径向柱塞泵PPT课件

1、 01 02 03 传动系统 CONTENT 02 配流系统 径向柱塞泵的漫谈 传动系统 PART ONE 1.工作原理 2.基本结构（滑靴等） 3.优缺点与应用 缸转式径向柱塞泵 1.工作原理工作原理 40 （单向负载，较粗 （实现排量调节） 结构特点结构特点 2.径向柱塞泵的排量和流量计算 当转子和定子之间的偏心距为e时，柱塞在缸体孔中的行程为2e，设柱塞个数为z，直径为d时，泵的排 量为： 设泵的转数为n，容积效率为，则泵的实际输出流量为： Q=N*v 意义： 1.底面与缸体内壁之间保持良好的面接触状态，从而减小接触面的压应力， 2.另一方面，还能通过在滑靴底面上开设油室，将柱塞腔内的高

2、压油引到接触 面上，从而起到一定的静压支承作用，减小接触表面之间的总压力，进而减小 磨损。 背景：由于柱塞在转动时，其头部与壳体内壁的接触角度是变化的， 因此固定的柱塞头部无法与壳体内壁之间保持良好的面接触，这将 进一步的加剧磨损 结构：通过柱塞的孔壁边缘，将滑靴的摆动角度限 制在一定的范围内，从而防止高速运动时翻转，但 是此种结构要求柱塞具有较大的直径。径向柱塞泵 多采用第二种结构。 重要结构滑靴 回程环 轴向柱塞泵内的回程盘结构，能够对滑靴的摆动起到限位作用。 实际上，径向柱塞泵内部通常也设置有，以保证在离心力不足的情况下，滑靴表面依然能够与定子内壁 保持良好的接触，回程环结构同样也能起到

3、预防滑靴翻转的作用。 重要结构回程环 优点： 容积效率高、泄漏小（柱塞与柱塞孔的配合可以较为精密）、可 在高压下工作大多用于大功率液压系统 缺点： 1.结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油 的清洁度要求高 2.自吸能力差，配油轴受到径向不平衡液压力的作用 易于磨损。从而限制了转速和压力的提髙 优缺点 市面上采用缸转式结构的径向柱塞泵，典型的产品有美国 MOOG 公司生产的RKP系列径向柱塞泵、德国WepukoPahnke 公司生产的RKP系列径向柱塞泵，应用没有轴向柱塞泵广泛。 MOOG 公司RKP 系列径向柱塞泵 曲轴曲轴连杆式径向柱塞泵连杆式径向柱塞泵 04 工作原理：工作原理：

4、柱塞腔被设置在壳体上，不随 传动轴转动，柱塞以及其上铰 接的连杆依靠弹簧力以及液压 力被压在曲轴的偏心圆上，曲 轴转动时，偏心部分驱动柱塞 在缸体内往复运动，实现柱塞 腔容积的周期性变化。 目前，采用此种传动结构的径向柱塞泵产品有很多。例如 德国的Bosch Rexroth公司的PR4-1X系列和PR4-3X系列 径向柱塞泵; 德国HAWE公司生产的PE系列和R系列径向柱 塞泵。 知名厂家产品知名厂家产品 两种结构的比较 05 缸转式径向柱塞泵曲轴连杆式径向柱塞泵 缸体不随传动轴旋转，降低泵的转动惯量，使泵的转速更易调节。 缸体不转的结构使柱塞腔内的油液不随传动轴高速运动，降低了液 体高速运动

5、时产生气穴的风险。 柱塞无法像缸转式结构一样，通过转动产生的离心力回程，柱塞的 回程需要依靠其他回程装置，因此增加了泵结构的复杂性。 多边形径向驱动式柱塞泵多边形径向驱动式柱塞泵 多边形传动式结构通过在曲轴和 柱塞之间加入多边形零件，降低 了摩擦力。 多边形安装在曲轴的偏心部分上， 曲轴转动时，由于多边形的各个 边始终垂直于相应的柱塞的轴线， 因此多边形只平动不转动，柱塞 在多边形的带动下沿径向往复运 动，实现柱塞腔容积的周期性变 化。 多边形传动式结构的柱塞也无法 自动回程，需要设计回程装置。 瑞士的HYDROWATT公司的R系列径向柱塞泵采用的是此种结 构。此外德国Beinlich公司生产

