液压泵柱塞泵

特点：构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压工作仍有较高的容积效率和总效率；只需要改变柱塞的工作行程就能改变流量-易实现变量；柱塞泵中的主要零件均受压应力作用，材料强度性能可得到充分利用，压力高，结构紧凑。应用于高压、大流量、大功率的系统和流量需要调节场合，如刨床、液压机、工程机械、矿山冶金机械等。柱塞泵按柱塞的排列和运动方向与主轴相对位置的不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。第1页/共29页第一页，共30页。

轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两大类。

第2页/共29页第二页，共30页。第3页/共29页第三页，共30页。斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。传动轴旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，油液经配油盘4上的配油窗口的吸油口吸入。斜盘1柱塞2缸体3配油盘43.4.1斜盘式轴向柱塞泵吸油口压油口1.工作原理第4页/共29页第四页，共30页。斜盘1柱塞2缸体3配油盘4柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口压油口向外排出。缸体每转一周，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。改变斜盘的倾角，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的变量。演示压油口吸油口第5页/共29页第五页，共30页。2.斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量

如图，若柱塞数目为，柱塞直径为，柱塞孔分布圆直径为，斜盘倾角为，则泵的排量为：（2.25）

泵的输出流量为：（2.26）

斜盘1柱塞2缸体3配油盘4第6页/共29页第六页，共30页。

实际上，柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的。就柱塞数而言，柱塞数为奇数时的脉动率比偶数柱塞小，且柱塞数越多，脉动越小，故柱塞泵的柱塞数一般都为奇数。

从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取Z=7或Z=9。

第7页/共29页第七页，共30页。

配流盘

缸体

斜盘

柱塞

2.4.1.2斜盘式轴向柱塞的结构特点

(1)结构

通轴结构

第8页/共29页第八页，共30页。9

配流盘缸体

斜盘

手动变量机械柱塞

半轴结构

输入轴

壳体回程盘第9页/共29页第九页，共30页。3斜盘式轴向柱塞的结构特点

端面间隙的自动补偿

由图可见，使缸体紧压配流盘端面的作用力，除机械装置或弹簧作为预密封的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，此液压力比弹簧力大得多，而且随泵的工作压力增大而增大。由于缸体始终受液压力紧贴着配流盘，就使端面间隙得到了自动补偿。

斜盘1柱塞2缸体3配油盘4第10页/共29页第十页，共30页。滑靴的静压支撑结构

为防止磨损，一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑靴。滑靴是按静压轴承原理设计的，缸体中的压力油经过柱塞球头中间小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盘间形成液体润滑，改善了柱塞头部和斜盘的接触情况。有利于提高轴向柱塞泵的压力。图2.19滑靴的静压支承原理

1-缸体2-柱塞3-滑靴4-斜盘5-油室第11页/共29页第十一页，共30页。变量机构

(1)手动变量机构转动手轮1，使丝杠2转动，带动变量活塞4作轴向移动(因导向键的作用,变量活塞只能作轴向移动,不能转动)。通过轴销5使斜盘6绕变量机构壳体上的圆弧导轨面的中心(即钢球中心O)旋转。从而使斜盘倾角改变,达到变量的目的。当流量达到要求时，可用锁紧螺母锁紧。这种变量机构结构简单,但操纵不轻便,且不能在工作过程中变量。第12页/共29页第十二页，共30页。(2)手动伺服变量机构泵输出的压力油由单向阀a进入腔d，液压力作用在活塞4的下端。当与阀芯1相连结的拉杆不动时(图示状态)，活塞4上腔g处于封闭状态，活塞不动。当拉杆下移时，推动阀芯1下移，d腔油经通道e进入上腔g。由于变量活塞上端的有效面积大于下端，向下的液压力大于向上的，变量活塞4也随之向下移动，直到将通道e的油口封闭。变量活塞下移，带动斜盘3摆动，斜盘倾斜角增加，泵的输出流入随之增加；当拉杆带动伺服阀阀芯上移，阀芯将通道f打开，上腔g通过卸压通道接通油箱，变量活塞向上移动，直到将卸压通道关闭。斜盘作相应的摆动，倾斜角减小，泵的流量也随之相应地减小。伺服变量机构是通过操作液压伺服阀动作，利用泵输出的压力油推动变量活塞来实现变量的。故加在拉杆上的力很小，控制灵敏。拉杆可用手动方式或机械方式操作，斜盘可以倾斜±18°,故在工作过程中泵的吸压油方向可以变换，因而这种泵就成为双向变量液压泵。1—阀芯2—铰链3—斜盘4—活塞5—壳体

