前言液壓傳動(dòng)技術(shù)是一種近代工業(yè)技術(shù)，可以借助導(dǎo)管向任一位傳遞動(dòng)力；可以借助控制壓力油液的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的預(yù)定控制；可以實(shí)現(xiàn)小型機(jī)械化；可以實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊大范圍的無(wú)極調(diào)速；可以遠(yuǎn)距離操縱擬定運(yùn)動(dòng)部分的位置、運(yùn)動(dòng)方向的變換、增減速度；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等，因而適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，象飛行器、各種工作母機(jī)、建筑機(jī)械與車輛、塑料機(jī)械、起重機(jī)械、礦山機(jī)械和船舶等等，均使用著液壓傳動(dòng)，并且應(yīng)用日益廣泛。由于液壓技術(shù)自身的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得液壓技術(shù)的發(fā)展速度非常驚人。特別是近年來(lái)，液壓設(shè)備的年增長(zhǎng)率一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它機(jī)械設(shè)備，許多機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)形式已逐漸被液壓傳動(dòng)所取代。而液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，是液壓系統(tǒng)中必不可少的一部分。若按液壓泵的結(jié)構(gòu)不同可將液壓泵分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。柱塞泵又分為軸向柱塞式和徑向柱塞式。目前液壓傳動(dòng)的高壓化發(fā)展趨勢(shì)，使柱塞泵特別是軸向柱塞泵得到了相應(yīng)的發(fā)展。1軸向柱塞泵概述柱塞泵是依靠柱塞在缸體孔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致密封容積的變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和排油。軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、單位功率體積小、重量輕、工作壓力高、容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)。這類泵多用于農(nóng)林機(jī)械、起重運(yùn)送設(shè)備、工程機(jī)械、船舶甲板機(jī)械、冶金設(shè)備、火炮和空間技術(shù)中。柱塞泵按其柱塞在缸體孔中排列方式不同，分為軸向泵和徑向柱塞泵兩類。軸向柱塞泵是指柱塞的軸線與傳動(dòng)軸的軸線平行或略有傾斜的柱塞泵，而徑向柱塞泵的柱塞軸線與傳動(dòng)軸的軸線互相垂直。軸向柱塞泵分為直軸式和斜軸式兩種。1.1直軸式軸向柱塞泵概況直軸式軸向柱塞泵是缸體直接安裝在傳動(dòng)軸上，缸體軸線與傳動(dòng)軸的軸線重合，并依靠斜盤和彈簧使柱塞相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)而工作的軸向柱塞泵，亦稱斜盤式軸向柱塞泵。斜盤式軸向柱塞泵的許用工作壓力和轉(zhuǎn)速都較高，變量性能優(yōu)異，且結(jié)構(gòu)緊湊，功率質(zhì)量比大，容積效率高。斜盤式軸向柱塞泵由于泵軸和缸體的支承方式不同，又可分為通軸式和缸體支承式（非通軸式）。其中通軸泵的泵軸需要有足夠的支承剛度，不僅要驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，并且要保證在承受缸體傳來(lái)的側(cè)向力時(shí)不致出現(xiàn)過(guò)大的變形。而非通軸泵則在缸體的前端設(shè)立一個(gè)大直徑的專用軸承裝以直接承受側(cè)向力，泵軸只用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。相對(duì)于其他類型液壓泵，該泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、體積小、無(wú)極變量、具有可逆性（可作泵，也可作馬達(dá)）、壓力高、噪音低（相對(duì)于斜軸式），效率高，制導(dǎo)致本較低，在我國(guó)使用較為廣泛。1.2直軸式軸向柱塞泵的工作原理柱塞泵是液壓泵的一種，故先敘述液壓泵的基本工作條件。液壓泵若正常工作，必須具有以下基本條件：1）存在密封容積并且發(fā)生變化。密封容積的變化是液壓泵實(shí)現(xiàn)吸液和排液的主線因素。所以，這種泵又稱為容積式液壓泵。2）密封容積在變化過(guò)程中，分別與吸、排液腔相溝通。3）吸液腔與排液腔必須隔開(kāi)，即不能同時(shí)互相溝通。4）油箱內(nèi)液體絕對(duì)壓力必須不小于大氣壓力，這是容積式液壓泵能吸液的外部條件。下面介紹直軸式軸向柱塞泵的工作原理：如圖1-1所示，直軸式軸向柱塞泵的重要零件有斜盤15，柱塞5，缸體2，配油盤1和傳動(dòng)軸11等。斜盤15和配油盤1固定不動(dòng)，缸體2固定在傳動(dòng)軸11上并通過(guò)軸承支撐在泵的殼體內(nèi)。柱塞缸體沿圓周均勻分布有幾個(gè)（一般為奇數(shù)個(gè)）平行于傳動(dòng)軸的柱塞孔，每個(gè)柱塞孔中都裝有柱塞5，柱塞可在柱塞孔中自由滑動(dòng)。配油盤1通過(guò)定位銷固定在泵殼體底部，其上的腰形孔分別與泵體上的吸、排油孔相通。通過(guò)某種措施，可以保證每個(gè)柱塞的左端始終緊貼在斜盤表面上（允許柱塞與斜盤有相對(duì)滑動(dòng)），并使柱塞缸體的右端面緊靠在配油盤上（允許兩者之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）。于是，柱塞處在最下端時(shí)，因伸出缸孔尺寸最短，柱塞右端面與缸孔內(nèi)表面圍成的密封工作容積為最小；當(dāng)柱塞運(yùn)營(yíng)到最上端時(shí)，因伸出缸孔的尺寸最長(zhǎng)，柱塞右端面與缸孔內(nèi)表面圍成的密封容積達(dá)最大。當(dāng)傳動(dòng)軸從軸端看，沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，柱塞5自下向上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)，既要隨轉(zhuǎn)動(dòng)缸體作圓周運(yùn)動(dòng)，又要逐漸往外伸出，使柱塞底部的密封容積不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)生局部真空，低壓油經(jīng)泵吸油口、配油盤吸油窗孔吸入泵內(nèi)。柱塞在自上而下半周內(nèi)回轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在作圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還要逐漸向缸孔內(nèi)縮回，使柱塞底部密封容積不斷減小，高壓油從配油盤的排油窗孔，泵排油孔進(jìn)入系統(tǒng)。傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完畢一次吸油和排油動(dòng)作。泵軸11與缸體2為花鍵連接，驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，使均布于缸體中的七個(gè)柱塞5繞泵軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)柱塞頭部有一滑靴6。中心彈簧8通過(guò)內(nèi)套9、鋼球16、壓盤7將滑靴壓緊于軸線成某一傾角并支撐于變量殼體13的斜盤15上。當(dāng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞隨缸體轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，相對(duì)缸體作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完畢吸油和排油工作。中心彈簧8通過(guò)外套10將缸體壓緊于配油盤1上，起預(yù)密封作用，同時(shí)又是使柱塞回程的加力裝置。1.3直軸式軸向柱塞泵的重要性能參數(shù)本設(shè)計(jì)給定設(shè)計(jì)參數(shù)如下：額定工作壓力32Mpa，理論流量34.5(l/min)和額定轉(zhuǎn)速1500r/min。圖1-1直軸式軸向柱塞泵Fig.1-1Straight-axisaxialplungerpump1.3.1壓力液壓泵的壓力通常指泵的排液口排出液體所具有的相對(duì)壓力值，常用單位為帕（Pa）。在液壓泵中，常提到的壓力油額定壓力、最高壓力和實(shí)際壓力三種形式。額定壓力是指根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，液壓泵在正常工作條件下所允許的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的最大壓力值，即液壓泵銘牌標(biāo)注的壓力值（亦稱公稱壓力），通常用表達(dá)。最高壓力是指根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，液壓泵超過(guò)額定壓力后所允許的短暫運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的最大壓力值，常用表達(dá)。顯然，同一臺(tái)泵的額定壓力小于最高壓力。液壓泵的最高壓力通常要受強(qiáng)度和密封條件的限制。實(shí)際工作壓力是指液壓泵在實(shí)際工作條件下，排液口所具有的具體壓力值，簡(jiǎn)稱為工作壓力。通常所提液壓泵的壓力就是指實(shí)際工作壓力。1.3.2排量和流量液壓泵的排量是指液壓泵在沒(méi)有泄漏情況下，傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體體積，通常用表達(dá)，其單位為L(zhǎng)/r或mL/r。液壓泵的排量?jī)H取決于它的結(jié)構(gòu)幾何尺寸，而與泵的工作載荷和轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。液壓泵的流量是指在單位時(shí)間內(nèi)，液壓泵所排出的液體體積,通常用來(lái)表達(dá)，其單位為L(zhǎng)/min或mL/min。液壓泵的流量涉及理論流量、泄漏流量和實(shí)際流量三種形式。液壓泵的理論流量是指在沒(méi)有泄漏情況下，單位時(shí)間內(nèi)排出液體的體積，通常用表達(dá)。