和4驱动斜盘,即相当于一个双作用变量柱塞驱动斜盘。斜盘1位置由一个螺旋角传感器7感应以检测泵的排量,实时系统压力值由一个压力传感器感应,而电液比例控制阀阀芯9的位置由位置传感器6感应。响应控制器将斜盘位置及压力实际值与输入命令值相比较后形成反馈信号,再根据反馈信号改变螺线管8的电流大小以改变阀芯9的位置,从而改变泵的输出流量以及系统压力,使其趋于输入命令值。这种控制能满足复杂的工作要求,不但快速、准确,而且可靠性高。该泵集传感器、放大器、电液比例阀于一身,比较典型地反映了轴向柱塞泵与电子技术的结合。
图1-1 Rexroth公司生产的DFE电路闭环控制柱塞泵
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第2章 斜盘式轴向柱塞泵设计方案
2.1 液压泵的原理与分类
2.1.1液压泵的传动和工作原理
液压传动原理:液压传动技术的发展与流体力学的理论研究有着密切的关系,液压传动技术的工作原理就是流体力学中的一个原理,称为巴斯噶原理。巴斯噶原理。内容如下:
(1)作用在密封容器中的静止液体的一部分上的压力,以相等的压力传递到液体的所有部分
(2)压力总是垂直作用于液体内的任意表面的 (3)液体中各点的压力在所有的方向上都相反
液压泵是液压系统的主要元件,同时也是液压传动一个不可缺少的能量转换装置。斜盘式轴向柱塞泵是将原动机的机械能转换成工作液体的压力能,在液压系统中,斜盘式轴向柱塞泵作为动力源提供液压传动所需的流量和压力。它的工作原理是:靠密封的工作容积发生变化而进行工作,属于容积式泵。斜盘式轴向柱塞泵的工作原理如图2-1所示:
1-缸体 2-偏心轮 3-柱塞 4-弹簧 5-吸油阀 6-排油阀 A-偏心轮下死点 B偏心轮上死点
图2-1 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理图
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该泵体由缸体1、偏心轮2、柱塞3、弹簧4、吸油阀5和排油阀6等组成。缸体1固定不动;柱塞3和柱塞孔之间有良好的密封,而且可以在柱塞孔中作茧自缚轴向运动;弹簧4总是使柱塞顶在偏心轮2上。吸油阀5的右端(即斜盘式轴向柱塞泵的进口)与油箱相通,左端与缸体内的柱塞孔相通,左端(即斜盘式轴向柱塞泵的出口)与液压系统相连。当柱塞处偏心轮的下死点A时,柱塞底部的密封容积最小;当偏心轮按图示方向(顺时针)旋转时,柱塞不断外伸,密封容积不断扩大,形成真空,油箱中的油在大气压的作用下,推开吸油阀内的钢球而进入密封容积,这就是泵的吸油过程,此时排油阀内的钢球在弹簧的作用下,将出口关闭;当偏心轮转至上死点B点时,柱塞但出缸体最长,柱塞底部的容积最大,吸油过程结束。偏心轮继续旋转,柱塞不断压缩,密封容积不断缩小,其内的油液受压,吸油阀关闭,并打开排油阀,将油液排到斜盘式轴向柱塞泵出口,输入液压系统;当偏心轮转至下死点A与柱塞接触时,柱塞底部密封容积最小,排油过程结束。偏心轮不断的旋转,就能让斜盘式轴向柱塞泵不断进行吸油与排油的动作,从而为液压系统提供所需的流量与压力。
通过上述的工作过程的分析,可以得出所有斜盘式轴向柱塞泵工作的必要条件: (1)吸油腔与压油腔要互相分隔开,并且有良好的密封性。当柱塞上移时,排油阀6以右为吸油腔,以左为压油腔,两腔由排油阀隔开;当柱塞下移时,吸油阀5以左为压油腔,以右为吸油腔,两腔由吸油阀5隔开。
(2)由吸油阀容积扩大吸入液体;靠压油腔容积缩小排出(相同体积的)液体。即靠“容积变化”进行工作。
(3)吸油腔容积扩大到极限位置后,先要与吸油腔切断,然后再转移到压油腔中来;压油腔容积缩小到极限位置后,先要与压油腔切断,然后再转移到吸油腔中来。
[2]
2.1.2 液压泵的分类
按液压泵中主要运动构件的形状和运动方式来分,有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵等类型。本论文主要研究讨论CY14-1型轴向柱塞泵。
2.2 斜盘式轴向柱塞泵主体设计方案的确定
斜盘式轴向柱塞泵自1902年出现以来,至今其结构形式和变量控制方式仍处在不断研究和发展之中。本节旨在分析归纳其基本结构类型,以确定所设计斜盘泵的主体结构方案。
2.2.1 斜盘式轴向柱塞泵的的基本分类及其特点
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斜盘式轴向柱塞泵按其缸体的支承方式不同可分为两大类:轴承支承缸体的非通轴式和轴支承缸体的通轴式。
此处省略 NNNNN
NNNNNNN NNNN NNN NN 字
(1)缸体与配油盘的摩擦引起噪声的原因:
液压油通过吸油口进来,再经过配油盘上的腰形孔,接着再经过缸体底部的腰形孔到缸体柱塞孔,最后到滑靴与变量头之间。这过程中,配油盘起分配液压油和逆止阀的作用(即阻止吸油腔与压油腔相通)。噪声主要来源是高压油从柱塞孔出来经缸体腰形孔到配油盘的冲击造成的。 (2)变量头与滑靴的摩擦引起噪声的原因:
由于液压油的作用力使滑靴紧压在变量头上,缸体的旋转带动柱塞及滑靴旋转,从而形成一个摩擦,因表面度和压紧有不同,产生的噪声的大小不同。 (3)柱塞与柱塞孔的摩擦引起的噪声的原因:
柱塞与柱塞孔于一个孔轴配合,它们的噪声与两者间隙有关,如果中间有细小的
杂质都会对噪声影响很大,还有可能把柱塞孔“拉伤”。
3.4.5 怎样减小摩擦来降低噪声
前面我们提到了泵的噪声是由于三个摩擦副的摩擦引起的,那么,我们如何减小摩擦来降低噪声呢?
根据作者在工厂里的工作的体会,认为可以从以下几个方面来做: (1)提高摩擦副间的平面度,使摩擦副间的摩擦均匀
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