柱塞泵的畢業(yè)設(shè)計

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）柱塞泵設(shè)計學(xué)生姓名： 曹曉龍 學(xué)生學(xué)號： 0201090204 院（系）： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年級專業(yè)： 數(shù)控0902班 指導(dǎo)教師： 曲令晉 二一一年九月摘要液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件,它是每個液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件,合理的選擇液壓泵對于液壓系統(tǒng)的能耗提高系統(tǒng)的效率降低噪聲改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。本設(shè)計對往復(fù)式柱塞泵（容積泵）進(jìn)行了分析,主要分析了柱塞泵部分主要的結(jié)構(gòu),例如,柱塞的結(jié)構(gòu)型式泵體的結(jié)構(gòu)型式閥體的結(jié)構(gòu)型式等進(jìn)行了分析，還有對零件的材料選用;工藝的制定與實施，計算機仿真模擬，并通過仿真模擬得出

2、了數(shù)控加工程序。并對部件進(jìn)行草圖繪制、CAD畫圖、三維建模。該設(shè)計最后對柱塞泵的優(yōu)缺點進(jìn)行了整體的分析,對今后的發(fā)展也進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：柱塞泵，工藝路線，程序。柱塞泵畢業(yè)設(shè)計1. 摘要2. 關(guān)鍵詞3. 緒論4. 論文內(nèi)容4.1柱塞泵的簡介及參數(shù)的設(shè)定4.2 零件簡介4.3零件的分析4.4 工藝的制定4.5 工藝的實施4.6 夾具的設(shè)計4.7 計算機仿真5 總結(jié)與展望6 參考文獻(xiàn)7 致謝 緒論 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓傳動也越來越廣，而作為液壓傳動系統(tǒng)心臟的液壓泵就顯得更加重要了。在容積式液壓泵中，惟有柱塞泵是實現(xiàn)高壓高速化大流量的一種最理想的結(jié)構(gòu)，在相同功率情況下，徑向往塞泵的徑向尺寸大

3、、徑向力也大，常用于大扭炬、低轉(zhuǎn)速工況，做為按壓馬達(dá)使用。而軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，故轉(zhuǎn)速較高；另外，軸向柱塞泵易于變量，能用多種方式自動調(diào)節(jié)流量，流量大。由于上述特點，軸向柱塞泵被廣泛使用于工程機械、起重運輸、冶金、船舶等多種領(lǐng)域。航空上，普遍用于飛機液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)中。是飛機上所用的液壓泵中最主要的一種型式。本設(shè)計對柱塞泵的結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)的研究，在柱塞泵中有閥配流軸配流端面配流三種配流方式。這些配流方式被廣泛應(yīng)用于柱塞泵中，并對柱塞泵的高壓高速化起到了不可估量的作用?？梢哉f沒有這些這些配流方式，就沒有柱塞泵。但是，由于這些配流方式在柱塞泵中的單一使用

4、，也給柱塞泵帶來了一定的不足。設(shè)計中對軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)中的滑靴作了介紹，滑靴一般分為三種形式；對缸體的尺寸結(jié)構(gòu)等也作了設(shè)計；對柱塞的回程結(jié)構(gòu)也有介紹。柱塞式液壓泵是靠柱塞在柱塞腔內(nèi)的往復(fù)運動，改變柱塞腔容積實現(xiàn)吸油和排油的。是容積式液壓泵的一種。柱塞式液壓泵由于其主要零件柱塞和缸休均為圓柱形，加工方便配合精度高，密封性能好，工作壓力高而得到廣泛的應(yīng)用。 柱塞式液壓泵種類繁多，前者柱塞平行于缸體軸線，沿軸向按柱塞運動形式可分為軸向柱塞式和徑向往塞式兩大類運動，后者柱塞垂直于配油軸，沿徑向運動。這兩類泵既可做為液壓泵用，也可做為液壓馬達(dá)用。泵的內(nèi)在特性是指包括產(chǎn)品性能、零部件質(zhì)量、整機裝配質(zhì)量、外觀

