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轴向柱塞泵工作原理


轴向柱塞泵工作原理 轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。当缸体轴线和传动轴轴线重合时,称为斜盘 式轴向柱塞泵;当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上,而成一个夹角 γ 时,称为 斜轴式轴向柱塞泵。轴向柱塞泵具有结构紧凑,工作压力高,容易实现变量等优点。 图 3.28a(动画)和图 3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。 工作原理

斜盘式轴向柱塞泵由传动轴 1 带动缸体 4 旋转,斜盘 2 和配油盘 5 是固定不动的。 柱塞 3 均布于缸体 4 内, 柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。斜 盘法线和缸体轴线的夹角为γ 。当传动轴按图示方向旋转时,柱塞一方面随缸体转动, 另一方面,在缸体内作往复运动。显然,柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态, 油液经配油盘的吸油口 a 吸入;柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态,油液从配 油盘的压油口 b 压出。缸体每转一周,每个柱塞完成吸、压油一次。 如果可以改变斜 角γ 的大小和方向,就能改变泵的排量和吸、压油的方向,此时即为双向变量轴向柱 塞泵。 在图 3.28b(动画)中,当传动轴 1 在电动机的带动下转动时,连杆 2 推动柱塞 4 在缸体 3 中作往复运动,同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。配油盘 5 是固 定不动的。如果斜角度γ 的大小和方向可以调节,就意味着可以改变泵的排量和吸、 压油方向,此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。 轴向柱塞泵的排量和流量 设柱塞直径为 d,柱塞数为 Z,柱塞中心分布圆直径为 D, 斜盘倾角为 γ,则 柱塞行程

泵的排量和流量分别为

式中,n 一泵的转速;ηpv 一泵的容积效率。 轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。理论分析和实验研究表明, 当柱塞个数多且 为奇数时流量脉动较小。从结构和工艺考虑,柱塞个数多采用 7 或 9。 表 3.3 Z δq(%) 5 4.98 6 14 流量脉动率与柱塞数 Z 的关系 7 2.53 8 7.8 9 1.53 10 4.98 11 1.02 12 3.45

轴向柱塞泵结构

图 3.30 滑靴的静压支承原理图 1.柱塞 2.滑靴 3.斜盘 (1)斜盘式轴向柱塞泵 图 3.29 是一种轴向柱塞泵的结构简图。传动轴 8 通过花键带动缸体 6 旋转。柱塞 5(七个)均匀安装在缸体上。 柱塞的头部装有滑靴 4,滑靴与柱塞是球铰连接,可以 任意转动。由弹簧通过钢球和压板 3 将滑靴压靠 在斜盘 2 上。这样,当缸体转动时, 柱塞就可以在缸体中往复运动,完成吸油和压油过程。配油盘 7 与泵的吸油口和压油 口相通,固定在泵体上。另外,在滑靴与斜盘相接触的部分有一个油室,压力油通过 柱塞中间的小孔进入油室,在滑靴与斜盘之间形成一个油膜,起着静压支承作用,从 而减少了磨损。 滑靴的静压支承原理如图 3.30(动画) 所示。 这种泵的变量机构是手动的。转动手把 1,通过丝杠螺母副可以改变斜盘的倾 角,从而改变泵的输出流量。

图 3.31 1.主轴 2.轴承组

A2F 型斜轴式轴向柱塞泵 7.后盖 8.蝶形

3.连杆柱塞副 4.缸体 5.泵体 6.球面配油盘 弹簧 9.中心轴

(2) 斜轴式轴向柱塞泵 图 3.31 是一种斜轴式轴向柱塞泵的结构简图。这是一个定量泵。它由主轴 l、 轴承组 2、连杆柱塞副 3、缸体 4、 泵体 5、球面配油盘 6 和后盖 7 等组成。由于缸相 对主轴有一个倾角,故称斜轴泵。连杆 3 和中心轴 9 的两端都是球铰结构。中心轴支 承着缸体。套在中心轴上的蝶形弹簧 8 将缸体压在配油盘上,保证了缸体在旋转时具 有良好的密封性和自位性。 当主轴旋转时,连杆与柱塞内壁接触,通过柱塞带动缸体旋转,同时连杆带动柱 塞在 缸体柱塞孔内作往复运动,使柱塞底部的密封容积发生周期性的变化,通过配油

盘的吸、压窗口完成吸油和压油过程。这种泵的流量计算公式与斜盘式轴向柱塞泵的 形式相同,只不过要用缸体轴线与主轴之间夹角代替斜盘倾角。


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