水壓柱塞泵的結(jié)構(gòu)與特性研究.pdf

1、水壓驅(qū)動(dòng)相對(duì)于油壓驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)乃是對(duì)環(huán)境最和諧的驅(qū)動(dòng)方式。水壓驅(qū)動(dòng)以水為工作介質(zhì)，介質(zhì)成本低，泄露無污染，無火災(zāi)威脅，但水壓元件的高成本乃是制約水壓驅(qū)動(dòng)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。本文以水壓元件中最為重要的水壓泵作為研究對(duì)象，以德國Hauhinco水壓泵為參照，自行設(shè)計(jì)了額定壓力為31.5MPa，流量為20L/min的水壓徑向柱塞泵，其所做的研究工作包括以下幾點(diǎn):
　　 (1)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)影響水壓徑向柱塞泵的柱塞直徑、行程、轉(zhuǎn)速等主要參

2、數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，再通過軸和凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，配流閥尺寸的計(jì)算以及彈簧剛度和彈簧預(yù)緊力的計(jì)算得到了該泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，繪制了水壓徑向柱塞泵的裝配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并對(duì)水壓徑向柱塞泵中主要受力元件軸和軸承進(jìn)行了力學(xué)校核和壽命校核。并根據(jù)水壓泵的零部件生銹的問題，對(duì)用于水壓泵的零部件材料進(jìn)行合理的選擇，不僅需要材料能滿足水壓泵的使用的力學(xué)性能，也要經(jīng)過耐腐蝕熱處理，以達(dá)到水壓元件的耐腐蝕，防生銹要求。
　　 (2)由于水的理化特性，水壓泵比起油壓

3、泵，其潤滑和密封問題十分突出。水的粘度低，不容易在接觸件之間形成潤滑膜，本文對(duì)由于接觸件之間摩擦力而導(dǎo)致的磨損情況進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。根據(jù)水壓泵的磨損研究，設(shè)計(jì)了該泵的潤滑方案:在高速重載的偏心軸和軸承上表面進(jìn)行硬質(zhì)化處理并涂抹潤滑脂以解決磨損問題。粘度低的水的流動(dòng)性很好，容易泄露，給密封帶來了困難，本文對(duì)水壓泵中所有密封處進(jìn)行了密封方案的設(shè)計(jì)，以及密封件及其材料的選型，著重介紹了柱塞副中采用的V形密封組件，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封選型，密封件材

4、料，密封件個(gè)數(shù)，密封件安裝等各個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
　　 (3)本文中的水壓徑向柱塞泵采用的乃是閥配流形式，采用閥配流形式就一定存在著閥配流系統(tǒng)響應(yīng)滯后和流量脈動(dòng)的問題。通過建立水壓徑向柱塞泵的仿真模型，對(duì)影響閥配流系統(tǒng)響應(yīng)特性的進(jìn)水壓力、閥芯質(zhì)量、彈簧剛度、彈簧預(yù)緊力、閥口開度五個(gè)參數(shù)進(jìn)行了仿真分析優(yōu)化，得到了一組優(yōu)化后的數(shù)據(jù)。優(yōu)化后的參數(shù)，水壓徑向柱塞泵閥配流系統(tǒng)的響應(yīng)特性提高，泄露量減少，容積效率增大，泵的輸出流量增大