若液壓泵的轉(zhuǎn)速為,則液壓泵的理論流量為（1-1）圖1-2泵的各種流量與工作壓力之間關(guān)系曲線圖Fig.1-2avarietyofpumpflowandtherelationshipbetweenworkstresscurve可見(jiàn)，液壓泵的理論流量只與排量和轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與工作載荷是無(wú)關(guān)的。理論流量與工作壓力p之間關(guān)系曲線如圖1-2所示。液壓泵的泄漏流量是指在壓力差的作用下，經(jīng)泵零、部件之間隙泄漏掉的液體質(zhì)量，通常用表達(dá)。泄漏流量涉及內(nèi)漏和外漏兩部分，內(nèi)漏是由高壓腔漏到低壓腔部分，外漏是指高壓腔的油液直接漏到回油管路中的部分。通常用泄漏系數(shù)L來(lái)表征液壓泵的泄漏限度，其表達(dá)式為（1-2）式中——泵額定壓力；L——泵泄漏系數(shù)。通常當(dāng)液壓泵的零件之間隙越大，工作壓力越大，油液黏度越小，則液壓泵泄漏流量就越大。液壓泵是實(shí)際流量是指液壓泵在實(shí)際具體工作情況（存在泄漏）下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積，通常表達(dá)。在不加特殊說(shuō)明情況下，液壓泵的流量均指實(shí)際流量而言。實(shí)際流量、理論流量和泄漏流量三者關(guān)系為（1-3）此關(guān)系也可由圖1-2看出。從圖還可以看出，隨著工作壓力p的增長(zhǎng)，實(shí)際流量而下降，其重要因素是工作壓力增長(zhǎng)而泄漏流量也隨著增長(zhǎng)所致。1.3.3效率液壓泵的效率是表征液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中功率損耗的一個(gè)系數(shù)，可用表達(dá)。液壓泵的效率涉及容積效率（記為）和機(jī)械效率（記為）。液壓泵的容積效率是指實(shí)際流量與理論流量的比值，即（1-4）可見(jiàn)，液壓泵的容積效率反映出泵容積損失大小，當(dāng)泵的工作壓力愈高，泄漏系數(shù)愈大，泵的排量愈小，轉(zhuǎn)速愈低，零件之間隙愈大，油液黏度愈低，泵的容積效率就愈低，容積損失就愈大。液壓泵的容積效率通常是指在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下的值。液壓泵的機(jī)械效率是指理論輸入功率（不包含機(jī)械磨損所消耗的功率）與實(shí)際輸入功率（包含因機(jī)械磨損消耗的功率）之比值，即(1-5)式中——機(jī)械磨損所消耗的機(jī)械功率；——泵的理論輸入功率；——泵的實(shí)際輸入功率；——泵的理論輸入力矩；——泵的實(shí)際輸入力矩；——泵的機(jī)械效率。可見(jiàn)，泵的機(jī)械效率能反映出泵的機(jī)械損失大小。液壓泵的機(jī)械磨損重要體現(xiàn)在軸與軸承、軸與密封件和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件之間，若它們之間的磨損愈大，導(dǎo)致機(jī)械功率損耗愈大，機(jī)械效率就愈低。液壓泵的總效率等于容積效率與機(jī)械效率的乘積，即（1-6）1.3.4功率液壓泵是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸出液體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。體現(xiàn)機(jī)械能的重要參數(shù)是轉(zhuǎn)矩和角速度，反映液體壓力能的重要參數(shù)則是液體的壓力和流量。在下面介紹的液壓泵功率計(jì)算就要涉及到以上參數(shù)。液壓泵的功率涉及理論輸入功率、理論輸出功率、實(shí)際輸入功率和實(shí)際輸出功率。其中理論輸入功率和理論輸出功率是等價(jià)的，由于在理論上認(rèn)為不存在任何泄漏。理論輸出功率是指在不考慮泵容積損失前提下，輸出液體所具有的液壓功率，即（1-7）式中——泵輸出液體的壓力，Pa；——泵的理論流量，；——泵的理論輸出功率，W。理論輸入功率是指在不考慮泵機(jī)械損失前提下，泵所輸入的機(jī)械功率，即（1-8）式中——泵輸入的理論轉(zhuǎn)矩，Nm；——泵的角速度，rad/s；——泵的理論輸入功率，W。實(shí)際輸出功率是指在考慮泵的容積損失前提下，輸出液體所具有的實(shí)際液壓功率，即（1-9）式中——泵輸出液體的壓力，Pa；——泵的實(shí)際流量，；——泵的容積效率；——泵的機(jī)械效率；——泵的總效率；——泵的理論輸出功率，W；——泵的理論輸入功率，W；——泵的實(shí)際輸入功率，W。實(shí)際輸入功率是指在考慮泵機(jī)械損失前題下，泵所輸入的實(shí)際機(jī)械功率，即（1-10）式中——泵輸入的實(shí)際轉(zhuǎn)矩，N；——泵的角速度，rad/s；——泵的機(jī)械效率；——泵的容積效率；——泵的總效率；——泵的理論輸入功率，W；——泵的實(shí)際輸出功率，W；——泵的實(shí)際輸入功率，W。2重要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1缸體的設(shè)計(jì)2.1.1擬定排量q(ml/r)(2-1)式中Q——泵的額定流量（l/min）；n——泵的額定轉(zhuǎn)速（r/min）；——容積效率，一般取，這里取。上述符號(hào)含義和單位合用本節(jié)始末。2.1.2擬定（1）由排量公式可知，假如增大，可以減小其它尺寸，但受力分析中已指出過(guò)，增大對(duì)柱塞的受力不利，通常，這里取。（2）的擬定這三個(gè)參數(shù)是互相制約的，與結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取定：一般半周型多取Z=7，通軸型多取Z=9，能使結(jié)構(gòu)較為緊湊。這里取Z=7。初算時(shí)，可取，則可按下式試算R：取（2-2）再由排量公式擬定柱塞直徑：取（2-3）2.1.3缸體的其它尺寸1缸體底的厚度缸孔底部因加工多成錐形，其最薄處的厚度（2-4）取2底部通油孔尺寸及間隔缸體柱塞孔底部的油窗孔的范圍角為，應(yīng)盡力擴(kuò)大，以減少油壓反推力矩的脈動(dòng)值，其最小間隔應(yīng)滿足下式（2-5）從設(shè)計(jì)圖中不難得知（cm），符合規(guī)定。為擴(kuò)大，油窗孔的中點(diǎn)半徑應(yīng)取大些；從限制窗口處的圓周速度不要太大的角度出發(fā)，又希望小些；因此尺寸較小的泵，一般取。圖2-1缸孔底部的油窗孔Figure2-1atthebottomoftheoilcylinderfenestrae缸體設(shè)計(jì)完畢后還要校核通油面積的油流速度，詳見(jiàn)第四章。2.2柱塞基本尺寸設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2-2）2.2.1柱塞直徑柱塞直徑已在缸體設(shè)計(jì)中擬定：2.2.2柱塞長(zhǎng)度球頭直徑(見(jiàn)圖2-2)（1）柱塞長(zhǎng)度L應(yīng)等于柱塞的最小留缸長(zhǎng)度、最小外伸長(zhǎng)度和最大行程之和。通常時(shí),取（cm）（2-6）圖2-2柱塞的有關(guān)尺寸Fig.2-2Dimensionsoftheplunger（2）高壓比低壓需要較大的留缸長(zhǎng)度，由于高壓時(shí)側(cè)向彎力大，留缸長(zhǎng)度大，可避免柱塞和缸孔的側(cè)應(yīng)力過(guò)大。故當(dāng)：(2-7)則（cm）（3）球頭直徑，依經(jīng)驗(yàn)取這里取（cm）(2-8)為使柱塞球頭不遮住滑靴的注油孔，應(yīng)使（cm）依經(jīng)驗(yàn)取(2-9)則這里取cm(2-10)（4）柱塞與孔的間隙與平衡槽的尺寸配合間隙。取mm平衡槽，深為0.3~0.8mm；寬為0.3~0.8mm；槽與槽的間隔t為2~10mm（近似為行程的一半）。則取平衡槽深為0.5mm，寬為0.6mm，槽與槽的間隔t取為7mm。2.3滑靴的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1直徑包球直徑一般略小于柱塞直徑d，可以使滑靴頸部有一部分進(jìn)入缸孔中，從而縮短軸向尺寸。取1.6cm。2.3.2滑靴底面靜壓支撐的設(shè)計(jì)滑靴的設(shè)計(jì)有兩種方法。一種是全靜壓平衡型滑靴設(shè)計(jì)，而此外一種是“剩余壓緊力法”。本設(shè)計(jì)采用“剩余壓緊力設(shè)計(jì)法”。這種方法在國(guó)內(nèi)外的柱塞泵中普遍采用。剩余壓緊力法的實(shí)質(zhì)是將高壓油引入滑靴—斜盤摩擦副的兩滑動(dòng)面之間，靠高壓油的靜壓力平衡絕大部分壓緊力，而剩余壓緊力用以保證滑靴壓緊斜盤。剩余壓緊力設(shè)計(jì)法計(jì)算滑靴的基本特點(diǎn)是作用在柱塞底部的油壓p經(jīng)中心孔直接作用于柱塞滑靴底部，中心孔不起阻尼作用，油腔壓力近似等于柱塞底部油壓力p。另一方面，是壓緊力等于分離力。滑靴和斜盤之間間隙近似為零，泄漏量接近為零，剩余壓緊力有輔助支撐面積承受。壓緊力為：（2-11）式中r——柱塞半徑。分離力為：（2-12）設(shè)計(jì)中為保證摩擦副功率損失較少以及減少泄漏量，通常取壓緊力與分離力之比——壓緊系數(shù)在1.05~1.10之間，即為：（2-13）在試算中，可先使初算：取mm根據(jù)式（2-13）可得mm此時(shí)壓緊系數(shù)，符合規(guī)定。采用這種方法設(shè)計(jì)滑靴后，前端仍要采用一定的阻尼器。增設(shè)內(nèi)、外輔助支撐。輔助支撐面積可以承受剩余壓緊力，減少接觸比壓。如圖2-2所示。此外滑靴的引油孔是進(jìn)入滑靴底部的通道。因設(shè)計(jì)中取油腔壓力，因此該孔應(yīng)大，不應(yīng)引起阻尼作用。也就是說(shuō)壓降要很小，否則導(dǎo)致實(shí)際分離力下降，等于增大了壓緊力，使摩擦副的工作條件惡化。通常引油孔德直徑可取2mm左右。圖2-3滑靴結(jié)構(gòu)Fig.2-3theagenciesofslipboots為使密封帶下的壓力場(chǎng)能得到充足運(yùn)用，一般不宜將密封帶設(shè)計(jì)的過(guò)寬，特別是在剩余壓緊力大、摩擦面光潔度較高的情況下。過(guò)寬的壓力場(chǎng)往往不能建立起設(shè)計(jì)的壓力場(chǎng)，致使實(shí)際分離力小于計(jì)算值，導(dǎo)致剩余壓緊力增大，滑靴容易燒毀和磨損。新結(jié)構(gòu)滑靴外徑對(duì)內(nèi)徑的比值一般為1.1~1.2。本設(shè)計(jì)中由于壓盤尺寸的限制，不便設(shè)計(jì)外輔助支撐，但可以設(shè)計(jì)內(nèi)輔助支撐。已知，取內(nèi)徑。最終輔助支撐設(shè)計(jì)完畢后，要滑靴進(jìn)行校核，具體見(jiàn)第四章。2.4配油盤的設(shè)計(jì)計(jì)算配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵零件之一，它的作用是分派油液，幫助軸向柱塞泵完畢吸、排油任務(wù)。配油盤的設(shè)計(jì)，重要是擬定內(nèi)、外密封帶，配油孔與其間隔角，以及輔助支撐等的有關(guān)尺寸。2.4.1間隔角及阻尼孔尺寸為了防止柱塞內(nèi)腔的油液，由高壓到低壓或由低壓到高壓的瞬間接通中，因油液的忽然膨脹和壓縮所產(chǎn)生的噪聲和功率損耗，可采用帶減震孔型的配油盤（如圖2-4）。