柱塞泵受力分析

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1、柱塞泵受力分析设柱塞泵有z个柱塞。当柱塞泵工作时，有Z个柱塞处于压油状2态，另外的一半柱塞则处于吸油状态。我们着重分析处于压油状态的柱塞泵零部件，对于处于吸油状态的零部件制作简要的分析即可。我们还要先着重分析主要零件的受力情况，再综合起来进行分析。我们还是从柱塞泵的主要三大摩擦副入手。一、滑靴是如何贴紧斜盘的？1、每个柱塞孔内装一个回程弹簧；2、用一个大弹簧集中顶住冋程盘；如cy系列柱塞泵。3、米用固定间隙(0.01一0.04)的回程盘；4、采用辅助泵压力强行将柱塞推出；二、滑靴受力分析如下图所示，滑靴受到柱塞球头的压力£、弹簧力斥、斜盘的支反

2、力N、滑靴旋转时的离心力坨和摩擦力巧等的作用。滑靴受力分析图以开始压油点为缸体旋转角0的起点，椭圆就是球头中心在忆平面上的运动轨迹。离心力经过滑靴的重心指向径向，其最大值坨唤发生在滑靴的最大角速度©哑处，即『与（n为自然数），最大值为则使滑靴绕柱塞球头中心翻转的最大扭矩为M饰ax=心姒•/为了克服此翻转扭矩M,需要弹簧施加一个压力巧将滑雪压住，当滑靴底面与斜盘接触的最大外径为d”时，耳的最小值为F^2mhco2Rl'dhcos2y式中，叫、0、d”分别为滑靴的质量、缸体旋转角速度、滑靴与斜盘接触面的直径。当泵空转时，因为无液压力作用，这时，克服

3、全部滑靴翻转的集中弹簧的弹力近似为F严ZF-即巧淨迈嚳（1）dhcosy在作用力厲和刁的作用下，滑靴产生摩擦力Ff*N；该摩擦力又使滑靴产生绕柱塞球心的翻转扭矩Mf=Ffh;二力矩叫和的合力矩，导致支反力N的作用线偏离柱塞球心q。这时，摩擦力耳也会偏离滑靴底面中心。这个偏离中心的摩擦力，驱动滑靴绕自身对称轴线自转，这就使滑靴外缘磨损比中心严重但却均匀之原因。另外，滑靴还有气密性的要求。设一个滑靴与斜盘的接触面积为A,则其气密所需要的压力为：Fq=APcosy，式屮，P——要求的气密压力，一般取0.8——lbar；那么，Z个滑靴共需要的弹簧压力厲

4、为Fi2=ZAPcosy(2)当采用集屮返回弹簧时，滑靴正常工作所需要的弹簧力耳为厂c2门卩、F]=Fh+FjNZm,,(°——+APcosy(3)-It/„cos/)以上分析了压油腔的一个滑靴的受力情况。那么，压油腔共有Z2个压油滑靴，它们的受力情况都是相同的。现在，我想知道吸油腔的乙个滑靴的受力情况如何？与斜盘之间存在摩擦力吗？吸油腔诸滑2靴能自转吗？有翻转趋势吗？柱塞泵的所有滑靴作用在斜盘上，斜盘有怎样的运动趋势？三、柱塞部件受力分析柱塞与滑靴较接于一体。球较内部本来就有一系列复杂的受力分析和运动分析，但是，对于柱塞部件来说，它们都是内力

5、或内部运动,与柱塞部件受力分析关系不大。为了简化问题，我们把包括滑靴在内的柱塞部件拿来一起进行分析，这样就省略了球较内部的受力和运动分析。并把滑靴的重心近似地看作通过柱塞轴线，这样，就可以把两者的共同质心看作在柱塞轴线上。如下图所示柱塞在缸孔内是小间隙运动，且变形很小。在分力Nsiiv，缸孔上的应力分布如上图所示，此应力的合力为尺和心，柱塞的几何长度为厶，留缸长度为a，根据应力三角形相似，有a=4“「、解之得/J、21（/?］一/?2）厶一/+可=尺2可$丿33LI-P6L-3/3L/-2/26L—31如果拆开一台旧泵，当你把手指仲进缸孔内时

6、，立即就会感觉到孔口是喇叭型口，这就是厶长度上的应力K的反力作用的结果。同理,不用说缸孔的底部也存在喇叭型口，且在长度厶上，是应力凡的反力作用的结果。由此可见应力K和凡还是比较大的，由于缸孔是锡青铜质的，因此，发生了它的磨损和形变现象。在图示的坐标系以W内，忽略摩擦力耳和因离心力引起的摩擦力厲，柱塞部件还受到下列诸力的作用。1、离心力巧F]—m7cerR好在各坐标轴上的投影为伦=0Fly=m3Rcos°（6）Flz=m.co2Rsin（/）2、液压力F对柱塞泵忽略低压腔的压力，2当OW©W龙时，液压力为F=P;4当兀冬002兀口寸,F=0o3、

7、轴向惯性力耳按照图示所给的方向，有Fg=-m:a=-m:a）2Rtgycos（p（7）4、返回弹簧力耳⑴、采用集中返回弹簧时，其压力为厅，则F产旦,斥确定方法如下：当配流盘预压紧力Ftp与返回弹簧力Ft相差不大时，取Ft中较大一个；当©比好大得多时，常对配流盘采用双弹簧压紧，此时疗按计算选用。在设计好配流盘后，即已经知道其与缸体的接触面积％,设单位面积上密封预压力为P,P=0.8——lbar,贝IJ坊=⑻厅的计算值应大于吸油腔全部柱塞的真空压力（&）、滑靴贴紧压力（F小）和柱塞往复运动惯性力所需要的的弹力（你）之和。全部吸油真空对缸体屮心点oZ

8、矩，应不大于止推盘的翘起支点D处推力对O点之矩。据此可求出D点的推力，而你就等于支点D的反推力与全部吸油真空力之和。_7td1~~OD=R,贝【J(Z