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    5 密封结构分析    35
    5.1 O形密封圈密封原理    35
    5.2 O形密封圈压缩率的计算    36
    5.3 对O形密封圈进行Ansys分析    37
    致谢    46
    总结    47
    参考文献    48
    绪论
    随着工业技术的不断发展,液压传动也越来越广,而作为液压传动系统心脏的液压泵就显得更加重要了。在容积式液压泵中,惟有柱塞泵是实现高压、高速化、大流量的一种最理想的结构,在相同功率情况下,径向柱塞泵的径向尺寸大、径向力也大,常用于大扭矩、低转速工况,作为液压马达使用。而轴向柱塞泵结构紧凑,径向尺寸小,转动惯量小,故转速较高;另外,轴向柱塞泵易于变量,能用多种方式自动调节流量。由于上述特点,轴向柱塞泵被广泛使用于工程机械、起重运输、冶金、船舶等多种领域。
    柱塞式液压泵种类繁多,可分为轴向柱塞式和径向柱塞式两大类运动,前者柱塞平行于缸体轴线,沿轴向按柱塞运动形式,后者柱塞垂直于配油轴,沿径向运动。这两类泵既可作为液压泵用,也可作为液压马达用。
    本课题是计量式柱塞泵密封结构分析。
    首先,是对柱塞泵的结构设计,分别选取了合适的缸体和活塞杆,还有就是密封结构。
    缸体分别设计了壁厚、介质出口直径和缸底厚度;活塞杆内部装有螺杆机构,通过滑动螺旋传动来使活塞杆往复运动。
     
    密封结构设计是根据实验经验所得,泵筒、活塞杆和压盖三者之间存在一定的间隙,导致流体从中泄露出来,所以需要进行密封,而本课题对柱塞泵采用了O型圈及聚四氟乙烯填料环的接触密封,结构如图3所示,在扣槽中安装O形圈,并且在O形圈两侧分别加上一个挡圈,在受压力的作用下,防止O形圈往压力方向的间隙挤出变形以致失效。在填料函里面装上4个聚四氟乙烯填料环,其材料具有较好的弹性,在受压力作用是,可以得到缓冲,使其对O形圈的作用力减小,防止O型圈挤入运动副的间隙中。在端盖上安装O形圈,对泵结构进行了多重密封,保证其密封性。
     
    图3 柱塞泵的密封结构
    1    柱塞泵
    1.1    柱塞泵的现状和发展
    泵作为一种通用机械设备已有很长的发展历史。但柱塞泵作为往复泵的分支,迄今只有70年的发展史。而国内的发展时间更短,只有三十多年。
    随着生产的发展和生活质量的不断提高,柱塞泵的应用范围正不断扩大到国民经济生产的各个行业。同时,科学技术的发展和生产工艺控制过程要求的提高,对柱塞泵的技术含量和技术要求日渐苛刻,也迫使柱塞泵生产商的开发速度不断加快。
    柱塞泵是用直流电动机带动柱塞往复运动将液体吸人,加压后排出,在曲柄连杆机构的作用下,旋转运动转变为往复直线运动,通过装在泵头上的进出口单向阀的开和关,产生一吸一排以达到输送液体的目的.由于其柱塞裸露,且柱塞在液体中工作,在液体研磨作用下柱塞磨损比较快,机器故障率高,文修工作量大.另外,由于大幅往复运动,柱塞泵的工作脉动很大,使得流量不稳定.
    国际上:70、80年代发展的轴配流径向柱塞泵克服了阀配流径向柱塞泵的不足。由于径向泵结构上的特点,限定了轴配流径向柱塞泵比轴向柱塞泵冲击、寿命长、控制精度高。使其成为一种优良的高压泵,代表当今国际上液压泵制造的先进水平。但是,它技术含量高、加工制造难度大,国际上只有博世(BOSH)公司、沃伊特(VOITH)公司等少数几家公司能够生产。而博世公司只能生产90ML以下规格的泵,沃伊特公司只生产110-250ML/R规格的泵。
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