減震孔型配油盤通過(guò)范圍內(nèi)的封閉升（減）壓與采用阻尼孔逐漸引入（泄出）壓力油相結(jié)合的辦法來(lái)減低噪聲，在缸體窗口離開(kāi)上死點(diǎn)經(jīng)與排油孔接通過(guò)程中，柱塞腔內(nèi)壓力一方面由于預(yù)壓縮而上升，另一方面由于柱塞腔經(jīng)卸荷槽與排油孔溝通而上升。這樣，當(dāng)缸體窗口與排油孔接通時(shí)，柱塞腔內(nèi)壓力已達(dá)成排油壓力，就防止了壓力突變。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)工作壓力的變化有較好的適應(yīng)性。比單一正封閉型配油盤用的多。一般多使其封閉升壓和阻尼孔升壓各起一半的作用。假設(shè)柱塞腔油液的溶劑V，壓力由升至所需的壓縮量為，相應(yīng)的柱塞位移量為，缸體的回轉(zhuǎn)角（即封閉加壓范圍角）為，缸體的回轉(zhuǎn)角（即封閉減壓范圍角）為，則（2-14）所以（2-15）同理可得（2-16）式中——單位為；——柱塞在下死點(diǎn)處（），柱塞腔內(nèi)殘留的容積；——柱塞自身的排油腔體積；——高、低壓腔的壓力（bar）；E——液體的彈性模數(shù)，；S——柱塞行程，。圖2-4配油窗孔的間隔角Fig.2-4withtheintervalangleofoilwindow柱塞設(shè)計(jì)完畢后，可以容易得到，則由（2-14）得把數(shù)據(jù)代入（2-15）可得同理代入式（2-16）得在時(shí)間內(nèi)，由阻尼孔引入的液體體積為且(2-17)由上式得(2-18)式中——從阻尼孔流入的流量；——缸體的角速度；V——上死點(diǎn)處柱塞腔的容積；——工作液體的動(dòng)力黏度；——阻尼孔直徑（cm）；——阻尼孔長(zhǎng)度（cm）。把等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式(2-18)，等式右面為由此與由上式約束，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并運(yùn)用試帶法，相對(duì)于可得把等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式（2-18），等式右面為同理可得相對(duì)于的阻尼孔尺寸而(2-19)2.4.2配油孔及內(nèi)、外密封帶的尺寸如圖2-4所示，為內(nèi)外密封帶的尺寸，半徑從小到大。它們受下列各方程式的約束。1配油窗孔的流速限制與許用圓周速度配油窗口的油流速度應(yīng)滿足下式(2-20)式中——泵的平均幾何流量（l/min）；——配油孔上的連筋角(rad)；——配油孔的間隔角(rad)；——配油孔上的平均油流速度（m/s）。根據(jù)式（2-19），聯(lián)系式（2-20）取較小數(shù)值驗(yàn)算即可。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取把數(shù)據(jù)代入式（2-20）得，符合規(guī)定。配油孔的內(nèi)外半徑為，其平均半徑處的圓周速度應(yīng)滿足下式(2-21)式中——最大允許圓周速度，=5-8（m/s）代入數(shù)據(jù)后得，符合規(guī)定。2考慮離心力對(duì)泄漏的影響，一般取(2-22)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取代入式（2-22）后，不難看出符合規(guī)定。圖2-5配油盤的有關(guān)尺寸Fig.2-5withthesizeoftheoilpan3配油盤的壓緊系數(shù)由于摩擦力和油壓反推力、反推力矩的摸是轉(zhuǎn)角的函數(shù)；斜盤對(duì)缸體的軸向壓緊力和力矩的模只和油壓有關(guān)；慣性力等又隨傾角變化，故一般使缸體所受的力和力矩（不考慮輔助支撐力）之和為零不也許，加之油壓反推力與配流盤與缸體間的油膜厚度無(wú)關(guān)，因此為了缸體穩(wěn)定通常都把斜盤力設(shè)計(jì)得比大些，兩者的比值叫配油盤的壓緊系數(shù)，通過(guò)度析可以得到，(2-23)一般取。把設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式（2-23）得，符合規(guī)定。2.4.3輔助支撐由于存在剩余壓緊力，為了減少配油盤與缸體間的磨損，通常都采用輔助支撐來(lái)減小壓強(qiáng)或承擔(dān)這部分多余的壓緊力。輔助支撐通常有平面輔助支撐、動(dòng)壓支撐、靜壓支撐和滾動(dòng)軸承輔助支撐等，本設(shè)計(jì)采用常用的平面輔助支撐。平面輔助支撐設(shè)計(jì)后要進(jìn)行“比壓”校驗(yàn)或“熱楔支撐”校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)采用比壓校驗(yàn)。比壓校驗(yàn)時(shí)通常最簡(jiǎn)樸的計(jì)算方法，通過(guò)檢查所有接觸面上的壓應(yīng)力——“比壓”，使其不要超過(guò)允許的“比壓”值，即(2-24)式中——比壓(bar)；——許用比壓，視摩擦副材料而定，淬火鋼對(duì)鋁鐵青銅bar；——輔助支撐面積,為輔助支撐（共塊）的內(nèi)、外半徑，b為間隔弧長(zhǎng)，則（2-25）取不難得知代入數(shù)據(jù)得可見(jiàn)符合規(guī)定。2.5壓盤及斜盤尺寸的擬定2.5.1壓盤（返回盤）尺寸的擬定圖2-6壓盤的尺寸Fig.2-6platensize由受力分析可知，滑靴中心在斜盤上的運(yùn)營(yíng)軌跡是一橢圓，其長(zhǎng)軸為，短軸為R，所以壓盤上滑靴安放孔中心的半徑(即壓盤滑靴孔的分布半徑)為cm（2-26）滑靴的包球外徑已知，盤孔與的最小間隙為，則盤孔直徑為，再加上兩倍的因偏心而向外（或向內(nèi)）移動(dòng)的量，即cm式中——最小間隙，取壓盤最大外徑如下（2-27）式中——接觸余量，可取。2.5.2斜盤尺寸的擬定斜盤的最大外徑，應(yīng)能保證滑靴底面所有落在其上。即cm(2-28)取D=9cm。式中——余量，。3直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)及瞬時(shí)流量分析3.1直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析3.1.1柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)動(dòng)分析是瞬時(shí)流量分析和受力分析的基礎(chǔ)，所以這里先討論。如圖3-1所示,設(shè)斜盤平面相對(duì)缸體橫截面的傾角為,取坐標(biāo)系，并以通過(guò)平面的點(diǎn)A（A為柱塞球頭中心的起始點(diǎn)）為缸體轉(zhuǎn)角的計(jì)算起點(diǎn)（開(kāi)始?jí)河偷狞c(diǎn)）。當(dāng)缸體轉(zhuǎn)過(guò)任一角度時(shí)，柱塞球頭中心轉(zhuǎn)至點(diǎn)B，此時(shí)柱塞球頭中心的坐標(biāo)為：（3-1）圖3-1斜盤式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析Fig.3-1SwashplateaxialpistonpumpoftheMotionAnalysis由此坐標(biāo)方程可以看出，沿x正向、即沿缸體軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是缸體轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù)；而在oyz平面內(nèi)，點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)軌跡，由其牽連運(yùn)動(dòng)（缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)）可以知道是一個(gè)圓。由于軸向運(yùn)動(dòng)方向x軸正向相同，所以柱塞相對(duì)缸孔軸向移動(dòng)的速度為：（3-2）式中——缸體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（rad/s）；——柱塞相對(duì)缸體的軸向速度（cm/s）；——柱塞軸線在缸體中的分布圓半徑（cm）；——時(shí)間(s)；——缸體轉(zhuǎn)角（）。其平均相對(duì)速度為（3-3）柱塞相對(duì)缸孔移動(dòng)的加速度為（3-4）式中——柱塞相對(duì)缸體的軸向加速度(cm/)。柱塞因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的徑向（即向心）加速度為（3-5）3.1.2滑靴運(yùn)動(dòng)分析滑靴除了與柱塞一起相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)及隨缸體旋轉(zhuǎn)之外，還與柱塞球頭一起沿斜盤平面做平面運(yùn)動(dòng)。下面將討論滑靴與柱塞球頭中心在斜盤平面上的運(yùn)動(dòng)情況。為了得到柱塞上的滑靴相對(duì)斜盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將坐標(biāo)系，認(rèn)為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角，得坐標(biāo)系，點(diǎn)B在的坐標(biāo)系中以表達(dá)（見(jiàn)圖3-1），其坐標(biāo)值為（3-6）由式（3-6）可見(jiàn)，點(diǎn)在平面上的軌跡為一橢圓，其長(zhǎng)軸為，短軸為R。相應(yīng)任一轉(zhuǎn)角的矢徑（3-7）矢徑與橢圓長(zhǎng)軸（）的夾角為，則（3-8）或點(diǎn)（即滑靴）繞o點(diǎn)旋轉(zhuǎn)地角速度為（3-9）由式（3-9）可知，當(dāng)（為自然數(shù)）時(shí)，達(dá)成最大值，為（3-10）式中——缸體的速度；——斜盤的傾角。當(dāng)（為涉及0的自然數(shù)）時(shí)，有最小值，為（3-11）滑靴在平面內(nèi)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間與缸體轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相等，所以其平均角速度與相同，即（3-12）滑靴沿斜盤表面與橢圓軌跡相切的滑移速度為時(shí)，則（3-13）由上式可以得出，當(dāng)……時(shí)，便達(dá)成最大值，為（3-14）而當(dāng)……時(shí)，便達(dá)成最小值，為（3-15）滑靴沿斜盤平面的平均滑動(dòng)速度為（3-16）該積分為第一類橢圓積分，當(dāng)時(shí)，其值為1.61-1.62，所以（3-17）此外，滑靴在旋轉(zhuǎn)中，由于離心的作用，滑靴對(duì)于斜盤之壓力的作用線，將偏離滑靴的軸線，在此力所引起的摩擦力的作用下，滑靴、柱塞在運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)快慢取決于旋轉(zhuǎn)摩擦力的大小，各有所異。