6、的Beinlich径向柱塞泵。 知名厂家产品知名厂家产品 缸转式结构是最初的径向柱塞泵结构，但是由于其转动惯量大，磨损问题严重， 制约着其发展。 曲轴连杆式结构具有传动性能好，转动惯量小，加工工艺性好的优点，它也是目 前国际上的知名液压泵厂家采用最多的结构形式。 多边形传动式结构是在曲轴连杆结构基础上的改进，但是由于其出现时间较短， 且结构较为复杂，目前的研究还比较少，需加大对它的科研投入，以在未来能够 充分发挥其优势。 缸转式径向 柱塞泵 曲轴连杆式曲轴连杆式 径向柱塞泵径向柱塞泵 多边形传动式多边形传动式 径向柱塞泵径向柱塞泵 结论结论 配流系统 PART TWO 按配流方式分类 轴配流式

7、 阀配流式 端面配流式 摆动耳轴配流式 1-柱塞；2-定子环；3-缸体；4-衬套；5-配流轴；6-输油孔；a,b-窗口 定子环偏心轮或转子与缸体轴线之间保持偏心距e，当偏心距e不可调节时即制成定量泵，当 偏心距e可调节时，就能改变柱塞行程并改变泵的排量大小，即制成变量泵。 采用轴配流径向柱塞泵，其传动轴上可以安装尺寸较大的滚动或滑动轴承，甚至有足够位置布 置静压轴承。在吸油区可利用缸体旋转时柱塞所受的离心力帮助回程，不过很多情况下仍然需 要一套位置约束的回程机构。 配流轴与衬套之间的配合间隙要适当，过小易造成咬死或损伤，过大会引起严重泄漏。由于配 流轴受径向不平衡力，故轴配流式泵的工作压力不高

8、。 1-偏心轴；2-柱塞；3-弹簧；4-压油阀； 5-吸油阀；6-缸体；7-轴承；a-工作容 腔 滞后现象 径向柱塞泵的传动轴及其支承系统应有足够的刚度及耐磨性以承受柱塞组传来的多方 向的交变负荷。 阀配流的径向柱塞泵的缸体均固定在壳体上，径向柱塞泵轴通过偏心轴、凸轮或以曲 轴形式驱动柱塞往复运动，柱塞一般靠弹簧力或以机械约束方式回程。 l 轴配流式结构可用于缸转式和多边形传动式的径向柱塞泵，结构 零件较少，紧凑性好，但是由于配流轴的加工难度较高，且在表 面加工弧槽和在内部加工轴孔对轴的强度和刚度均有所削弱，故 一般情况可以不被采用。 l 阀配流式径向柱塞泵，由于结构制造相对简单，且输出压力高

9、，而 被广泛应用，但是是相应的，采用单向阀配流，液流顶开单向阀时 需要克服一定的阻力，这将会对泵的能量利用率产生一定的影响， 且弹性零件在工作时，频繁被压缩，容易发生疲劳破坏，影响泵的 使用寿命。 径向柱塞泵的漫谈 PART THREE 设计思路 一 主体结构选择 二 泵体的结构和受力分析 三 泵体的样机设计 四 配流阀的结构设计 五 投入实际生产 设计思路 一 主体结构选择 二 泵体的结构和受力分析 三 泵体的样机设计 四 配流阀的结构设计 五 投入实际生产 厂家与型号 德国HAWE公司 美国boschrexroth公司 厂家与型号 厂家与型号 厂家与型号 厂家与型号 创新点与发展趋势 Ax

