柱塞泵工作原理及应用

1、第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。积的变化来实现吸油与压油的液压泵。 一、柱塞泵的分类一、柱塞泵的分类 （1 1）按动力源：机动泵和人力泵）按动力源：机动泵和人力泵（2 2）按缸体与泵轴的相对位置：轴向、径向柱塞泵。）按缸体与泵轴的相对位置：轴向、径向柱塞泵。前者柱塞运动方向与泵轴线平行或相交角不大于前者柱塞运动方向与泵轴线平行或相交角不大于4545度，度，后者的柱塞运动方向与泵轴线垂直。轴向柱塞泵又分后者的柱塞运动方向与泵轴线垂直。轴向柱塞泵又分为斜盘式（直轴式）、斜轴式和旋转斜盘

2、式三种，径为斜盘式（直轴式）、斜轴式和旋转斜盘式三种，径向柱塞泵又分为轴配流和阀配流两种。向柱塞泵又分为轴配流和阀配流两种。一、柱塞泵的分类一、柱塞泵的分类 （4 4）按排量：定量柱塞泵和变量柱塞泵）按排量：定量柱塞泵和变量柱塞泵（3 3）按配流装置：带间隙密封型配流副柱塞泵和带座）按配流装置：带间隙密封型配流副柱塞泵和带座阀配流装置柱塞泵。间隙密封型配流副柱塞泵又可以阀配流装置柱塞泵。间隙密封型配流副柱塞泵又可以分为端面配流、轴配流和滑阀配流三种形式。分为端面配流、轴配流和滑阀配流三种形式。二、轴向柱塞泵二、轴向柱塞泵( (一一) )轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的工作原理图3.4.1 轴向

3、柱塞泵工作原理a)直轴式 b)斜轴式1-缸体 2-配油盘 3-柱塞 4-斜盘 直轴式轴向柱塞泵由斜盘直轴式轴向柱塞泵由斜盘4、柱塞、柱塞3、缸体、缸体1、配油盘、配油盘2等主要零件组成。斜盘等主要零件组成。斜盘4和配和配油盘油盘2是不动的，传动轴带动是不动的，传动轴带动缸体缸体1、柱塞、柱塞2一起转动，柱一起转动，柱塞靠机械装置或在压力作用下塞靠机械装置或在压力作用下压紧在斜盘上。压紧在斜盘上。 当传动轴按图示方向旋转，当传动轴按图示方向旋转，柱塞在其自下而上回转的半周柱塞在其自下而上回转的半周内逐渐向外伸出，是缸体内密内逐渐向外伸出，是缸体内密封工作腔容积不断增大，产生封工作腔容积不断增大，

4、产生局部真空，从而将油液经配油局部真空，从而将油液经配油盘上的配油窗口吸入；柱塞自盘上的配油窗口吸入；柱塞自上而下回转半周内又逐渐向里上而下回转半周内又逐渐向里推，是密封工作腔容积不断减推，是密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口向外小，将油液从配油盘窗口向外压出。压出。 缸体每转一周，每个柱缸体每转一周，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸塞往复运动一次，完成一次吸油和压油动作。改变斜盘的倾油和压油动作。改变斜盘的倾角，可以改变柱塞往复运动行角，可以改变柱塞往复运动行程，从而改变泵的排量。程，从而改变泵的排量。( (二二) )轴向柱塞泵的流量计算轴向柱塞泵的流量计算 缸体每转一周，每个柱塞各

5、吸油和排油一次，因缸体每转一周，每个柱塞各吸油和排油一次，因此泵的排量此泵的排量V为为2V(tan )Zn4qd D 泵的实际输出流量为泵的实际输出流量为2(tan )Z4Vd D式中：式中：d-柱塞直径；柱塞直径；D-柱塞分布圆直径柱塞分布圆直径 Z-柱塞数柱塞数 ； -斜盘轴线与缸体轴线的夹角斜盘轴线与缸体轴线的夹角( (三三) )轴向柱塞泵的结构特点轴向柱塞泵的结构特点 （二）弹簧（二）弹簧3 3一方面通过内套、钢珠和回程盘将滑靴压一方面通过内套、钢珠和回程盘将滑靴压紧在斜盘上，另一方面通过外套使缸体压紧在配流盘紧在斜盘上，另一方面通过外套使缸体压紧在配流盘上上（一）采用（一）采用7 7

6、个柱塞，泵的流量不均匀系数较小，结构个柱塞，泵的流量不均匀系数较小，结构紧凑紧凑（三）当工作压力较高时，柱塞与斜盘接触的挤压应（三）当工作压力较高时，柱塞与斜盘接触的挤压应力过大，将造成柱塞头和斜盘工作面磨损过大、发热力过大，将造成柱塞头和斜盘工作面磨损过大、发热严重严重三、径向柱塞泵的工作原理三、径向柱塞泵的工作原理 (1)(1)径向柱塞泵工作原理径向柱塞泵工作原理 柱塞轴线与旋转缸体轴柱塞轴线与旋转缸体轴线垂直布置，因此称径向柱塞线垂直布置，因此称径向柱塞泵。它由配流轴泵。它由配流轴1、柱塞、柱塞2缸缸体体3和定子环和定子环4等零件组成。等零件组成。缸体有配流轴缸体有配流轴1（固定不动）（

7、固定不动）支承，与定子环支承，与定子环4有一偏心距有一偏心距e。(1)(1)径向柱塞泵工作原理径向柱塞泵工作原理 当缸体当缸体3按逆时针方向旋按逆时针方向旋转，柱塞转，柱塞2在离心力的作用下在离心力的作用下压紧在定子环压紧在定子环4的内壁上。配的内壁上。配流轴下半部的柱塞向外运动，流轴下半部的柱塞向外运动，经配流轴上的吸油孔吸油；配经配流轴上的吸油孔吸油；配流轴上半部的柱塞向里运动，流轴上半部的柱塞向里运动，经配流轴上的排油孔排油。缸经配流轴上的排油孔排油。缸体转一周，吸油排油一次。体转一周，吸油排油一次。(1)(1)径向柱塞泵工作原理径向柱塞泵工作原理 当缸体当缸体3按逆时针方向旋按逆时针方

8、向旋转，柱塞转，柱塞2在离心力的作用下在离心力的作用下压紧在定子环压紧在定子环4的内壁上。配的内壁上。配流轴下半部的柱塞向外运动，流轴下半部的柱塞向外运动，经配流轴上的吸油孔吸油；配经配流轴上的吸油孔吸油；配流轴上半部的柱塞向里运动，流轴上半部的柱塞向里运动，经配流轴上的排油孔排油。缸经配流轴上的排油孔排油。缸体转一周，吸油排油一次。体转一周，吸油排油一次。(2)(2)径向柱塞泵的流量计算径向柱塞泵的流量计算 径向柱塞泵的排量径向柱塞泵的排量V为为224VdeZ 径向柱塞泵的实际流量径向柱塞泵的实际流量q为为224VqdeZn式中：式中：d-柱塞直径；柱塞直径；e-缸体与定子环偏心距缸体与定子环偏心距 Z-柱塞数柱塞数 ；v 容积效率容积效率练习练习3-4 已知轴向柱塞泵的额定压力为已知轴向柱塞泵的额定压力为p=16MPa，额定流量额定流量Q=330L/min，设液压泵的总效率为，设液压泵的总效率为=0.9，机械效率为，机械效率为m=0.93。求：。求： (1)驱动泵所需的额定功率；驱动泵所需的额定功率； (2)计算泵的泄漏流量。计算泵的泄漏流量。 练习3-5