配流盘定位设计对强度的影响研究

　　液压轴向柱塞马达配流盘的几何结构一般比较复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行，想要进行相关研究工作，应当采用有限元方法。配流盘是轴向柱塞马达的关键零件之一，设计时对配流盘的几何精度作了严格要求^[1]。在实际工作中，由于配流副一般都是在高压下工作，作用在配流副零部件上的高压油产生的压力将使零件产生弹性变形。但是，由于配流盘的结构复杂，传统的分析方法往往不能准确反映工作时实际变形状态，要进行相关研究工作，应当采用有限元方法^[2]。

　　配流盘在马达中的定位方式是根据实际工作状况来确定的。文中研究了配流盘的两种不同定位方式对其工作时强度的影响，并对其应力、应变进行了对比分析，为今后高压轴向马达( 泵) 的配流盘定位设计提供了参考。

　　1 有限元模型的建立

　　作者介绍两种配流盘在马达中的定位方式，第一种定位方式为: 以一圆柱销孔作周向定位，配流盘内圈径向定位，轴向定位依靠配流盘背面与马达壳体实现。第二种定位方式为: 一销孔周向定位，配流盘外圈径向定位，轴向定位依靠底部端面与壳体实现^[2]。

　　为了研究不同的定位方式对配流盘强度的影响，针对两种不同的定位方式，分别对配流盘在缸体转角为0°时进行建模。

　　进行有限元分析计算时，配流盘的材料为铝青铜，马达的工作压力为32. 4 MPa。图1 为第一种定位方式下配流盘有限元分析模型的正面即配流面图，马达工作时配流盘受到的外界载荷主要有以下5个部分^{[3 -4]}:

　　( 1) 配流盘高压配流窗口内高压油液对配流盘腰形槽侧壁的压力，其等于马达的工作压力p_s。由于马达工作时压力流量都是脉动的，所以马达的入口压力ps随着缸体转动而不断变化。假设压力脉动和流量脉动同步，则可以得到马达入口瞬时压力值为:

　　其中: p_m为马达的额定工作压力，β = π/Z = 20°，Φ为缸体转角。

　　( 2) 配流盘低压配流窗口内油液对配流盘腰形槽侧壁的压力p₀= 0. 1 MPa。

　　( 3) 配流盘减压槽预升、降压过渡区受到的压力，其等于对应柱塞窗孔中密闭容积的压力。

　　( 4) 高压腰形槽周围的密封带压力。内密封带压力为:，外密封带的压力为: p₂=，由于配流盘密封带较窄，为了简化计算可以在整个密封带上取密封带压力的平均值p_s/2 来计算。

　　( 5) 缸体对配流盘的压紧力的作用。把作用在配流盘上的压紧力转化为配流盘表面的压强，该部分力相对高压区油液的压力作用较小。在此作者忽略了重力以及油液对配流盘的剪切力等。