挖掘機工作裝置研究及液壓泵設(shè)計【反鏟工作裝置】【直軸式軸向柱塞泵的設(shè)計】

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4）按照鏟斗來分，挖掘機又可以分為正鏟挖掘機、反鏟挖掘機、拉鏟挖掘機和抓鏟挖掘機。正鏟挖掘機多用于挖掘地表以上的物料，反鏟挖掘機多用于挖掘地表以下的物料。 1.2.1 挖掘機的鏟斗類別 1）反鏟挖掘機 反鏟式是我們見過最常見的，向后向下，強制切土?？梢杂糜谕C作業(yè)面以下的挖掘，基本作業(yè)方式有：溝端挖掘、溝側(cè)挖掘、直線挖掘、曲線挖掘、保持一定角度挖掘、超深溝挖掘和溝坡挖掘等。 2）正鏟挖掘機 正鏟挖掘機的鏟土動作形式。其特點是“前進向上，強制切土”。正鏟挖掘力大，能開挖停機面以上的土，宜用于開挖高度大于2m的干燥基坑，但須設(shè)置上下坡道。正鏟的挖斗比同當(dāng)量的反鏟的挖掘機的斗要大一些，可開挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)，還可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正鏟挖土機的開挖方式根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種：正向挖土，側(cè)向卸土；正向挖土，反向卸土。 3）拉鏟挖掘機 拉鏟挖土機也叫索鏟挖土機。其挖土特點是：“向后向下，自重切土”。宜用于開挖停機面以下的Ⅰ、Ⅱ類土。工作時，利用慣性力將鏟斗甩出去，挖得比較遠(yuǎn)，挖土半徑和挖土深度較大，但不如反鏟靈活準(zhǔn)確。尤其適用于開挖大而深的基坑或水下挖土。 4）抓鏟挖土機 抓鏟挖土機也叫抓斗挖土機。其挖土特點是：“直上直下，自重切土”。宜用于開挖停機面以下的Ⅰ、Ⅱ類土，在軟土地區(qū)常用于開挖基坑、沉井等。尤其適用于挖深而窄的基坑，疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于裝載碎石、礦渣等松散料等。開挖方式有溝側(cè)開挖和定位開挖兩種。如將抓斗做成柵條狀，還可用于儲木場裝載礦石塊、木片、木材等。 1.3全液壓全回轉(zhuǎn)挖掘機 圖1.1液壓挖掘機 現(xiàn)今的挖掘機占絕大部分的是全液壓全回轉(zhuǎn)挖掘機。液壓挖掘機主要由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動機控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等。 1.3.1 液壓挖掘機的結(jié)構(gòu) 圖1.2 液壓挖掘機的結(jié)構(gòu) 液壓挖掘機一般由工作裝置、上部車體和下部車體三大部分組成。據(jù)其構(gòu)造和用途可以區(qū)分為：履帶式、輪胎式、步履式、全液壓、半液壓、全回轉(zhuǎn)、非全回轉(zhuǎn)、通用型、專用型、鉸接式、伸縮臂式等多種類型。 工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置。它由動臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要，液壓挖掘機可以配裝多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘，旋挖鉆等多種作業(yè)機具。回轉(zhuǎn)與行走裝置是液壓挖掘機的機體，轉(zhuǎn)臺上部設(shè)有動力裝置和傳動系統(tǒng)。發(fā)動機是液壓挖掘機的動力源，大多采用柴油要在方便的場地，也可改用電動機。液壓傳動系統(tǒng)通過液壓泵將發(fā)動機的動力傳遞給液壓馬達(dá)、液壓缸等執(zhí)行組件，推動工作裝置動作，從而完成各種作業(yè)。 1.3.2 液壓挖掘機的工作原理 液壓挖掘機主要由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動機控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等。 液壓挖掘機一般由工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置和行走裝置三大部分組成。根據(jù)其構(gòu)造和用途可以區(qū)分為：履帶式、輪胎式、步履式、全液壓、半液壓、全回轉(zhuǎn)、非全回轉(zhuǎn)、通用型、專用型、鉸接式、伸縮臂式等多種類型。 工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置。