這一自轉(zhuǎn)可改善潤(rùn)滑，對(duì)減少摩擦、改善磨損和提高效率都是有益的。3.2瞬時(shí)流量及脈動(dòng)品質(zhì)分析3.2.1瞬時(shí)流量計(jì)算由于泵有多個(gè)柱塞同時(shí)在排油腔和進(jìn)油腔，所以泵的瞬時(shí)流量，為同一瞬時(shí)所有處在排油腔的柱塞之瞬時(shí)流量之和，即（3-18）式中——整個(gè)泵的瞬時(shí)流量；——每個(gè)柱塞的瞬時(shí)流量；——同時(shí)處在排油區(qū)的柱塞數(shù)目。如圖3-2所示，當(dāng)柱塞由上死點(diǎn)位置A隨缸體轉(zhuǎn)過(guò)任意角度到達(dá)位置B的排油過(guò)程中，柱塞收縮的位移為（3-19）式中R——柱塞分布圓半徑；——斜盤傾角；——柱塞的位置角；——柱塞的位移。柱塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為（3-20）每個(gè)柱塞的瞬時(shí)流量為（3-21）式中——柱塞的直徑。整個(gè)泵的瞬時(shí)流量為（3-22）圖3-2瞬時(shí)流量及其脈動(dòng)Fig.3-2Instantaneousflowandpulse3.2.2脈動(dòng)品質(zhì)分析通常用流量脈動(dòng)系數(shù)來(lái)衡量瞬時(shí)流量的品質(zhì)。脈動(dòng)系數(shù)的表達(dá)式為：（3-23）式中——泵的理論流量。顯然，目前還是個(gè)未知數(shù)，下面將討論理論流量的算法。轉(zhuǎn)動(dòng)缸體轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞吸、排油各一次。由圖3-3所示，柱塞的行程為（3-24）式中s——柱塞的行程。每個(gè)柱塞的排量為（3-25）式中——單個(gè)柱塞排量。整個(gè)泵的排量為（3-26）式中——泵的排量；Z——泵的柱塞數(shù)目。泵的理論流量為（3-27）式中——泵的轉(zhuǎn)速。對(duì)于式（3-22），若令，則（3-28）式中——排油區(qū)距最高點(diǎn)位置A最近的柱塞位置角；——相鄰兩柱塞間夾角。經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)（通過(guò)純數(shù)學(xué)的推演是可以得出的，這里將推演過(guò)程省略），當(dāng)柱塞為偶數(shù)時(shí)，（3-29）（3-30）將式（3-29），式（3-30）分別代入式（3-22）可得到瞬時(shí)流量的最大值和最小值為（3-31）（3-32）圖3-3軸向柱塞泵Fig.3-3AxialPistonPump于是，當(dāng)柱塞為偶數(shù)時(shí)的流量脈動(dòng)系數(shù)為（3-33）流量脈動(dòng)的頻率（3-34）而當(dāng)柱塞為奇數(shù)時(shí)，（3-35）（3-36）將式（3-35），式（3-36）分別代入式（3-22）得到瞬時(shí)流量的最大值和最小值分別為（3-37）（3-38）于是，當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，流量脈動(dòng)系數(shù)為（3-39）流量脈動(dòng)的頻率（3-40）根據(jù)式（3-33）和（3-39）可算出不同柱塞時(shí)的流量脈動(dòng)系數(shù)，見(jiàn)表3-1所示。表3-1不同柱塞時(shí)的流量脈動(dòng)表Tab.3-1atthetimeofthedifferentflowpulsationplungerTableZ34567891011121314.0332.534.9814.032.537.811.534.981.023.450.73由表3-1可以看出，當(dāng)柱塞為奇數(shù)時(shí)，比相鄰的偶數(shù)時(shí)的流量脈動(dòng)系數(shù)小得多；并且柱塞數(shù)愈多，流量脈動(dòng)系數(shù)就愈小。因此，為減少流量脈動(dòng)，斜盤泵的柱塞一般選用奇數(shù)，并盡也許取多些，常見(jiàn)的柱塞數(shù)7，9，11。由此可見(jiàn)本設(shè)計(jì)的柱塞數(shù)，脈動(dòng)性較好。4重要零部件的受力分析與校核在受力分析中經(jīng)常用到的符號(hào)意義如下：——柱塞直徑（cm）；——柱塞孔的分布圓半徑（cm）；——斜盤傾角；——柱塞的個(gè)數(shù)；——缸體的回轉(zhuǎn)角速度（rad/s）；——柱塞組（柱塞連同滑靴一起）的質(zhì)量；——高壓腔的壓力（bar）；——柱塞與缸孔的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)，鋼對(duì)鋁鐵青銅一般分別取和；——滑靴與斜盤的摩擦系數(shù)，一般取；——任一柱塞相對(duì)軸的角位移（見(jiàn)圖3-1）。4.1柱塞4.1.1柱塞的受力分析柱塞隨缸體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同區(qū)域及不同位置時(shí)，受力情況是不同的。借助圖4-1所給定的坐標(biāo)系oxyz，忽略摩擦力和由離心力引起的摩擦力,柱塞所受的力如下。1離心力（4-1）式中——柱塞組的質(zhì)量。對(duì)x軸的投影值為零，對(duì)y和z軸的投影值為（4-2）（4-3）2液體壓力P（對(duì)圖4-1所設(shè)方向）忽略低壓腔的液體壓力,對(duì)泵，當(dāng)時(shí)（4-4）當(dāng)時(shí)圖4-1柱塞組的受力Fig.4-1Groupplungerforce3軸向慣性力（相應(yīng)圖4-1所設(shè)方向）是由于柱塞與缸體相對(duì)移動(dòng)中的相對(duì)加速度引起的，其方向與加速度方向相反。（4-5）4摩擦力柱塞與缸孔的側(cè)壓力的摩擦力分別為（4-6）（4-7）5斜盤的法向作用力及斜盤通過(guò)滑靴作用在柱塞頭上的法向作用力N。法向反力N可分解為沿柱塞徑向方向的分力T和沿柱塞軸向方向的分力S。N力方向與斜盤表面垂直，分力S，T的值分別為（4-8）（4-9）側(cè)向力是由垂直于柱塞軸線的徑向分力T和離心力所引起。均為均布載荷的合力，其方向相反。均布載荷呈線性三角形分布，如圖4-1所示。通常在不計(jì)，情況下，柱塞受力平衡方程可寫為（4-10）（4-11）若在忽略摩擦力,則可見(jiàn)，斜盤作用在柱塞的軸向分力與作用在柱塞尾部的液壓力F是一對(duì)平衡力。此外，柱塞在工作中還要分擔(dān)中心彈簧的力，斜盤與滑靴的摩擦力對(duì)柱塞受力影響很小，可以忽略。4.1.2柱塞的校核如圖2-2所示，應(yīng)滿足下式，以免擠壓應(yīng)力過(guò)大(4-12)式中——滑靴材料的許用比壓，ZQAl9-4青銅=75M。驗(yàn)算如下：符合強(qiáng)度規(guī)定。4.2滑靴如圖4-2a所示，滑靴除承受來(lái)自柱塞球頭中心的壓緊力、彈簧力和斜盤的垂直反力N而外，還要承受離心力和摩擦力。在工作狀態(tài)，作用于滑靴的重要力是柱塞對(duì)滑靴的壓緊力。滑靴和斜盤底部中油壓產(chǎn)生分離力以及壓盤對(duì)滑靴的壓緊力。而在滑靴的平衡計(jì)算中，通常只考慮壓緊力和分離力，而其余的力數(shù)值較小，一般都忽略不計(jì)。在滑靴設(shè)計(jì)中已經(jīng)得知，若按壓緊系數(shù)的最大值設(shè)計(jì)滑靴，還存在5%的剩余壓緊力由輔助支撐承受。實(shí)際的壓緊力較大于上述計(jì)算值規(guī)定，這是由于柱塞慣性力和回程彈簧力均是將滑靴壓向斜盤的力，稱這個(gè)力附加壓緊力。附加壓緊力的最大值相對(duì)液壓壓緊力的比例可用下式估算：（4-13）式中G——柱塞及滑靴的重量；R——柱塞分布圓半徑；W——缸體的角速度；f——柱塞和缸孔的摩擦系數(shù)，取。圖4-2滑靴的受力Fig.4-2Theforceofslipboots柱塞與滑靴設(shè)計(jì)完畢后，便可知其質(zhì)量g通過(guò)式（2-11）可知，壓緊力，則最大斜盤傾角時(shí)總的剩余壓緊力為：（4-14）代入數(shù)據(jù)后得：接觸比壓與比功值的校驗(yàn)所采用的材料不同，所允許的接觸比壓和比功值也不同。為了使設(shè)計(jì)的滑靴具有一定的可靠性和使用壽命，均須對(duì)這兩者進(jìn)行校核。剩余壓緊力導(dǎo)致的比壓為：（4-15）式中A——輔助支撐面積。滑靴設(shè)計(jì)后即知輔助支撐面積為代入式（4-15）得：，符合規(guī)定。當(dāng)滑靴沿斜盤平面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓形，長(zhǎng)軸為，短軸為。同時(shí)，由于滑靴繞泵軸以角速度w旋轉(zhuǎn)時(shí)其接觸面上各點(diǎn)半徑不同，靠外面速度大，靠中心速度小。因此，滑靴將有一附加繞柱塞球頭的自轉(zhuǎn)。實(shí)踐證明，自轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)方向相反，因而滑靴面滑動(dòng)速度的平均值可用半徑為處的速度代替，即（4-16）代入數(shù)據(jù)后得：，符合規(guī)定。若計(jì)算所得的比功值越大，則克服摩擦副的摩擦而消耗的功就越大，從而引起摩擦部位發(fā)熱以及滑靴式斜盤的磨損迅速。因此，比功值與摩擦副所選用的材料有關(guān)。同時(shí)，比功值大小也和壽命長(zhǎng)短有關(guān)。在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)摩擦副時(shí)需要校驗(yàn)比功值。計(jì)算比功值應(yīng)小于材料允許的比功值，即（4-17）代入數(shù)據(jù)后得：，符合規(guī)定。表4-1滑靴材料的許用壓力、速度和比功Tab.4-1slipbootsmaterialallowablepressure,speed,andmorethanreactivep/MPav/(m)pv/(MPa)ZQA19-430860ZQSn10-115320耐磨鑄件105184.3缸體4.3.1缸體的受力分析缸體由泵軸推動(dòng)，借助斜盤、滑靴及中心加力裝置驅(qū)動(dòng)柱塞，實(shí)現(xiàn)吸排油液，其受力情況較為復(fù)雜。該型液壓泵的重要環(huán)節(jié)之一是配油盤，從運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)，希望各滑動(dòng)表面之間不發(fā)生金屬直接接觸，其間形成油膜。通常的“缸體自位式”結(jié)構(gòu)，靠缸體的浮動(dòng)和平衡來(lái)維持它與配油盤間的抱負(fù)油膜厚度，以取得容積效率和機(jī)械效率的綜合指標(biāo)并延長(zhǎng)壽命。故缸體的受力狀況十分重要。作用在缸體上的作用力有：質(zhì)量力，涉及柱塞組的離心力和缸體的重力；配油盤的附加壓緊彈簧力；徑向支撐力（由軸或缸外徑向軸承產(chǎn)生）；斜盤推力和摩擦力；配油盤的推力和摩擦力。這些力的計(jì)算表達(dá)需要通過(guò)復(fù)雜的理論研究和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，有些還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這里暫不討論。