5、質(zhì)量等在內(nèi)的產(chǎn)品固有特性，或者簡稱之為品質(zhì)。在這一點上，是目前許多泵生產(chǎn)廠商所關(guān)注的也是努力在提高、改進(jìn)的方面。而實際上，我們可以發(fā)現(xiàn)，有許多的產(chǎn)品在工廠檢測符合發(fā)至使用單位運行后，往往達(dá)不到工廠出廠檢測的效果，發(fā)生諸如過載、噪聲增大，使用達(dá)不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當(dāng)中所處的運行點或運行特征，我們稱之為泵的外在特性或系統(tǒng)特性。 正如科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，現(xiàn)階段科技領(lǐng)域中交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科越來越豐富，跨學(xué)科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展亦是如此。以屏蔽式泵為例，取消泵的軸封問題，必須從電機結(jié)構(gòu)開始，單局限于泵本身是沒有辦法實現(xiàn)的；解決泵的噪聲問題，除解決泵的流

6、態(tài)和振動外，同時需要解決電機風(fēng)葉的噪聲和電磁場的噪聲；提高潛水泵的可靠性，必須在潛水電機內(nèi)加設(shè)諸如泄漏保護(hù)、過載保護(hù)等措施；提高泵的運行效率，須借助于控制技術(shù)的運用等等。這些無一不說明要發(fā)展泵技術(shù)水平，必須從配套的電機、控制技術(shù)等方面同時著手，綜合考慮，最大限度地提升機電一體化綜合水平。柱塞式液壓泵的顯著缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件制造精度高，成本也高，對油液污染敏感。這些給生產(chǎn)、使用和維護(hù)帶來一定的困難。 論文的內(nèi)容4.1 柱塞泵的簡介及參數(shù)的設(shè)定4.1.1柱塞泵的裝配圖（通過ug軟件畫出的） 柱塞泵是一種供油裝置，常用于機器的潤滑系統(tǒng)中，屬于往復(fù)式容積泵，它是借助于活塞在液壓工作腔內(nèi)的往復(fù)運動

7、使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化來達(dá)到輸送目的，動力的機械能經(jīng)過柱塞泵轉(zhuǎn)化為被輸送液體的壓力能。它主要是有泵體、閥體和柱塞組成。其工作腔借助動、密封裝置與外界隔開，通過閥體與外管路溝通與閉合。柱塞泵的特點：1) 隨著泵內(nèi)排出量壓力增大，泵內(nèi)泄漏損失加大，泵的實際流量只略有下降;2) 適用于較寬壓力、高粘度、較窄的流量范圍；3) 隨著排出壓力增大，軸功率增大泵效率提高；4) 柱塞往復(fù)次數(shù)底，有脈沖，平均流量恒定，吸入能力好；5) 有摩擦件相對運動；6) 泵效率高，配用功率較小，節(jié)約能源。4.1.2直軸式軸向柱塞泵主要性能參數(shù)給定設(shè)計參數(shù)最大工作壓力 Pmax=20MPa額定流量 =34L/min最大流

8、量 max =50L/min額定轉(zhuǎn)速 n=800r/min最大轉(zhuǎn)速 nmax=1500r/min4.13排量、容量、容積系數(shù)和容積效率排量 柱塞泵每轉(zhuǎn)一周，其密封容積幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積叫做柱塞泵的排量。 V = Fx S Z =0.045L/r流量1）理論流量 是指在不考慮柱塞泵泄漏流量的條件下，在單位時間內(nèi)所排出的液體體積。即 Qt=Vn = 0.045*800=36(L/min)2）額定流量泵輸出地最大流量，又稱額定流量。泵流量即單位時間內(nèi)在出口測得的溶體體積。理論上應(yīng)為往復(fù)運動一個循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的容積變化。即 Qn= Fx SnZKv/60= 3)實際流量 它是只柱塞泵在某

9、一特定工況下，單位時間內(nèi)所排出的液體體積。即 Q = Qn-Q = =上1）2）3）式中 Q -實際流量（L/min）Fx-柱塞的截面積（m2） S-泵最大行程（m） n-柱塞每分鐘往復(fù)次數(shù)（等于偏心輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)r/min） Z-柱塞數(shù) Kv-容積系數(shù) 4）容積系數(shù) 泵的容積系數(shù)又稱容積效率，即泵的額定流量與理論流量之比稱為容積系數(shù)。 Kv =Qn/Qt =1-kv = =式中 Qn -額定流量 Qt-理論流量 kv泵的容積損失率 5）容積效率 實際輸出流量與理論流量的比值。即 4.2零件簡介1-2圖（閥體）閥體是門的一個重要零件，與上、下閥瓣閥蓋共同組成閥門，并且它通過管接口與泵體、吸油及