第13页/共29页第十三页，共30页。变量机构

手动伺服变量机构图2.20手动伺服变量机构图

变量机构由缸筒1，活塞2和伺服阀3组成。斜盘4通过拨叉机构与活塞2下端铰接，利用活塞2的上下移动来改变斜盘倾角γ。当用手柄使伺服阀芯3向下移动时，上面的进油阀口打开，活塞也向下移动，活塞2移动时又使伺服阀上的阀口关闭，最终使活塞2自身停止运动。同理，当手柄使伺服阀芯3向上移动时，变量活塞向上移动。第14页/共29页第十四页，共30页。3.4.2斜轴式轴向柱塞泵

传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角g

，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过配流盘1上的窗口6和7实现吸油和压油。

图2.211-流盘；2-柱塞；3-缸体；4-连杆；5-传动轴；6-吸油窗口；7-压油窗口

第15页/共29页第十五页，共30页。第16页/共29页第十六页，共30页。

与斜盘式泵相比较，斜轴式泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高可以有较高的设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角a较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。目前，斜轴式轴向柱塞泵的使用相当广泛。

第17页/共29页第十七页，共30页。第18页/共29页第十八页，共30页。3.4.3径向柱塞泵

第19页/共29页第十九页，共30页。第20页/共29页第二十页，共30页。3.4.3径向柱塞泵

转子2的中心与定子1的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴3上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配流窗口，该配流窗口又分别通过所在部位的二个轴向孔与泵的吸、排油口连通。当转子2按图示箭头方向旋转时，上半周的柱塞皆往外滑动，通过轴向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑动，通过配流盘向外排油。

第21页/共29页第二十一页，共30页。

当移动定子，改变偏心量e的大小时，泵的排量就发生改变；因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵。图2.22径向柱塞泵的工作原理图1-定子；2-转子；3-配流轴；4-出衬套；5-柱塞；a-吸油腔；b-压油腔

为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱塞数。

径向柱塞泵结构较复杂，自吸能力差，并且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损。第22页/共29页第二十二页，共30页。径向泵的流量计算：

泵的平均排量为：

（3.26）

泵的输出流量：（3.27）

第23页/共29页第二十三页，共30页。243.5液压泵的选用考虑以下三个方面的因素：使用性能、价格和维修。液压泵的选用主要包括液压泵的类型和型号。1.液压泵的工作特点液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足，异常噪声，甚至无法工作。液压泵的工作压力取决于外负载，若负载为零，则泵的工作压力为零。定量泵只有用改变转速的办法来调节流量，但是转速的增大受到吸油性能、泵的使用寿命、效率等的限制。液压泵的流量具有某种程度的脉动性质，其脉动情况取决于泵的形式及结构设计参数。如果工作腔在吸、排油之间的过渡密封区时存在容积变化，就会产生困油现象，从而影响容积效率。第24页/共29页第二十四页，共30页。252.

各种液压泵的技术性能和应用范围第25页/共29页第二十五页，共30页。26第26页/共29页第二十六页，共30页。27第27页/共29页第二十七页，共30页。28作业3.2液压泵完成吸油和压油必须具备什么条件？3.4齿轮泵的困油现象是怎么引起的，对其正常工作有何影响？如何解决？第28页/共29页第二十八页，共30页。感谢您的观看！第29页/共29页第二十九页，共30页。内容总结特点：