4.3.2缸體的強(qiáng)度校核一般把缸體的受力，按照厚壁筒進(jìn)行計(jì)算。設(shè)柱塞孔與缸體外圓之間的最小壁厚為、柱塞孔與缸體內(nèi)圓之間的最小壁厚為，柱塞孔與柱塞孔之間的最小壁厚為。計(jì)算時(shí)取三者之中的最小值作為筒壁厚，令其為，從本設(shè)計(jì)圖中可知為柱塞孔與柱塞孔之間的最小壁厚，且，則厚壁筒的外徑。如圖4-3所示。在壓力p的作用下，筒內(nèi)壁任一點(diǎn)的最大切向拉應(yīng)力為（bar）（4-18）最大徑向壓應(yīng)力為（bar）（4-19）當(dāng)缸體采用塑性材料時(shí)，用第四強(qiáng)度理論計(jì)算應(yīng)力（bar）（4-20）對(duì)鋁鐵青銅（經(jīng)鍛打），(bar)。式（4-20）代入數(shù)據(jù)后是，符合條件。圖4-3缸體校核圖Fig.4-3Checkingblockdiagram缸孔的徑向變形量，按下式驗(yàn)算（cm）（4-21）式中E——材料的彈性模數(shù)，青銅的——泊桑系數(shù)，銅；——允許徑向變形量，。代入數(shù)據(jù)后為（4-22）最后，為控制油窗孔處的油流速度，還應(yīng)校核通油面積。應(yīng)使通油面積滿足式（）（4-23）式中——窗孔處的允許通流速度，m/s。從設(shè)計(jì)圖中得知通油面積，符合規(guī)定。4.4泵軸4.4.1泵軸的理論轉(zhuǎn)矩與理論輸入功率理論轉(zhuǎn)矩是，是指不計(jì)摩擦的驅(qū)動(dòng)泵軸、缸體等勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，也就是說(shuō)，為克服柱塞工作壓力的轉(zhuǎn)矩所需的力矩，即（4-24）通過(guò)一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得知，一個(gè)柱塞的液體壓力P對(duì)缸體的Z軸的轉(zhuǎn)矩將為將式（4-7）代入上式，得（4-25）將（4-64）與（4-53）、（4-54）比較一下，再聯(lián)系（4-63），便得當(dāng)時(shí)，（4-26）當(dāng)時(shí)，（4-27）這樣平均理論轉(zhuǎn)矩便可按下式擬定（4-28）式中——液壓泵的排量，（mL/r）；分別為壓排側(cè)與吸入側(cè)的壓力，Mpa。代入數(shù)據(jù)可得Kgcm這樣，理論功率為Kw4.4.2后斜盤式泵的泵軸受力與校核對(duì)于斜盤式軸向柱塞泵，存在前斜盤式軸向柱塞泵和后斜盤式軸向柱塞泵。本設(shè)計(jì)的泵軸屬于后者。其缸體的徑向力由轉(zhuǎn)子軸承支撐，此外，為了保證配油機(jī)構(gòu)有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，泵軸出端又不允許以具有徑向力的傳動(dòng)連接方式連接，所以，這種泵的泵軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，受力最簡(jiǎn)樸。泵軸為了拖動(dòng)缸體工作，除了要克服缸體柱塞輸出壓力為的壓力油液所需的理論轉(zhuǎn)矩外，還要克服各工作運(yùn)動(dòng)副的摩擦力矩：配油盤與缸體之間的粘性摩擦力矩；柱塞與缸體之間的粘性摩擦力矩；滑靴與斜盤之間的粘性摩擦力矩；缸體與泵殼之間的粘性摩擦力矩；軸承的摩擦力矩；與工作壓力、轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)的不變阻力矩等。這些力計(jì)算較為復(fù)雜，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可按下式校核軸的強(qiáng)度：（mm）(4-29)式中d——軸徑，mm；N——軸傳遞的功率，KW；n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A——隨許用扭應(yīng)力而變化的系數(shù)，依材料而定。45號(hào)鋼取A=110；——空心軸內(nèi)徑與外徑之比，本設(shè)計(jì)中為式（4-29）右面代入計(jì)算數(shù)據(jù)為不難得出，泵軸強(qiáng)度符合規(guī)定。5泵的變量機(jī)構(gòu)可以操縱泵的傾盤，使其改變傾角的大小和方向，從而達(dá)成改變泵的排量的機(jī)構(gòu)，稱為泵的變量機(jī)構(gòu)。5.1變量機(jī)構(gòu)的種類目前變量機(jī)構(gòu)的種類和名稱十分繁多，有的從泵的功能上來(lái)分，諸如“限壓式”、“恒功率式”、恒流量式、恒壓式、雙向（單向）伺服變量式等。有的則從控制信號(hào)或力的發(fā)生之形式不同來(lái)分類，如手動(dòng)式、壓力補(bǔ)償式等。可謂舉步勝舉。從控制的能源和形式出發(fā)將其提成如下三大類：（一）機(jī)械式。它不用液壓能驅(qū)動(dòng)，而直接由機(jī)械機(jī)構(gòu)通過(guò)手動(dòng)或其它方式控制。（二）自能源液控式。它是由泵自身的能源（多采用差動(dòng)缸），通過(guò)某種控制方式，如手動(dòng)伺服，壓力程序控制（限壓式、恒功率式等）等控制泵的流量。（三）外能源液壓控制，當(dāng)泵要雙向無(wú)極變量時(shí)，用自身能源已無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因當(dāng)流量通過(guò)零時(shí)無(wú)能量輸出，而采用一外液壓能源進(jìn)行控制。5.2變量機(jī)構(gòu)選擇本設(shè)計(jì)選擇機(jī)械變量機(jī)構(gòu)。如圖5-1所示，是以機(jī)械機(jī)構(gòu)直接控制斜盤而改變傾角的變量形式，因力臂L等與常數(shù)，所以機(jī)械機(jī)構(gòu)的位移Y為（5-1）最大位移為（5-2）式中L——斜盤控制力F的臂長(zhǎng)。從設(shè)計(jì)圖中得知L=68.3mm，把數(shù)據(jù)代入式（5-2）得取圖5-1所示的機(jī)構(gòu)，是一種螺旋機(jī)構(gòu)。它是運(yùn)用手直接操作改變斜盤傾角的機(jī)械裝置，稱為手動(dòng)變量控制機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)通過(guò)手輪1使螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變量活塞4移動(dòng)，通過(guò)銷軸使支撐在耳軸上的斜盤繞鋼球A擺動(dòng)，以達(dá)成改變斜盤傾角而調(diào)節(jié)流量的目的。式（5-2）說(shuō)明泵的理論流量或排量正比于活塞的位移量Y，兩者成直線關(guān)系。圖5-1手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)Fig.5-1variablesmanuallyagencies6技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，“機(jī)、電、液”一體化驅(qū)使已成為不可阻擋的歷史潮流。液壓技術(shù)作為新興科學(xué)發(fā)展非常迅猛。而液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源——液壓泵，更以飛快的速度發(fā)展，新的產(chǎn)品層出不窮。本設(shè)計(jì)正是這種環(huán)境下產(chǎn)生的。本設(shè)計(jì)從選擇方案開(kāi)始即考慮了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。相對(duì)于斜軸式軸向柱塞泵，直軸式軸向柱塞泵體積小，重量輕，功率質(zhì)量比高。其轉(zhuǎn)速范圍雖有限制，但直軸式軸向柱塞泵仍然適合轉(zhuǎn)速較小的工況。本設(shè)計(jì)制造工藝簡(jiǎn)樸，加工較方便。我國(guó)現(xiàn)在有很多液壓泵廠都可以生產(chǎn)相同類型的液壓泵，并且已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，技術(shù)已經(jīng)成熟。該產(chǎn)品成本較低，經(jīng)濟(jì)合用，是較為抱負(fù)的液壓產(chǎn)品。7結(jié)論隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，液壓傳動(dòng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣，而作為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)心臟的液壓泵就顯得更加重要了。在各種液壓泵中，特別是軸向柱塞泵是實(shí)現(xiàn)高壓、高速化、大流量的一種最抱負(fù)的泵的結(jié)構(gòu)，所以發(fā)展軸向柱塞泵技術(shù)至關(guān)重要。本文根據(jù)所給條件設(shè)計(jì)出了直軸斜盤式軸向柱塞泵，這種柱塞泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，體積小，容積效率高，工作壓力高。柱塞底部密封容積中的部分壓力油經(jīng)柱塞軸向中心孔和滑靴中心孔進(jìn)入滑靴與斜盤接觸面間縫隙而形成了一層很薄的油膜，起到靜壓支撐作用，以減小滑靴與斜盤間磨損。柱塞缸體通過(guò)一個(gè)大型軸承，來(lái)平衡斜盤通過(guò)阻塞對(duì)缸體產(chǎn)生的徑向分力和翻轉(zhuǎn)力矩。該泵的變量控制機(jī)構(gòu)為手動(dòng)式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，操作方便，可以較好的滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。本設(shè)計(jì)還存在一些局限性之處，重要由于本人對(duì)設(shè)計(jì)方法的經(jīng)驗(yàn)局限性，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此后還要加強(qiáng)這一方面的學(xué)習(xí)。致謝本設(shè)計(jì)在金寧老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格規(guī)定下業(yè)已完畢。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和修改，無(wú)不凝聚著金寧導(dǎo)師的心血和汗水。在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師們的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表達(dá)深深的感謝和崇高的敬意。同時(shí)也要感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的院系領(lǐng)導(dǎo)，各位老師和同學(xué)，特別感謝同組的同學(xué)在我碰到困難的時(shí)候總是熱心的給予幫助，謝謝你們一直以來(lái)對(duì)我的照顧和鼓勵(lì)。