它由動臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。動臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要，液壓挖掘機可以配裝多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘等多種作業(yè)機具。 回轉(zhuǎn)與行走裝置是液壓挖掘機的機體，轉(zhuǎn)臺上部設(shè)有動力裝置和傳動系統(tǒng)。發(fā)動機是液壓挖掘機的動力源，大多采用柴油要在方便的場地， 也可改用電動機。 液壓傳動系統(tǒng)通過液壓泵將發(fā)動機的動力傳遞給液壓馬達(dá)、液壓缸等執(zhí)行組件，推動工作裝置動作，從而完成各種作業(yè)。 1.3.3 液壓系統(tǒng)的工作原理 圖1.3 泵控制原理 挖掘機液壓系統(tǒng)是由一些基本回路和輔助回路組成，它們包括工作回路、限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調(diào)速和節(jié)流限速回路、行走限速回路和先導(dǎo)閥控制回路等。其元器件主要由工作泵、補油泵、先導(dǎo)控制閥、分配閥、安全閥、大臂油缸、小臂油缸、鏟斗油缸、油箱及相關(guān)管路等組成。 挖掘機液壓系統(tǒng)在工作過程中，液壓油自油箱底部通過濾油器被工作泵吸入，從油泵輸出具有一定壓力的液壓油進入一組并聯(lián)的分配閥。通過手柄―→先導(dǎo)閥―→工作閥組來實現(xiàn)相應(yīng)的動作，系統(tǒng)通過總油路上的總安全閥限定整個系統(tǒng)的總壓力，各組工作油路的安全閥分別對相應(yīng)油路起過載保護和補油作用。 2挖掘機行業(yè)的歷史，及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 2.1 挖掘機的歷史進程 圖2.1 早期挖掘機珍貴影集 挖掘機行業(yè)的發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，可以追溯到1840年。當(dāng)時美國西部開發(fā)，進行鐵路建設(shè)，產(chǎn)生了模仿人體構(gòu)造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰類似機械手的挖掘機，它采用蒸汽機作為動力在軌道上行走。但是此后的很長時間挖掘機沒有得到很大的發(fā)展，應(yīng)用范圍也只局限于礦山作業(yè)中。 導(dǎo)致挖掘機發(fā)展緩慢的主要原因是:其作業(yè)裝置動作復(fù)雜，運動范圍大，需要采用多自由度機構(gòu)，古老的機械傳動對它不太適合。而且當(dāng)時的工程建設(shè)主要是國土開發(fā)，大規(guī)模的筑路和整修場地等，大多是大面積的水平作業(yè)，因此對挖掘機的應(yīng)用相對較少，在一定程度上也限制了挖掘機的發(fā)展。 由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，二十世紀(jì)四十年代有了在拖拉機上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機。隨著液壓傳動技術(shù)迅速發(fā)展成為一種成熟的傳動技術(shù)，挖掘機有了適合它的傳動裝置，為挖掘機的發(fā)展建立了強有力的技術(shù)支撐，是挖掘機技術(shù)上的一個飛躍 。同時，工程建設(shè)和施工形式也發(fā)生了很大變化。在進行大規(guī)模國土開發(fā)的同時，也開始進行城市型土木施工，這樣，具有較長的臂和桿，能裝上各種各樣的工作裝置，能行走、回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)多自由動作，可以切削高的垂直壁面，挖掘深的基坑和溝槽的挖掘機得到了廣泛應(yīng)用。 1950年在意大利北部生產(chǎn)了第一臺液壓挖掘機。第一臺液壓挖掘機采用定量齒輪泵，中位開式多路閥，工作壓力為9Mpa，所有執(zhí)行組件互相并聯(lián)連結(jié)。由單泵向6個執(zhí)行組件供油。由于早期液壓挖掘機主要采用了定量齒輪泵，不能按需改變供油流量，無法充分利用發(fā)動機的功率，因此其能量損失很大，不能滿足挖掘機復(fù)合動作的復(fù)雜要求，且可操縱性差。另外，早期試制的液壓挖掘機是采用飛機和機床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機各種工況的液壓組件，配套件也不齊全，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定。