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1、第29卷第12期水利电力机械Vol.29No.122007年12月WATERCONSERVANCY&ELECTRICPOWERMACHINERYDec.2007液压泵的本体设计Thebodydesignofhydraulicpump赵娅(河南广播电视大学,河南郑州450008)摘要:对液压泵进行了运动分析和受力分析,在此基础上对液压泵各个部件进行了设计计算,主要是传动轴、传动齿轮的设计以及缸体、配流盘支撑结构的优化设计。解决了将多台泵集成在一起的传动链布局和受力优化设计问题,既可保证各零部件有足够的强度、寿命和良好的加工工艺性
2、,又可使液压泵的结构紧凑,以便安装和维修。关键词:液压泵;受力分析;泵体设计;配流盘中图分类号:TH137.51文献标识码:B文章编号:1006-6446(2007)12-0045-03A8V107双联柱塞变量泵是用于开式回路的斜轴式轴向柱塞变量泵,是集成型液压泵的主泵,其变量控制是集交叉功率控制、负流量控制和变功率控制于一体的复合控制方式。该产品不仅能满足20t级挖掘机的配套需求,而且可广泛应用于起重机、装载机等工程机械。1液压泵本体结构图15连杆空间曲柄连杆机构原理A8V107双联柱塞变量泵属于斜轴泵,其特殊之柱塞的内孔接
3、触驱动缸体。斜轴泵的缸体用连杆传处在于:采用1套变量结构控制1个壳体的2台泵,动,使其所受的倾覆力矩比斜盘泵小得多,但仍需要2台泵的吸入管道共用,压出管道分开。这样,2台考虑缸体的支承问题,这是因为一方面连杆对柱塞流量相同的泵可以同时供油至2个液压系统,是专还有一定的侧向力,另一方面缸体与配流盘之间的门为液压挖掘机设计的。压紧力和分离力的合力点不重合,对缸体产生附加斜轴泵可以表示为5连杆空间曲柄连杆结构倾覆力矩。斜轴泵的缸体支承方式有2种,分别是(如图1所示),由于连杆的中心线与柱塞中心线成轴承支承缸体和中心杆支承缸体。这里主
4、泵采用的一夹角,当连杆与柱塞内壁未接触时,该机构有2个中心杆支承缸体结构是斜轴泵目前广泛采用的支承自由度,即驱动轴与缸体的转角是2个独立的变量;缸体的一种方式,这种结构使缸体具有良好的自位当连杆与柱塞内壁接触后,该机构只有1个自由度,即柱塞的运动仅由驱动轴转角确定。但连杆与柱塞性,但是缸体和配流盘的配流面加工比较困难。中心线之间的夹角随着驱动轴转角的改变而改变,2液压泵的力学分析缸体转动角相对于驱动轴的转动角有滞后现象,在某一瞬间,5个连杆中只有要求滞后最小的连杆才与首先根据液压泵的性能参数确定其主要的结构收稿日期:2007-
5、10-30作者简介:赵娅(1968-),女,河南镇平人,河南广播电视大学讲师,工学硕士,从事机械设计方面的教学和研究工作。·46·水利电力机械2007年12月参数:θ=1°23,(1)柱塞个数z∶7个。所以,柱塞杆的椎角为1°40′。(2)缸体摆角设计要求:7°～25°。3传动轴以及传动齿轮设计(3)柱塞直径d、主轴盘球窝分布圆直径D1、缸体柱塞孔分布圆直径D2的确定。该主泵为集成泵,由2个斜轴泵构成,从一个传柱塞直径d=25mm,主轴盘球窝分布圆直径动轴输入转矩,通过齿轮把转矩传递给另一个传动D1=73.5mm,则轴。主轴盘
6、所受的平均转矩为Marg=554kN·m,由1+cosβmax1+cos25°于泵的输入扭矩是脉动的,而且脉动率与流量脉动D2=D1=×73.5=70.05,22率是相同的(泵的流量脉动率为2.53%),则缸体柱塞孔分布圆直径D2取70mm。Mmax+Mmin=554×2kN·m,(4)缸体实际工作摆角。最小排量Qmin为73.5Mmax-Mmin=2.53%。L/min,最大排量Qmax为107L/min,则实际需要的单554×2转排量为所以,最大转矩为Mmax=568kN·m,当2个泵qmin=Qmin/n=73.5/20
7、00=的主轴盘的都承受最大的扭矩,而且考虑到2个泵-337×10L/r=34mL/r,的结构的统一性,这样可以减少零件的种类,齿轮传qmax=Qmax/n=107/2000=动比取为1∶1,则输入轴的最大的扭矩为2Mmax=-354×10L/r=54mL/r。2×568kN·m=1136kN·m,把上面的数据代入专理论单转排量业的设计软件,或者根据材料力学有关公式进行手π2工计算,即可得出具体齿轮和传动轴的尺寸。事实q=×d×z×D1×sinβ。4上,由于受轴承安装尺寸的影响,所计算出的轴和齿考虑到泵的容积效率ηV(取ηV=9
8、0%),则实轮的尺寸往往还需要加大,以使轴能够安装到有足际摆角为够载荷量的轴承上。qminβmin=arcsinπ2=4缸体、配油盘支撑结构优化设计×d×z×D1×ηV4-3轴向柱塞泵的缸体是一个形状特殊、受力复杂37×10arcsinπ2=9°20′,的零件,既要求高强度,
