校核计算：13max .pn q C ≤ 13300070.220660p C ⨯=< 式中p C 是常数，对进口无预压力的油泵p C =5400；对进口压力为5kgf/cm 的油泵p C =9100，这里取p C =9100故符合要求。
要想改变泵输出流量的方向和大小，可以通过改变斜盘倾斜角γ来实现。
对于直轴式轴向柱塞泵，斜盘最大倾斜角max 15γ=︒～20O ，该设计是通轴泵，受机构限制，取下限，即15。
泵实际输出流量gb Q 为gb tb b Q Q Q =-=15-0.5=14.5（ml/min ）式中b Q 为柱塞泵泄漏流量。
泵容积效率VB η定义gb Q 与tb Q 之比，即gbVB tb Q Q η==14.596.7%15= 轴向柱塞泵容积效率一般为b γη=0.94～0.98，故符合要求。
2.1.2扭矩与机械效率不计摩擦损失时，泵的理论扭矩tb M 为2b b tb p q M π==121019.1(.)2N m π⨯= 式中b p 为泵吸﹑排油腔压力差。
考虑摩擦损失b M 时，实际输出扭矩gb M 为gb tb b M M M =+=19.1221.1(.)N m +=泵的机械效率定义为理论扭矩tb M 与实际输出扭矩gb M 之比，即119.190.52%21.11tb tb mb b gb tb b fbM M M M M M M η=====++2.1.3功率与效率不计各种损失时，泵的理论功率tb N2tb b tb b gb N p Q n M π===1500221.1 3.31()60kw π⨯⨯= 泵实际的输入功率br N 为122br b gb b tbmb N n M n M ππη===15001219.1 3.31()600.905kw π⨯⨯⨯= 泵实际的输出功率bc N 为bc b gb b tb b N p Q p Q γη===319.114.5 2.5()kw ⨯⨯=定义泵的总效率η为输出功率bc N 与输入功率br N 之比，即 12b tb b bc b b mb br tb mbp Q N N M γγηηηηπη=== =0.9050.9670.875⨯=上式表明，泵总效率为容积效率与机械效率之积。
对于轴向柱塞泵，总效率一般为b =0.85～0.9,上式满足要求。
2.2柱塞运动分析柱塞运动学分析，主要是研究柱塞相对缸体的往复直线运动。
即分析柱塞和缸体间的运动学关系。
2.2.1柱塞行程S图2.1是一般带滑靴的轴向柱塞运动分析图。
以柱塞腔容积最大时的上死点位置为0︒，分析任一旋转角a 时的运动关系。
（斜盘倾斜角为γ，柱塞分布圆半径为f R ，缸体或柱塞旋转角为a)图2.1 柱塞运动分析cos f f hR R a 所以柱塞行程S 为1(1cos)shtg R tg 当180a 时，可得最大行程max s 为max 2f f s R tg D tg 3918039()tg mm O ⨯=2.2.2柱塞运动速度分析v将式1(1cos)s htg R tg γγ==-对时间微分可得柱塞运动速度v 为.sin ss a f t a t d d d R tg a d d d当90a O =及270O 时，sin 1a =±，可得最大运动速度max υ为max 150019.52.15819(/)60f R tg tg mm s υωγπO ==⨯⨯= 式中为缸体旋转角速度，a t 。
2.2.3柱塞运动加速度a将.sin s s a f t a td d d R tg a d d d υωγ===对时间微分可得柱塞运动加速度a 为 2.cos a f t a t d d d a R tg a d d d υυωγ=== 当0a O =及180O 时，cos 1,=±可得最大运动加速度max a 为 2max 150********(/)60f a R tg m s ωγπ⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭柱塞运动的行程s ﹑速度v ﹑加速度a 与缸体转角a 的关系如图2.2所示。
图2.2 柱塞运动特征图2.3滑靴运动分析研究滑靴的运动，主要是分析它相对斜盘平面的运动规律，即滑靴中心在斜盘平面x o y 内的运动规律（如图2.3），其运动轨迹是一个椭圆。
椭圆的长﹑短轴分别为长轴 239240.4()cos cos15f R b mm短轴 2239()f a R mm设柱塞在缸体平面上A 点坐标为sin cos f f x R ayR a ==如果用极坐标表示则为矢径 h f R R ==极角 (cos cos )arctg a θγ=滑靴在斜盘平面x o y '''内的运动角速度h ω为222coscos cos sin h t d d a a由上式可见，滑靴在斜盘平面内是不等角速度运动，当2a π=﹑32π时，h ω最大（在短轴位置）为 max cos h 1500260162(/)cos15rad s πO ⨯= 当0a =﹑π时，h ω最小（在长轴位置）为min 1500cos 2cos15152(/)60h rad s ωωγπO ==⨯⨯=由结构可知，滑靴平均旋转角速度等于缸体角速度，即15002157(/)60ap rad s ωωπ==⨯=第3章主要零部件设计3.1柱塞设计3.1.1柱塞结构型式的选择轴向柱塞泵均采用圆柱形柱塞。
根据柱塞头部结构，可有以下三种形式：点接触式柱塞、线接触式柱塞、带滑靴的柱塞。
这三种形式的柱塞分别如图2-1(a)、（b）、（c）所示，由于点接触的接触应力大，柱塞头部容易破坏，不能承受过高的载荷，寿命较低，现在已经很少用到，而线接触有一点的润滑能力，同时可以承受一定的载荷，但是SCY14是高压泵，承载载荷大，所以不适用，故选择带带滑靴的柱塞。
图2-1 柱塞结构型式目前柱塞大多采用空心结构减小惯性力的同时还可以利用柱塞底部高压油液使柱塞局部扩张变形补偿柱塞与柱塞腔之间的间隙，取得良好的密封效果。