衷心感謝評(píng)審論文的各位老師，敬請(qǐng)對(duì)本文提出寶貴的意見(jiàn)。參考文獻(xiàn)[1]隗金文,王慧.液壓傳動(dòng)[M].沈陽(yáng).東北大學(xué)出版社.2023.[2]馬春峰.液壓與氣動(dòng)技術(shù)[M].北京：人名郵電出版社.2023.[3]楊文生.液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)[M].北京：電子工業(yè)出版社.2023.[4]張利平,(等).液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)[M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2023.[5]李壯云.液壓氣動(dòng)與液力工程手冊(cè)[M].北京.電子工業(yè)出版社.2023.[6]雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè)上冊(cè)[M].北京.北京理工大學(xué)出版社.1998.[7]路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2023.[8]那成烈.軸向柱塞泵可壓縮流體配流原理[M].北京.兵器工業(yè)出版社.2023.[9]聞德生.斜盤型開(kāi)路式軸向柱塞泵[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1993.[10]霍培祥.斜盤式軸向柱塞泵設(shè)計(jì)[M].北京.煤炭工業(yè)出版社.1978.[11]王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].第2版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2023.[12]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)委員會(huì).機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)密封與潤(rùn)滑卷[M].2023.[13]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典[M]第3卷.江西.江西科學(xué)技術(shù)出版社.2023[14]H.Vollbrecht.Stressincylindricalandsphericalwallssubjectedtointernalpressureandstationaryheatflow.Verfahrenstechnik.1974[15]袁生杰，董恩國(guó).斜盤式軸向柱塞泵滑靴的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2023,17(1):40～42.[16]江耕華，胡來(lái)瑢，陳啟松.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)[M].第2版.北京.煤炭工業(yè)出版社.1997.[17]鞏云鵬，田萬(wàn)祿，張祖立，黃秋波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng).東北大學(xué)出版社.2023.[18]日本液壓氣動(dòng)協(xié)會(huì).液壓氣動(dòng)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1984.[19]宋學(xué)義.袖珍液壓氣動(dòng)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1995.附錄A液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)僅有以下三種基本方法傳遞動(dòng)力：電氣、機(jī)械和流體。大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)事實(shí)上是將三種方法組合起來(lái)而得到最有效地最全面的系統(tǒng)。為了合理地?cái)M定采用哪種方法，重要的是了解各種方法的顯著特性。例如液壓系統(tǒng)在長(zhǎng)距離上比機(jī)械系統(tǒng)更能經(jīng)濟(jì)地傳遞動(dòng)力。然而液壓系統(tǒng)與電氣系相比，傳遞動(dòng)力的距離較短。液壓動(dòng)力傳遞系統(tǒng)涉及電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)裝置和壓力和流量控制，總的來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)涉及：1泵:將原動(dòng)機(jī)的能力轉(zhuǎn)換成作用在執(zhí)行部件上的液壓能。2閥：控制泵產(chǎn)生流體的運(yùn)動(dòng)方向、產(chǎn)生的功率的大小，以及到達(dá)執(zhí)行部件液體的流量。功率大小取決于對(duì)流量和壓力大小的控制。3執(zhí)行部件：將液壓能轉(zhuǎn)換成可用的機(jī)械能。4介質(zhì)即油液：可進(jìn)行無(wú)壓縮傳遞和控制，同時(shí)可以潤(rùn)滑部件，使閥體密封和系統(tǒng)冷卻。5聯(lián)接件：聯(lián)接各個(gè)系統(tǒng)部件，為壓力流體提供功率傳輸通路，將液體返回郵箱。6油液貯存和調(diào)節(jié)裝置：用來(lái)保證提供足夠質(zhì)量和數(shù)量并冷卻的液體。液壓系統(tǒng)在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，例如沖壓、鋼類工件的磨削及一般加工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、航天技術(shù)、深海勘探、運(yùn)送、海洋技術(shù)，近海天然氣和石油勘探等行業(yè)，簡(jiǎn)而言之，在平常生活中很少有人不從液壓技術(shù)中得到某種益處。液壓系統(tǒng)成功而又廣泛使用的秘密在與它的通用性和易操作性。液壓動(dòng)力傳遞不會(huì)像機(jī)械系統(tǒng)那樣受到機(jī)器幾何形體的制約，此外，液壓系統(tǒng)不會(huì)像電氣系統(tǒng)那樣受到鋼的磁飽和極限的限制，相反，液壓系統(tǒng)的功率僅僅受材料強(qiáng)度的限制。公司為了提高生產(chǎn)率將越來(lái)越依靠自動(dòng)化，這涉及遠(yuǎn)程和直接控制生產(chǎn)操作、加工過(guò)程和材料解決等。液壓動(dòng)力之所以成為自動(dòng)化的重要組成部分，是由于它有如下重要的四種優(yōu)點(diǎn)：1控制方便精確通過(guò)操作一個(gè)簡(jiǎn)樸的操作桿和按鈕，液壓系統(tǒng)的操作者便能立即起動(dòng)、停止、加減速和能提供任意功率、位置精度為萬(wàn)分之一英寸的位置控制力。2增力一個(gè)液壓系統(tǒng)（沒(méi)有使用笨重的齒輪、滑輪和杠桿）能簡(jiǎn)樸有效地將不到一盎司的力放大產(chǎn)生幾百噸力的輸出。3恒力或恒扭矩只有液壓系統(tǒng)能提供不隨速度變化而變化的恒力或恒扭矩，它可以驅(qū)動(dòng)對(duì)象從每小時(shí)移動(dòng)幾英寸到每分鐘幾百英寸，從每小時(shí)幾轉(zhuǎn)到每分鐘幾千轉(zhuǎn)。4簡(jiǎn)便、安全、經(jīng)濟(jì)總的來(lái)說(shuō)，液壓系統(tǒng)比機(jī)械或電氣系統(tǒng)使用更少的運(yùn)動(dòng)部件，因此，它們運(yùn)營(yíng)與維護(hù)簡(jiǎn)便。這使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。例如一種用于車輛上的新型動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制裝置已淘汰其他類型的轉(zhuǎn)向動(dòng)力裝置，該轉(zhuǎn)向部件中包具有人力操縱方向控制閥和分派器。由于轉(zhuǎn)向部件是全液壓的，沒(méi)有萬(wàn)向節(jié)、軸承、減速器齒輪等機(jī)械連接，這使得系統(tǒng)簡(jiǎn)樸緊湊。此外，只需輸入很小的扭矩就能產(chǎn)生滿足極惡劣工作條件所需的控制力，這對(duì)于因操作空間限制而需要小方向盤的場(chǎng)合很重要，這也是減輕司機(jī)疲勞度所必需的。液壓系統(tǒng)的其他優(yōu)點(diǎn)涉及雙向運(yùn)動(dòng)、過(guò)載保護(hù)和無(wú)極變速控制，在已有的任何動(dòng)力系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)亦具有最大的單位質(zhì)量功率比。盡管液壓系統(tǒng)具有如此高性能，但它不是可以解決所有動(dòng)力傳遞問(wèn)題的靈丹妙藥。液壓系統(tǒng)也有些缺陷，液壓油油污染，并且泄漏不也許完全避免，此外假如油液滲漏發(fā)生在灼熱設(shè)備附近，大多數(shù)液壓油能引起火災(zāi)。下面以一具體實(shí)例——液壓站來(lái)介紹液壓系統(tǒng)的優(yōu)越性。液壓站又稱液壓泵站，是獨(dú)立的液壓裝置。它按逐級(jí)規(guī)定供油。并控制液壓油流的方向、壓力和流量，合用于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械上。用戶購(gòu)后只要將液壓站與主機(jī)上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸或油馬達(dá)）用油管相連，液壓機(jī)械即可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的動(dòng)作和工作循環(huán)。液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒組合而成。各部件功能為：泵裝置－－上裝有電機(jī)和油泵，是液壓站的動(dòng)力源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能。集成塊－－由液壓閥及通道體組裝而成。對(duì)液壓油實(shí)行方向、壓力和流量調(diào)節(jié)。閥組合－－板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。油箱－－板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，用來(lái)儲(chǔ)油、油的冷卻及過(guò)濾。電氣盒－－分兩種型式。一種設(shè)立外接引線的端子板；一種配置了全套控制電器。液壓站的工作原理：電機(jī)帶動(dòng)油泵轉(zhuǎn)動(dòng)，泵從油箱中吸油供油，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓站的壓力能，液壓油通過(guò)集成塊（或閥組合）實(shí)現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路并至液壓機(jī)械的油缸或油馬達(dá)中，從而控制液動(dòng)機(jī)方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動(dòng)各種液壓機(jī)械做功。