從二十世紀(jì)六十年代到八十年代中期，液壓挖掘機進入了推廣和蓬勃發(fā)展的階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。1968-1970年間，液壓挖掘機產(chǎn)量己經(jīng)達(dá)到挖掘機總產(chǎn)量的83%，其時對挖掘機液壓系統(tǒng)的研究也已經(jīng)十分成熟，液壓挖掘機已經(jīng)具有了同步控制系統(tǒng)和負(fù)載敏感系統(tǒng)L。 自第一臺手動挖掘機誕生以來的160多年當(dāng)中，挖掘機一直在不斷地飛躍發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相對成熟穩(wěn)定的階段。目前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，對其控制方式不斷改進和革新，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合過程控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合，實現(xiàn)了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了堅實的基礎(chǔ)，創(chuàng)造了良好的前提。 據(jù)有關(guān)專家估算，全世界各種施工作業(yè)場約有65%至70%的土石方工程都是由挖掘機完成的。挖掘機是一種萬能型工程機械，目前已經(jīng)無可爭議地成為工程機械的第一主力機種，在世界工程機械市場上己占據(jù)首位，并且仍在發(fā)展擴大。挖掘機的發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，其液壓系統(tǒng)已成為工程機械液壓系統(tǒng)的主流形式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和建筑施工現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，液壓挖掘機需要大幅度的技術(shù)進步，技術(shù)創(chuàng)新是液壓挖掘機行業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，挖掘機產(chǎn)品的核心技術(shù)就是液壓系統(tǒng)設(shè)計，所以對其液壓系統(tǒng)的分析研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。 2.2 國內(nèi)挖掘機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 從國內(nèi)情況來看，我國挖掘機行業(yè)整體發(fā)展水平較國外緩慢，在挖掘機液壓系統(tǒng)方面的理論還比較薄弱。 國內(nèi)大部分挖掘機企業(yè)在挖掘機液壓系統(tǒng)傳統(tǒng)技術(shù)方面的研究具有一定基礎(chǔ)，但由于采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、作業(yè)效率、可靠性等方面均較差，因此采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機在國內(nèi)市場上基本失去了競爭力，取而代之的是采用各種高新技術(shù)的國外挖掘機產(chǎn)品。先進的挖掘機液壓系統(tǒng)都被國際上一流的生產(chǎn)企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的研究幾乎是空白，這樣國內(nèi)的挖掘機生產(chǎn)廠家就無法獨立制造出性能優(yōu)異的挖掘機，絕大部分的市場份額都被國外各種品牌的挖掘機所占據(jù)。以20t級的中型液壓挖掘機為例，國產(chǎn)20t級挖掘機大多數(shù)是歐洲80年代初的技術(shù)，同90年代初以來在國內(nèi)形成批量的日本小松、日立、神鋼以及韓國大宇、現(xiàn)代等機型相比，其主要差距柴油機功率偏低，液壓系統(tǒng)流量偏小，液壓系統(tǒng)特性差，導(dǎo)致平臺回轉(zhuǎn)速度低，行走速度低，各種性能參數(shù)均偏小，整機性能和作業(yè)效率較國外偏低。 2.3 國外挖掘機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 從20世紀(jì)60年代液壓傳動技術(shù)開始應(yīng)用在挖掘機上至今，挖掘機液壓系統(tǒng)己經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)成熟的階段。 