10、ial piston pump Radial piston pump 创新点与发展趋势 创新点与发展趋势 整体技术含量高，难于设计 零部件复杂难于加工或者装配 相对于轴向柱塞泵，在性能上无突出优势。 制造或维护成本高。 根据径向柱塞泵，柱塞垂直传动轴布置，径向尺寸大，轴向尺寸小的结构特征，径向柱塞 泵至少具有以下特有的优势: u 可以使用截面较大的柱塞，从而使得径向柱塞泵可以实现轴向柱塞泵难以达到的大排量; u 可以使用更短的传动轴，使得轴的强度和刚度更高，同时使机械系统轴向更紧凑; u 径向体积较大，能容纳更多的结构，便于实现结构创新; u 泵体内几乎无轴向力，轴承无需承受轴向载荷，寿命长,

11、耐冲击，控制精度高 具体来说，可以分别从驱动系统和配流系统以及液压系统方案等方面上进行创新。泵结构 的创新要求设计者对结构设计具有较高的敏感性，还需要具有长时间的经验积累，是最困难 也是最能创造价值的工作。 创新点与发展趋势 1 根据径向柱塞泵的特点，挖掘其独有的优势。 2 针对径向柱塞泵的特点，提出改进和创新。 四大金刚 机械工程学院 机自实验班 Big Four CollegeofMechanicalEngineering 感谢各位聆听 ThanksforListening 项目齿轮泵双作用叶片泵 限压式变量叶 片泵 轴向柱塞泵径向柱塞泵螺杆泵 工作压力MPa206.32172035102

12、010 转速r/min300700050040005002000600600070018000100018000 容积效率0.700.950.800.950.800.900.900.980.850.950.750.95 总效率0.600.850.750.850.700.850.850.950.750.920.700.85 功率重量比中等中等小大小中等 流量脉动大小中等中等中等很小 自吸性能好较差较差较差差好 对油的污染敏感度度 不敏感敏感敏感敏感敏感不敏感 噪声大小较大大大很小 寿命较短较长较短长长很长 单位功率造价最低中等较高高高较高 应用范围 机床、工程机 械、农机、航 空、船舶、一 般机

13、械 机床、注塑机、 液压机、起重 机械、工程机 械、飞机 机床、注塑机 工程机械、锻 压机械、起重 机械、矿山机 械、冶金机械、 船舶、风机 机床、液压机、 船舶机械 精明机械、精 密机械、食品、 化工、石油、 纺织等机械 运动形式分析 曲面分析与设计 柱塞组件正应力分析 滚动体和轮廓曲线接触应力分析 运动分析 受力分析 流量分析 结构运动受力分析 柱塞腔的流量、排量、泄漏量等 虚拟样机 基于AMESim的配流特性仿真 01 02 03 传动系统 CONTENT 02 配流系统 径向柱塞泵的漫谈 1.工作原理 2.基本结构（滑靴等） 3.优缺点与应用 缸转式径向柱塞泵 优点： 容积效率高、泄漏

14、小（柱塞与柱塞孔的配合可以较为精密）、可 在高压下工作大多用于大功率液压系统 缺点： 1.结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油 的清洁度要求高 2.自吸能力差，配油轴受到径向不平衡液压力的作用 易于磨损。从而限制了转速和压力的提髙 优缺点 曲轴曲轴连杆式径向柱塞泵连杆式径向柱塞泵 04 工作原理：工作原理： 柱塞腔被设置在壳体上，不随 传动轴转动，柱塞以及其上铰 接的连杆依靠弹簧力以及液压 力被压在曲轴的偏心圆上，曲 轴转动时，偏心部分驱动柱塞 在缸体内往复运动，实现柱塞 腔容积的周期性变化。 配流系统 PART TWO 按配流方式分类 轴配流式 阀配流式 端面配流式 摆动耳轴配流式 l 轴配流式结构可用于缸转式和多边形传动式的径向柱塞泵，结构 零件较少，紧凑性好，但是由于配流轴的加工