10、壓油口連接，來控制泵的吸油和壓油，對于管接頭，選擇合理的視圖將其輪廓線畫出來。由于管接頭的毛培是鑄造出來的，一些配合表面需要進(jìn)行機加工，這樣我們需要整體的輪廓尺寸；然后就是對于一些重要的加工面，精度要求高的地方必須有公差或者行為共擦保證，這樣才能滿足使用要求，首先是表面粗糙度，對于有配合的地方表面要求高，其中包括管螺紋、連接接觸面，管螺紋其數(shù)值與和它相配合的管螺紋是一樣的，在查閱資料和老師的指導(dǎo)下我們?nèi)镽a3.2，要與活瓣配合的兩個內(nèi)圓柱面的要求更高，我們定位0.8，其他部分就是表面去除毛刺，一般不進(jìn)行機加工。還有就是行為公差，管接頭的兩個內(nèi)圓柱面是要與兩個活瓣進(jìn)行配合的，其數(shù)值擦為0.02

11、，這樣就要求兩個面的軸線同軸，下表面要與螺塞相接就用垂直度保證接口，數(shù)值定位0.0254.3零件的分析（一）零件的作用閥體是用于跟其他零件配合來控制泵的吸油，壓油；材料的選為碳素鋼（選擇原則如下），M18（與直徑28的圓柱相連接）的管接頭與泵連接來進(jìn)行輸油，M20和另一個M18的接頭分別是吸油口和壓油口。（二）零件的工藝分析 閥體主要是以兩個互成900 帶有M18螺紋的管接頭的中心及直徑分別為27、18、12的階梯孔位中心的三組表面（主要為內(nèi)外加工表面），還有相應(yīng)的內(nèi)外螺紋。1 2 （三）材料的選擇 選擇調(diào)節(jié)閥主要零件的材料，首先應(yīng)考慮工作介質(zhì)的物理性能（溫度、壓力）和化學(xué)性能（腐蝕性）等。在

12、閥門零件材料的劃分中，按殼體材料分為：鑄鐵閥、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵、碳素鋼閥、合金鋼閥、不銹耐酸鋼閥、鈦鋼、銅閥、鋁閥、塑料閥、陶瓷閥。1、鑄鐵閥 鑄鐵閥門價格低廉，制造工藝簡單，有較好的耐腐蝕性能，使用于水道建筑設(shè)備、煤氣設(shè)備、冶金、化工、消防設(shè)備等。鑄鐵閥門的使用范圍規(guī)定如下： A、當(dāng)用于公稱壓力PN小于等于1.0MPA，工作溫度為-10200攝氏，工作介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。常用標(biāo)號HT200、HT250、HT300、HT350的灰鑄鐵閥。 B、當(dāng)用于公稱壓力PN小于等于2。5MPA，工作溫度為-30300攝氏，工作介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等，常用標(biāo)

13、號為KTH30006、KTH33008、KTH35010的可鍛鑄鐵閥。 C、當(dāng)用于公稱壓力PN小于等于4。0PMA工作溫度為-30350攝氏時，工作介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等，常用標(biāo)號為QT40015、QT45010、QT5007的球墨鑄鐵閥。2、鋼閥 A、碳素鋼調(diào)節(jié)閥：由于其力學(xué)特性和綜合使用性能優(yōu)異，因此其使用范圍更廣。用于公稱壓力PN小于等于32MPA，工作溫度為-30450工作介質(zhì)為水、 蒸汽、空氣、氯、氨、氫及石油產(chǎn)品等，常用標(biāo)號為WCA、WCB、WCC的碳素鋼，標(biāo)號為20、25、30、35的優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛件或標(biāo)號為16MN的低合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件。 B、合金鋼閥：用于工作壓力

14、PN小于等于17MPA，工作溫度小于或等于550度，工作介質(zhì)為 蒸汽及石油產(chǎn)品等，通常選用標(biāo)號為ZGCR5MO的鉻鉬鋼鑄件，標(biāo)號為ZG20CR5MO1V。 C、不銹鋼閥門：用于公稱壓力PN小于等于6。4MPA、工作溫度大于或等于-196度，工作介質(zhì)為乙烯、丙烯、液態(tài)天然氣及液氮等，通常選用標(biāo)號為ZGOCR18NI9、ZGOCR18NI9TI、ZG1CR18NI9TI的奧氏體不銹鋼耐酸鋼鑄件?；驑?biāo)號為OCR18NI9、1CR18NI9、OCR18NI9TI、1CR18NI9TI的奧氏體不銹鋼鍛件。用于公稱壓力PN小于等于6。4MPA、工作溫度小于等于200度，工作介質(zhì)為硝酸等選用標(biāo)號為ZGOCR