目前國際上先進的挖掘機產(chǎn)品的額定壓力大都在30MPa以上，并且隨著材料科學(xué)技術(shù)的進步，有朝著更高的壓力甚至采用超高壓液壓技術(shù)方向發(fā)展的趨勢；流量通常在每分鐘數(shù)百升；功率在數(shù)百千瓦以上。如德國Orensttein&Koppe制造的目前世界上首臺最大的RH40。型全液壓挖掘機，鏟斗容量達(dá)42m3,液壓油源為18臺變量軸向柱塞泵，總流量高10200L/min，原動機為2臺QSK60柴油發(fā)動機，總功率高達(dá)2014kW,由于液壓挖掘機經(jīng)常在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作，其各個功能部件都會受到惡劣環(huán)境的影響.系統(tǒng)的可靠性日益受到重視。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機強度研究方面，不斷提高設(shè)備的可靠性。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法。日本制定了液壓挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)使液壓挖掘機的運轉(zhuǎn)率達(dá)到85%-95%，使用壽命超過1萬小時。 2.4 國際挖掘機行業(yè)的趨勢 近幾年來，隨著液壓挖掘機產(chǎn)量的提高和使用范圍的擴大，世界上著名的挖掘機生產(chǎn)商紛紛采用各種高新技術(shù)，來提高自己挖掘機在國際上的競爭力，主要表現(xiàn)在五個方面: (1) 開式向閉式液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變 采用三位六通閥，其特點是有兩條供油路，其中一條是直通供油路，另一條是并聯(lián)供油路。由于這種油路調(diào)速方式是進油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速同時起作用，其調(diào)速特性受負(fù)載壓力和油泵流量的影響，因此這種系統(tǒng)的操縱性能、調(diào)速性能和微調(diào)性能差。另外，當(dāng)液壓作用組件一起復(fù)合動作時，相互干擾大，使得復(fù)合動作操縱非常困難。由于挖掘機作業(yè)工程中要求對液壓組件能很好地控制其運動速度和進行微調(diào)，而且在其工作的許多任務(wù)況下要求多個執(zhí)行組件完成復(fù)合動作，而長期以來使用的開式液壓系統(tǒng)無法滿足挖掘機的調(diào)速和復(fù)合動作的要求。近年來在國外的挖掘機液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了閉式負(fù)載敏感系統(tǒng)(CLSS)。它可以采用一個油泵同時向所有液壓作用組件供油，每一個液壓作用組件的運動速度只與操縱閥的閥桿行程有關(guān)，與負(fù)載壓力無關(guān)，泵的流量按需提供，而且多個液壓作用組件同時動作時相互之間干擾小，因此操縱性好是閉式液壓系統(tǒng)的主要特點。這種系統(tǒng)非常符合挖掘機操作的要求，它操縱簡單，對司機的操縱技巧要求低，在國際上己經(jīng)獲得較廣泛的使用，是挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前日本小松公司已經(jīng)把大量挖掘機液壓系統(tǒng)從開式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng)了。 (2) 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 目前液壓挖掘機上典型的節(jié)能技術(shù)基本上有兩種。即負(fù)載敏感技術(shù)和負(fù)流量控制技術(shù)，目前液壓挖掘機都選用其中一種控制技術(shù)來實現(xiàn)節(jié)能要求。負(fù)載敏感技術(shù)是一種利用泵的出口壓力與負(fù)載壓力差值的變化而使系統(tǒng)流量隨之相應(yīng)變化的技術(shù)。德國曼內(nèi)斯曼(Mannesmann)公司研制的一種負(fù)載傳感系統(tǒng)，將其安裝在液壓系統(tǒng)中，可以控制一個或幾個液壓作用組件，而與對其施加的載荷無關(guān)。該系統(tǒng)不僅易于操縱，而且微動控制特性很好。