一、發(fā)展歷程我國(guó)液壓（含液力，下同）、氣動(dòng)和密封件工業(yè)發(fā)展歷程，大體可分為三個(gè)階段，即：20世紀(jì)50年代初到60年代初為起步階段；60~70年代為專業(yè)化生產(chǎn)體系成長(zhǎng)階段；80~90年代為快速發(fā)展階段。其中，液壓工業(yè)于50年代初從機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床、拉床、仿形車床等液壓傳動(dòng)起步，液壓元件由機(jī)床廠的液壓車間生產(chǎn)，自產(chǎn)自用。進(jìn)入60年代后，液壓技術(shù)的應(yīng)用從機(jī)床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域，本來(lái)附屬于主機(jī)廠的液壓車間有的獨(dú)立出來(lái)，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。到了60年代末、70年代初，隨著生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，特別是在為第二汽車制造廠等提供高效、自動(dòng)化設(shè)備的帶動(dòng)下，液壓元件制造業(yè)出現(xiàn)了迅速發(fā)展的局面，一批中小公司也成為液壓件專業(yè)制造廠。1968年中國(guó)液壓元件年產(chǎn)量已接近20萬(wàn)件；1973年在機(jī)床、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械等行業(yè)，生產(chǎn)液壓件的專業(yè)廠已發(fā)展到100余家，年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)件，一個(gè)獨(dú)立的液壓件制造業(yè)已初步形成。這時(shí)，液壓件產(chǎn)品已從仿蘇產(chǎn)品發(fā)展為引進(jìn)技術(shù)與自行設(shè)計(jì)相結(jié)合的產(chǎn)品，壓力向中、高壓發(fā)展，并開(kāi)發(fā)了電液伺服閥及系統(tǒng)，液壓應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。氣動(dòng)工業(yè)的起步比液壓稍晚幾年，到1967年開(kāi)始建立氣動(dòng)元件專業(yè)廠，氣動(dòng)元件才作為商品生產(chǎn)和銷售。含橡塑密封、機(jī)械密封和柔性石墨密封的密封件工業(yè)，50年代初從生產(chǎn)普通O型圈、油封等擠壓橡塑密封和石棉密封制品起步，到60年代初，開(kāi)始研制生產(chǎn)機(jī)械密封和柔性石墨密封等制品。70年代，在原燃化部、一機(jī)部、農(nóng)機(jī)部所屬系統(tǒng)內(nèi)，一批專業(yè)生產(chǎn)廠相繼成立，并正式形成行業(yè)，為密封件工業(yè)的發(fā)展成長(zhǎng)奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)入80年代，在國(guó)家改革開(kāi)放的方針指引下，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后于主機(jī)的矛盾日益突出，并引起各有關(guān)部門的重視。為此，原一機(jī)部于1982年組建了通用基礎(chǔ)件工業(yè)局，將原有分散在機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)歸口的液壓、氣動(dòng)和密封件專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸通用基礎(chǔ)件局管理，從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進(jìn)技術(shù)和科研開(kāi)發(fā)等方面得到基礎(chǔ)件局的指導(dǎo)和支持。從此進(jìn)入了快速發(fā)展期，先后引進(jìn)了60余項(xiàng)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，其中液壓40余項(xiàng)、氣動(dòng)7項(xiàng)，經(jīng)消化吸取和技術(shù)改造，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)，并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。近年來(lái)，行業(yè)加大了技術(shù)改造力度，1991~1998年國(guó)家、地方和公司自籌資金總投入共約20多億元，其中液壓16億多元。通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān)，一批重要公司技術(shù)水平進(jìn)一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點(diǎn)、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。近幾年，在國(guó)家多種所有制共同發(fā)展的方針指引下，不同所有制的中小公司迅猛崛起，呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。隨著國(guó)家進(jìn)一步開(kāi)放，三資公司迅速發(fā)展，對(duì)提高行業(yè)水平和擴(kuò)大出口起著重要作用。目前我國(guó)已和美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)著名廠商合資或由外國(guó)廠商獨(dú)資建立了柱塞泵/馬達(dá)、行星減速機(jī)、轉(zhuǎn)向器、液壓控制閥、液壓系統(tǒng)、靜液壓傳動(dòng)裝置、液壓件鑄造、氣動(dòng)控制閥、氣缸、氣源解決三聯(lián)件、機(jī)械密封、橡塑密封等類產(chǎn)品生產(chǎn)公司50多家，引進(jìn)外資2億多美元。二、目前狀況(1)基本概況通過(guò)40數(shù)年的努力，我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封件行業(yè)已形成了一個(gè)門類比較齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。據(jù)1995年全國(guó)第三次工業(yè)普查記錄，我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封件工業(yè)鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上年銷售收入在100萬(wàn)元以上的國(guó)營(yíng)、村辦、私營(yíng)、合作經(jīng)營(yíng)、個(gè)體、“三資”等公司共有1300余家，其中液壓約700家，氣動(dòng)和密封件各約300余家。按1996年國(guó)際同行業(yè)記錄，我國(guó)液壓行業(yè)總產(chǎn)值23.48億元，占世界第6位；氣動(dòng)行業(yè)總產(chǎn)值4.19億元，占世界第10位。(2)當(dāng)前供需概況通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，自主開(kāi)發(fā)和技術(shù)改造，高壓柱塞泵、齒輪泵、葉片泵、通用液壓閥門、油缸、無(wú)油潤(rùn)滑氣動(dòng)件和各類密封件第一大批產(chǎn)品的技術(shù)水平有了明顯的提高，并可穩(wěn)定的批量生產(chǎn)，為各類主機(jī)提高產(chǎn)品水平提供了保證。此外，在液壓氣動(dòng)元件和系統(tǒng)的CAD、污染控制、比例伺服技術(shù)等方面也取得一定成果，并已用于生產(chǎn)。目前，液壓、氣動(dòng)和密封件產(chǎn)品總計(jì)約有3000個(gè)品種、23000多個(gè)規(guī)格。其中，液壓有1200個(gè)品種、10000多個(gè)規(guī)格（含液力產(chǎn)品60個(gè)品種、500個(gè)規(guī)格）；氣動(dòng)有1350個(gè)品種、8000多個(gè)規(guī)格；橡塑密封有350個(gè)品種、5000多個(gè)規(guī)格，已基本能適應(yīng)各類主機(jī)產(chǎn)品的一般需要，為重大成套裝備的品種配套率也可達(dá)60%以上，并開(kāi)始有少量出口。1998年國(guó)產(chǎn)液壓件產(chǎn)量480萬(wàn)件，銷售額約28億元（其中機(jī)械系統(tǒng)約占70%）；氣動(dòng)件產(chǎn)量360萬(wàn)件，銷售額約5.5億元（其中機(jī)械系統(tǒng)約占60%）；密封件產(chǎn)量約8億件，銷售額約10億元（其中機(jī)械系統(tǒng)約占50%）。據(jù)中國(guó)液壓氣動(dòng)密封件工業(yè)協(xié)會(huì)1998年年報(bào)記錄，液壓產(chǎn)品產(chǎn)銷率為97.5%（液力為101%），氣動(dòng)為95.9%，密封為98.7%。這充足反映了產(chǎn)銷基本銜接。我國(guó)液壓、氣動(dòng)和密封工業(yè)雖取得了很大的進(jìn)步，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，重要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國(guó)外的1/3，壽命為國(guó)外的1/2。為了滿足重點(diǎn)主機(jī)、進(jìn)口主機(jī)以及重大技術(shù)裝備的需要，每年都有大量的液壓、氣動(dòng)和密封產(chǎn)品進(jìn)口。據(jù)海關(guān)記錄及有關(guān)資料分析，1998年液壓、氣動(dòng)和密封件產(chǎn)品的進(jìn)口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動(dòng)近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計(jì)，目前進(jìn)口產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為30%。1998年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)液壓件需求總量約600萬(wàn)件，銷售總額近40億元；氣動(dòng)件需求總量約500萬(wàn)件，銷售總額7億多元；密封件需求總量約11億件，銷售總額約13億元。