斜盘式阀配流轴向柱塞泵结构分析(1000r)..doc

斜盘式阀配流高压纯水泵设计计算 对于高压水泵而言，主要结构参数有：缸孔分布圆直径（mm）、斜盘倾角（?）、柱塞数量、柱塞直径（mm）等，需要根据已确定的高压水泵技术指标、及来设计计算。 一、主要结构参数 1．转速 n 当需要尽力提高转速，以缩小泵的尺寸时，有（为泵的排量），,那么泵的极限转速应满足以下关系式： =2556r/min 此时选取=1000r/min； 2．R、d、z、确定 （1）确定排量 假设排量按37.5ml/r设计，当容积效率取为90%，则流量应为33.75L/min, 当容积效率超过80%，则流量不小于30L/min. （2）确定分布圆直径 确定、 初算，取，则计算R得： (cm) 计算圆整为33mm，考虑到后端配流阀布置对泵整体结构上的影响，取柱塞分布圆直径为100mm. (3) 柱塞直径 高压水泵的理论排量（mm3/r）为： （1） 则高压水泵的实际输出流量（L/min）为： （2） 式中、及已知，综合考虑材料强度、刚度、结构紧凑性、工艺性以及摩擦学性能等因素，通过计算机优化设计，因水的粘度比液压油小得多，可设高压水泵的容积效率，由式（2）可计算出柱塞直径： 排量37.5ml/r 当n=1000r/min时 Q=37.5L/min 因此，可取。这样只要实际高压水泵的容积效率不小于80%即可保证其输出流量不小于30L/min。 3．泵轴直径的估算 总功率计算 KW 由上述所确定的排量、泵轴的驱动扭矩可估算泵轴的尺寸，在此选用1Cr18Ni9Ti,调质处理。 计算得出d=30.8mm,考虑键槽的影响，增大5%，最小轴径圆整为35mm A——系数， 1Cr18Ni9Ti取为（135-112，取值120） P——传递的功率，20.8KW n——转速 4．进出管通径 （mm） （55） 其中，q—泵的流量，L/min，计算中取为37.5L/min；[v]—管路许用流速，m/s，对于吸水管，对于出水管。 计算得， ， 圆整后分别为din=24mm, dout=18mm 表1是高压水泵的各项技术指标及结构参数的一览表。 表1 高压水泵技术指标与结构参数 额定压力（MPa） 30 柱塞数量 7 排量q（ml/r） 37.5 柱塞直径（mm） 18 额定转速（r/min） 1000 柱塞分布圆直径（mm） 100 容积效率（%） ≥80 斜盘倾角（°） 12 总效率（%） ≥72 最大电机驱动功率（kw） 22 二、滑靴设计计算 （1）包球外径 (2)压紧系数法设计滑靴（徐绳武P132） 根据经验选取： 式中， ，为滑靴底部密封带内外直径 式中，直径较大的滑靴取小值，直径小的取大值 由上面两式求得 滑靴平衡系数m： M推荐取值为0.96，通常通过调整，值来达到。 根据以上公式，确定 滑靴（pv）值初步计算： （3）设计内辅助支撑面：（内辅助支撑面，尺寸为12.5-5.5），则密封带和辅助支撑面总面积为： 实际比压还需加上回程弹簧力等附加力，因此比功会大于5.93Mpa.m/s。 三、柱塞设计 （1）柱塞直径 在缸体设计中已确定： =18mm （2）柱塞长度 如图5.5所示，柱塞长度应等于柱塞的最小留缸长度、最小外伸长度和最大行程之和。 图5.5 柱塞尺寸 则柱塞长度： =（61~70）mm 由于泵的压力较高，故留缸长度适当取长，柱塞长度取为70mm （3）球头直径 依经验取： =12.6~14.4mm 圆整后取为13mm （4）球头截面圆直径 为使柱塞球头不至于遮住滑靴的注水孔（直径为）应满足如下关系式： =3.7mm 圆整后取d2=4mm （5）柱塞与孔的间隙 依据经验： =0.013mm 实际设计中取为0.015mm 四、回程盘设计： 滑靴中心在斜盘上的运行轨迹是一椭圆，其长轴为 短轴为R（R为分布圆半径），故回程盘滑靴安放孔中心分布半径： 滑靴包球外径 已知，盘孔与的最小间隙为，则盘孔直径为： 式中 ——最小间隙，取为0.5mm ——斜盘最大倾角，12度 滑靴耳环最大外径： 式中，—回程盘与滑靴耳边的最小重合量，取1mm. 滑靴与回程盘最大重合量： 圆整后取为2.5mm 回程盘最大外径： 圆整后取为128mm 五、斜盘设计 斜盘的最大外径，应该能够保