其最大的特點就是可以根據(jù)負(fù)載大小和調(diào)速要求對油泵進行控制，從而實現(xiàn)在按需供流的同時，使調(diào)速節(jié)流損失△P控制在很小的固定值，從而達(dá)到節(jié)能的目的lzs.e57負(fù)流量控制技術(shù)是通過位于主控制閥后面的節(jié)流閥建立的壓力對主泵的排量進行調(diào)節(jié)的技術(shù)。日前以韓國現(xiàn)代(HYUNDAI)、日本小松(KOMATSU)和日本日立(HITACHI)為代表的許多國外著名品牌的挖掘機生產(chǎn)商都在自己的挖掘機液壓系統(tǒng)中使用了負(fù)流量控制技術(shù)。這種控制技術(shù)具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、可靠性和維修性好等特點，但在起始點為重負(fù)荷下作業(yè)時，因流量與負(fù)載有關(guān)，所以可控制性較差。 (3) 提高負(fù)載能力和可靠性 為了提高挖掘機的負(fù)載能力，直接的方法是提高其液壓系統(tǒng)工作壓力、流量和功率。目前，國際上先進的挖掘機產(chǎn)品的額定壓力大都在30MPa以上，并且隨著材料科學(xué)技術(shù)的進步，有朝著更高的壓力甚至采用超高壓液壓技術(shù)方向發(fā)展的趨勢;流量通常在每分鐘數(shù)百升;功率在數(shù)百千瓦以上。如德國Orensttein&Koppe制造的型全液壓挖掘機，鏟斗容量達(dá)42立方米液壓油源為18臺變量軸向柱塞泵，總流量高達(dá)100200L/min，原動機為2臺QSK60柴油發(fā)動機，總功率高達(dá)2014kW,由于液壓挖掘機經(jīng)常在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作，其各個功能部件都會受到惡劣環(huán)境的影響。系統(tǒng)的可靠性日益受到重視。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機強度研究方面，不斷提高設(shè)備的可靠性。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法。日本制定了液壓挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)，使液壓挖掘機的運轉(zhuǎn)率達(dá)到85%-95%，使用壽命超過1萬小時。 (4) 重視操縱特性 挖掘機液壓系統(tǒng)的操縱特性越來越受到重視。日前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操作和電氣控制，無線電遙控、電子計算機綜合過程控制。各種高新技術(shù)的應(yīng)用，使得挖掘機液壓系統(tǒng)操縱特性大大提高。 (5) 電子一液壓集成控制成為當(dāng)前主要研究目標(biāo) 電子控制技術(shù)與液壓控制技術(shù)相結(jié)合的電子一液壓集成控制技術(shù)近年來獲得了巨大發(fā)展，特別是傳感器、計算機和檢測儀表的應(yīng)用，使液壓技術(shù)和電子控制有機結(jié)合，開發(fā)和研制出了許多新型電液自動控制系統(tǒng)，提高了挖掘機的自動化程度，推動著挖掘機的迅猛發(fā)展。目前國外先進品牌的挖掘機在電液聯(lián)合控制方面的研究己趨成熟。美國林肯一貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)流量，避免了驅(qū)動功率的浪費。日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五中新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助的功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命。 3方案擬定 3.1 設(shè)計參數(shù) 1） 旋轉(zhuǎn)方向：順時針（從傳動尾看） 2） 排量：63ml/r 3） 最高轉(zhuǎn)速：2600r/min 4） 控制方式：壓力、流量、恒功率控制 5） 輸入功率：30kw（2200rpm) 6） 容積效率≥92% 總效率≥87% 7） 注油量： 1.42L 3.2 方案擬定 在查閱資料對挖掘機工作裝置的研究，本次設(shè)計主要工作是完成液壓泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步選擇柱塞泵。 3.2.1 柱塞泵 柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，在液壓挖掘機中起到了非常重要的作用，是其的一個重要的核心。 柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。 3.2.2軸向柱塞泵 軸向柱塞泵由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達(dá)到很高的精度配合，因此容積效率高。 軸向柱塞泵是采用配油盤配油，缸體旋轉(zhuǎn)，靠變量頭變量的斜盤式軸向柱塞泵。該泵采用液壓靜力平衡的最佳油膜厚度設(shè)計，使缸體與配油盤、滑靴與變量頭之間處于純液體摩擦下運轉(zhuǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、噪音低、效率高、壽命長和有自吸能力等優(yōu)點。因此本設(shè)計采用軸向柱塞泵。 軸向柱塞泵又分為斜軸式軸向柱塞泵與斜盤式軸向柱塞泵。軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的。 1）當(dāng)缸體軸線和傳動軸軸線重合時，稱為斜盤式軸向柱塞泵。 2）當(dāng)缸體軸線和傳動軸軸線不在一條直線上，而成一個夾角γ時，稱為斜軸式軸向柱塞泵。 3.2.3 斜盤式軸向柱塞泵與斜軸式軸向柱塞泵的比較 1）斜盤式軸向液壓泵：柱塞受側(cè)向力作用，對缸體產(chǎn)生傾覆力矩，故斜盤角一般小于20度抗扭振性能好，集成化容易。變量機構(gòu)驅(qū)動斜盤擺動，慣性力小，變量響應(yīng)速度快。 圖3.1 斜盤式軸向液壓泵 2）斜軸式軸向液壓泵：柱塞不受側(cè)向力作用，缸體產(chǎn)生傾覆力矩較小，軸傾角可達(dá)25-30度.抗扭振性能不好，集成化困難。變量機構(gòu)驅(qū)動缸體擺動，變量響應(yīng)速度慢。 3.2.4 方案設(shè)定結(jié)論 圖3.2 斜盤式軸向液壓泵的結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上所查及的資料及分析，本設(shè)計方案設(shè)定為用于挖掘機的斜盤式軸向柱塞泵。 4 執(zhí)行步驟 第一周 ：外文翻譯。 第二周～第四周 ：制訂課題研究方案，開題報告。 第五周～第八周 ：液壓主泵結(jié)構(gòu)設(shè)計。 第九周～第十周 ：機構(gòu)及其關(guān)鍵部件參數(shù)分析。 第十一周～第十三周 ：詳細(xì)裝配和零件設(shè)計。 第十三周～第十六周 ：撰寫畢業(yè)論文。 第十七周 ：準(zhǔn)備答辯。 第十八周 ：答辯。 參考文獻(xiàn) [1] 王紅彬.國外液壓挖掘機新技術(shù)發(fā)展動向．國外工程機械．1993.19 [2]?Gordon?S.?G.Beveridge?and?Robert?S.?Schrchter.?Optimization[M].?Theory?and?Practics，MeGraw-Hill?Book?Company，1970 [3]?楊培元,朱富元主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社.2002 [4]?霍培祥.斜盤式軸向柱塞泵設(shè)計[M].北京.煤炭工業(yè)出版社.1978 [5] Linde Hydraulic. Linde一Synchron一Control System, Techn. Beschreibung. Ausgabe. 1987 [6] 黃誼等. 液壓傳動[M].機械工業(yè)出版社.2000.9 [7]?許福玲. 陳堯明.液壓與氣壓傳動.北京.機械工業(yè)出版社.2007 [8]?雷天覺.液壓工程手冊.北京.機械工業(yè)出版社.1990 [9]?徐灝.機械設(shè)計手冊.第5卷.北京.機械工業(yè)出版社.1992 [10] 李建啟.負(fù)載傳感系統(tǒng)壓力補償方案的分析比較.液壓氣動與密封，1992.3 [11] 張利平,(等).液壓氣動技術(shù)速查手冊[M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2007 [12] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].第2版.北京.機械工業(yè)出版社.2007 [13] 楊文生.液壓與氣動傳動[M].北京：電子工業(yè)出版社.2007 [14] 官忠范.液壓傳動系統(tǒng).北京.機械工業(yè)出版社.1989 [15] 許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動.北京.機械工業(yè)出版社.2007