计量式柱塞泵密封结构分析+CAD图纸+答辩PPT(2)
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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