15、18NI9、ZG1CY18NI9、ZGOCR18NI9TI、ZG1CR18NI9T奧氏不銹鋼鑄件。標(biāo)號為OCR18NI9、1CR18NI9、OCR18NI9TI、1CR18NI9TI的奧氏體不銹鋼鍛件。3、有色金屬及其合金閥門 有色金屬及其合金包括銅合金、鋁合金以及鈦和鈦合金。 A、銅合金閥：用于公稱壓力PN小于等于2。5MPA的 水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等介質(zhì)。當(dāng)工作溫度為 40250度的蒸汽時，通常選用標(biāo)號為ZCUSN3ZN11PB4、ZCUSN10ZNZ的鑄錫青銅、標(biāo)號為H62、HPB591的黃銅、標(biāo)號為QA192、QA194R的鋁青銅。 B、鋁合金閥：用于公稱壓力PN小于等于1

16、。0MPA的腐蝕性介質(zhì)工況時，常用標(biāo)號ZLT、ZL10。 C、鈦和鈦合金閥：用于工業(yè)純鈦和鈦合金有很好的耐腐蝕性能，它的相對密度小、強度高、低溫和高溫性能都較穩(wěn)定，是一種很好的耐腐蝕閥門、但由于鈦和鈦合金閥的成本較高，鑄造工藝性不好，很少有生產(chǎn)廠家。4.3.2材料選用的原則從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則：（1） 載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況對于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時應(yīng)選擇塑性材料。（2） 零件的工作條件在腐蝕介質(zhì)中工作的零件

17、應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。（3） 零件的尺寸及質(zhì)量零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選

18、材料就應(yīng)具有較好的塑性。（4） 經(jīng)濟(jì)性選擇零件材料時，當(dāng)用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應(yīng)選擇價格高的材料，這對于大批量制造的零件尤為重要。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費用。為了簡化供應(yīng)和儲存的材料品種，對于小批制造的零件，應(yīng)盡可能減少同一部設(shè)備上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟(jì)效益最高。通過以上要求及考慮到材料的綜合性能及經(jīng)濟(jì)性，閥體所選用的材料為碳素鋼4.4 工藝的制定 （一）確定毛坯的制造形式1閥體毛坯圖 表1閥體毛坯（鑄件）尺寸/mm零件尺寸單邊加工余量鑄件尺寸 （二）基面的選擇 幾面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇正確、合理可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，否則會使加工

19、過程出現(xiàn)許多問題，產(chǎn)生廢品，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工面和加工面的位置要求應(yīng)徐澤不加工面位粗基準(zhǔn)，股此處應(yīng)選擇B面位粗基準(zhǔn)銑A賣弄，在以銑好的A面為精基準(zhǔn)銑B面，這樣符合互為基準(zhǔn)原則。 2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)工序進(jìn)準(zhǔn)不重合時，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算，主要以加工好的A面作為基準(zhǔn)（三）制定工藝路線4.5 工藝的實施。工序卡片的制定河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工 藝 過 程 卡 片產(chǎn) 品 代 號零 （部） 件 名 稱零 （部） 件 代 號構(gòu)型壓板材料45鋼毛 坯 種 類鑄造毛 坯 尺 寸每一毛坯可制零件數(shù)1 工序序號工 序 內(nèi) 容設(shè) 備夾 輔 具

20、 名 稱刀 具 名 稱 規(guī) 格量 具 名 稱 及 規(guī) 格102030405060708090100110編 制校 核審 查共 張第 張4.6 夾具的設(shè)計為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常需要設(shè)計專用夾具。4.7 計算機仿真5 總結(jié)與展望液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液的動力元件,它是每個液壓系統(tǒng)中不可缺少的核心元件,合理的選擇液壓泵對于液壓系統(tǒng)的能耗提高系統(tǒng)的效率降低噪聲改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要. 選擇液壓泵的原則是:根據(jù)主機工況功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求,首先確定液壓泵的類型,然后按系統(tǒng)所要求的壓力流量大小確定其規(guī)格型號.一般來說,由于各類液壓泵各自突出的特點,其結(jié)構(gòu)功用和運轉(zhuǎn)方式各不相同,因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場合選擇合適的液壓泵.一般在機床液壓系統(tǒng)中,往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵;而在筑路機械港口機械以及小型工程機械中,往往選擇抗污染能力比較強的齒