三、此后發(fā)展走勢(shì)1、影響發(fā)展的重要因素(1)公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)，技術(shù)開(kāi)發(fā)的水平和速度不能完全滿足先進(jìn)主機(jī)產(chǎn)品、重大技術(shù)裝備和進(jìn)口設(shè)備的配套和維修需要；(2)不少公司的制造工藝、裝備水平和管理水平都較落后，加上質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)品性能水平低、質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性差，服務(wù)不及時(shí)，缺少使用戶滿意和信賴的名牌產(chǎn)品；(3)行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)專業(yè)化限度低，力量分散，低水平反復(fù)嚴(yán)重，地區(qū)和公司之間產(chǎn)品趨同，盲目競(jìng)爭(zhēng)，互相壓價(jià)，使公司效益下降，資金缺少、周轉(zhuǎn)困難，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)改造投入局限性，嚴(yán)重地制約了行業(yè)整體水平的提高以及競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的增強(qiáng)；(4)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化限度日益提高，國(guó)外公司紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)，加上國(guó)內(nèi)私營(yíng)、合作經(jīng)營(yíng)、個(gè)體、三資等公司的崛起，給國(guó)有公司導(dǎo)致愈來(lái)愈大的沖擊。2、發(fā)展走勢(shì)隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深化，液壓、氣動(dòng)和密封產(chǎn)品的市場(chǎng)供求關(guān)系發(fā)生較大變化，長(zhǎng)期來(lái)以“短缺”為特性的賣方市場(chǎng)已基本成為以“結(jié)構(gòu)性過(guò)剩”為特性的買方市場(chǎng)合取代。從總體能力看，已處在供大于求的態(tài)勢(shì)，特別是一般低檔次液壓、氣動(dòng)和密封件，普遍供過(guò)于求；而主機(jī)急需的技術(shù)含量高的高參數(shù)、高附加值的高檔產(chǎn)品，又不能滿足市場(chǎng)需要，只能依賴于進(jìn)口。在我國(guó)加入WTO后，其沖擊有也許更大。因此，“十五”期間行業(yè)產(chǎn)值的增長(zhǎng)，決不能依賴于量的增長(zhǎng)，而應(yīng)針對(duì)行業(yè)自身的結(jié)構(gòu)性矛盾，加大力度，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也就是應(yīng)依靠質(zhì)的提高，促進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)，以適應(yīng)和拉動(dòng)市場(chǎng)需求，求得更大的發(fā)展。氣壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)是用壓力氣體傳遞和控制動(dòng)力，正如名稱所表白的那樣，氣壓系統(tǒng)通常用空氣（不用其他氣體）作為流體介質(zhì)，由于空氣是安全、成本低而又隨處可得的流體，在系統(tǒng)部件中產(chǎn)生電弧有也許點(diǎn)燃泄漏物的場(chǎng)合下（使用空氣作為介質(zhì)）特別安全。在氣壓系統(tǒng)中，壓縮機(jī)用來(lái)壓縮并供應(yīng)所需的空氣。壓縮機(jī)一般有活塞式、葉片式和螺旋式等類型。壓縮機(jī)基本上是根據(jù)抱負(fù)氣體法則，通過(guò)減小氣體體積來(lái)增長(zhǎng)氣體壓力的。氣壓系統(tǒng)通常考慮采用大的中央空氣壓縮機(jī)作為一個(gè)無(wú)限量的氣源，這類似于電力系統(tǒng)中只要將插頭插入插座便可獲得電能。用這種方法，壓力氣體可以從氣源輸送到整個(gè)工廠的各個(gè)角落，壓力氣體可通過(guò)空氣濾清器除去污物，這些污物也許會(huì)損壞氣體組件的精密配合部件如閥和氣缸等，隨后輸送到各個(gè)回路中，接著空氣流經(jīng)減壓閥以減小氣壓值適合某一回路使用。由于空氣不是好的潤(rùn)滑劑（涉及20%的氧氣），氣壓系統(tǒng)需要一個(gè)油霧器將細(xì)小的油霧注射到通過(guò)減壓閥減壓的空氣中，這有助于減小氣動(dòng)組件精密配合運(yùn)動(dòng)件的磨損。由于來(lái)自大氣中的空氣含不同數(shù)量的水分，這些水分是有害的，它可以帶走潤(rùn)滑劑引起過(guò)度磨損和腐蝕，因此，在一些使用場(chǎng)合中，要用空氣干燥器來(lái)除去這些有害的水分。由于氣壓系統(tǒng)直接向大氣排氣，會(huì)產(chǎn)生過(guò)大噪聲，因此可在氣閥和執(zhí)行組件排氣口安裝消聲器來(lái)減少噪聲，以防止操作人員因接觸噪聲及高速空氣粒子有也許引發(fā)的傷害。用氣動(dòng)系統(tǒng)代替液壓系統(tǒng)有以下幾條理由：液體的慣性遠(yuǎn)比氣體大，因此，在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)執(zhí)行組件加速減速和閥忽然啟動(dòng)關(guān)閉時(shí)，油液的質(zhì)量便是一個(gè)潛在的問(wèn)題，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律（力等于質(zhì)量乘以加速度），產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)油液所需的力要比加速同等體積空氣所需的力高出許多倍。液體比氣體具有更大的粘性，這會(huì)由于內(nèi)摩擦而引起更大的壓力和功率損失；此外，由于液壓系統(tǒng)使用的液體要與大氣隔絕，故它們需要特殊的郵箱和無(wú)泄漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)。氣壓系統(tǒng)使用可以直接排到周邊環(huán)境中的空氣，一般來(lái)說(shuō)氣壓系統(tǒng)沒(méi)有液體系統(tǒng)昂貴。然而，由于空氣的可壓縮性，使得氣壓系統(tǒng)執(zhí)行組件不也許得到精確地速度控制和位置控制。氣壓系統(tǒng)由于壓縮機(jī)局限，其系統(tǒng)壓力相稱低（低于250psi），而液壓力可達(dá)10000psi之高，因此液壓系統(tǒng)可以是大功率系統(tǒng)，而氣動(dòng)系統(tǒng)僅用于小功率系統(tǒng)，典型例子有沖壓、鉆孔、提高、沖孔、夾緊、組裝、鉚接、材料解決和邏輯控制操作等。附錄BHydraulicSystemThereareonlythreebasicmethodsoftransmittingpower：electrical,mechanical,andfluidpower.Mostapplicationsactuallyuseacombinationofthethreemethodstoobtainthemostefficientoverallsystem.Toproperlydeterminewhichprinciplemethodtouse,itisimportanttoknowthesalientfeaturesofeachtype.Forexample,fluidsystemscantransmitpowermoreeconomicallyovergreaterdistancesthancanmechanicaltypes.However,fluidsystemsarerestrictedtoshorterdistancesthanareelectricalsystems.Hydraulicpowertransmissionsystemareconcernedwiththegeneration,modulation,andcontrolofptrssutrandflow,andingeneralsuchsystemsinclude:1.Pumpswhichconvertavailablepowerfromtheprimemovertohydraulicpowerattheactuator.2.Valveswhichcontrolthedirectionofpump-flow,thelevelofpowerproduced,andtheamountoffluid-flowtotheactuators.Thepowerlevelisdeterminedbycontrollingboththeflowandpressurelevel.3.Actuatorswhichconverthydraulicpowertousablemechanicalpoweroutputatthepointrequired.4.Themedium,whichisaliquid,providesrigidtransmissionandcontrolaswellaslubricationofcompinents,sealinginvalves,andcoolingofthesystem.5.Connectorswhichlinkthevarioussystemcomponents,providepowerconductorsforthefluidunderpressure,andfluidflowreturntotank(reservoir).6.Fluidstorageandconditioningequipmentwhichensuresufficientqualityandquantityaswellascoolingofthefluid.Hydraulicsystemsareusedinindustrialapplicationssuchasstampingpresses,steelmills,andgeneralmanufacturing,agriculturalmachines,miningindustry,aviation,spacetechnology,deep-seaexploration,transportation,marinetechnology,andoffshoregasandpetroleumexploration.Inshort,veryfewpeoplegetthroughadayoftheirliveswithoutsomehowbenefitiongfromthetechnologyofhydraulics.Thesecretofhydraulicsystem’ssuccessandwidespreaduseisitsversatilityandmanageability.Fluidpowerisnothinderedbythegeometryofthemachineasisthecaseinmechanicalsystems.Also,powercanbetransmittedinalmostlimitlessquantitiesbecauseflluidsystemsarenotsolimitedbythephysicallimitationsofmaterialsasaretheelectricalsystems.Forexample,theperformanceofanelectr