液压与气压传动-7柱塞泵原理及分类

柱塞泵原理及分类教学内容柱塞泵简介1轴向柱塞泵2径向柱塞泵3

1.1柱塞泵简介关于柱塞泵的简介

定义：柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动，使密封容积产生变化，来实现吸油与压油的液压泵。

特点：由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面，容易得到高精度的配合，密封性能好，在高压下工作仍能保持较高的容积效率和总效率。

分类：根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞液压泵可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类。

1.1柱塞泵简介

主要应用场合：常用于高压、大流量及流量需要调节的液压机、工程机械、大功率机床等液压系统中。

优缺点：优点是结构紧凑、压力高、效率高及流量调节方便等。缺点是结构复杂、价格高、对油液的污染敏感。柱塞泵分类径向柱塞泵轴向柱塞泵直轴式（斜盘式）柱塞泵斜轴式柱塞泵

1.2轴向柱塞泵（1）直轴式轴向柱塞泵的结构和工作原理

直轴式轴向柱塞泵又名斜盘式轴向柱塞泵。此类液压泵的柱塞中心线平行于缸体的轴线。

直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵爆炸图

1.2轴向柱塞泵

如图为斜盘式轴向柱塞泵的结构。柱塞3在弹簧6或者液压力的作用下与斜盘4靠牢；当缸体1转动时，由于斜盘4和弹簧6或液压力的作用，迫使柱塞3在缸体内作往复运动，通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。

当缸孔自最高位置按图示方向转动时，柱塞3向左运动，柱塞端部容积增大，产生真空，泵通过配油盘配油窗口进行吸油。直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵结构及工作原理1-缸体；2-配油盘；3-柱塞；4-斜盘；5-传动轴；6-弹簧

1.2轴向柱塞泵

直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵工作原理

1.2轴向柱塞泵

（2）直轴式轴向柱塞泵的排量和流量脉动计算

1.2轴向柱塞泵

（3）直轴式轴向柱塞泵的变量机构

变量机构分类按控制方式分有：手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等按控制目的分有：恒压控制、恒流量控制和恒功率控制等

1.2轴向柱塞泵

（3）直轴式轴向柱塞泵的变量机构—手动变量机构工作原理手动变量机构原理图1-手轮；2-螺杆；3-螺母；4-变量活塞；5-销轴；6-斜盘

1.2轴向柱塞泵（4）斜轴式轴向柱塞泵的结构及工作原理斜轴式轴向柱塞泵，这种泵的传动轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度γ，故称斜轴式轴向柱塞泵，目前应用比较广泛的是无铰斜轴式柱塞泵。

工作原理，如图所示，当主轴1转动时，通过连杆2的侧面和柱塞3的内壁接触带动缸体4转动。同时，柱塞在缸体的柱塞孔中做往复运动，实现吸油和压油。无铰斜轴式柱塞泵的结构1-主轴；2-连杆；3-柱塞；4-缸体；5-配流盘

1.2轴向柱塞泵（5）斜轴式轴向柱塞泵的特点斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，具有如下优点：①

斜柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小；②

主轴与缸体的轴线夹角较大，斜轴式泵一般为25°，最大达40°；而直轴式泵一般是15°，最大为20°，所以斜轴式泵变量范围大；③

主轴不穿过配油盘，故其分布圆的直径可设计得较小，在同样工作压力下摩擦副的功率值（pv）较小，因此可提高泵的转速；④

连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强；⑤转动部件的转动惯量小，起动特性好，起动效率高。斜轴式轴向柱塞泵的缺点：结构中的多处球面摩擦副加工精度要求较高。

1.3径向柱塞泵（1）径向柱塞泵的结构组成径向柱塞泵的结构，如图所示。该泵由定子1、转子2（缸体）、配流轴3、衬套4和柱塞5等主要零件组成，定子和转子间有偏心距e。

衬套紧配在转子，随转子一起旋转，而配流轴则不动。

在转子径向排列的孔内装有可以自由移动的柱塞。径向柱塞泵的结构1-定子；2-转子；3-配油轴；4-衬套；5-柱塞a-吸油腔b-压油腔

1.3径向柱塞泵（2）径向柱塞泵的工作原理

径向柱塞泵的结构如图，当转子顺时针方向转动时，柱塞靠离心力或在低压油液的作用下，从缸孔中伸出压紧在定子的内表面上。

由于定子和转子间有偏心距e，柱塞转到上半周时，逐渐向外伸出，缸孔内的工作容积逐渐增大，形成局部真空，将油液经配流轴上的a腔吸入；柱塞转到下半周时，逐渐向里推入，缸孔内的工作容积减小，将油从配流轴上的b腔压出。转子每转一转，柱塞在缸孔内吸油、压油各一次。径向柱塞泵的工作原理

1.3径向柱塞泵（2）径向柱塞泵的工作原理通过变量机构改变定子和转子间的偏心距e，就可改变泵的排量。径向柱塞变量泵一般都是将定子沿水