第四讲 轴向柱塞泵

第四讲—轴向柱塞泵

让柱塞改变排列方式使泵的结构更紧凑，传动更平稳，这就是我们下面要讲的轴向柱塞泵。柱塞泵分类

轴向柱塞泵：柱塞轴向布置斜盘式斜轴式第四讲—轴向柱塞泵1.工作原理密封工作腔（缸体孔、柱塞底部）由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体转动时沿轴线作往复运动，底部密封容积变化，实现吸油、排油。吸油过程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油；排油过程：柱塞缩回→v↓→p↑→排油。第四讲—轴向柱塞泵3.流量计算排量:一个密封空间:流量:式中：

d

-柱塞直径

D

-柱塞分布圆直径δ-斜盘倾角

z

-柱塞数第四讲—轴向柱塞泵q∝tgδ,δ↑q↑;δ↓q↓。改变δ

的大小——变量泵；改变δ

的方向——双向泵。结论：轴向柱塞泵可做双向变量泵柱塞数为奇数时流量脉动小，柱塞数越多，脉动越小。一般取z=7、9、11第四讲—轴向柱塞泵第四讲—轴向柱塞泵（典型结构）滑靴与回程机构

滑靴结构—变高副为低副，大大降低了磨损柱塞头部结构<静压平衡—滑靴底部油室，推力与油压力平衡，减小接触应力和磨损。回程机构：

1）弹簧回程和

2）机械强制回程回程盘←中央弹簧→泵体压向配流盘回程盘通过滑靴强制柱塞回程回程盘、滑靴、柱塞一起旋转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。第四讲—轴向柱塞泵（典型结构）第四讲—轴向柱塞泵（典型结构）

（SCY14-1型轴向柱塞泵（p=32MPa））斜盘配油盘变量机构压盘缸体滑靴配油盘传动轴此半轴泵要用大型滚动轴承，以便承受径向力，但这种轴承高速时寿命不易保证，噪音大，成本高。第四讲—轴向柱塞泵(通轴泵）

为了克服这些缺点，近年来国内外发展了一种叫做通轴泵的滑靴型轴向柱塞泵，特别近期在国外柱塞泵发展的新动向，就是大力发展通轴泵，以适应行走机械液压传动的需要。这种泵的工作原理和其他滑靴型轴向柱塞泵是一样。只是在结构上有所不同。主传动轴2传过斜盘，主传动轴两端均采用轴承支承。该泵无单独的配流盘，而是通过转子缸体与后泵盖直接实现配流。第四讲—轴向柱塞泵（斜盘式→斜轴式）

斜盘式柱塞泵工作时，柱塞的伸出是靠弹簧力和柱塞底部的液压力，显然自吸能力差，如何克服这一缺点?出现了斜轴式轴向柱塞泵!斜轴式轴向柱塞泵分双铰型和无铰型第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-斜轴泵）双铰型早期采用铰式传动：由于铰式传动的结构和制造工艺复杂，成本高，现在很少采用。（已基本上淘汰）第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-斜轴泵）目前广泛采用连杆传动代替铰式传动——无铰型端面配流斜轴式轴向柱塞泵一球铰固接在传动轴法兰盘上传动轴→连杆、柱塞及缸体一起旋转因连杆在推动柱塞运动的同时，本身略有倾斜，与缸孔内壁接触，克服作用在缸体上的摩擦阴力矩。强制推缸体摆动。其变量是通过缸体摆动来变量，故变量斜轴式轴向柱塞泵又称摆缸泵第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）斜盘式轴向柱塞泵的摩擦副

摩擦副是轴向柱塞泵的关键部位，它对柱塞泵能否正常工作及其寿命有决定性影响，也是柱塞泵的设诘难点。

由于结构上的不同，斜盘式轴向柱塞泵的摩擦副受力情况要比斜轴式轴向柱塞泵恶劣，所以，重点介绍斜盘式轴向柱塞泵的摩擦副。柱塞——缸体孔滑靴——斜盘配流盘——缸体配流端面第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）一、柱塞—缸体孔间的密封间隙柱塞和缸体孔形成的工作容积是靠环形间隙密封的。

由流体力学知识可知则：

减小密封间隙增大密封长度可减小泄漏量第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）

因轴向柱塞泵在结构上可允许有足够的长度，利用这一结构优势，所以，实际上不采用减小密封间隙，也能保持较高的容积效率。对于斜盘式，通常取=0.5%d（柱塞直径），为10～15左右，另，柱塞及缸体孔的圆度、圆柱度公差在4级以内，通常为2～3。第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）二、滑履——斜盘

滑靴结构—变高副为低副，大大降低了磨损柱塞头部结构<静压平衡—滑靴底部油室，推力与油压力平衡，减小接触应力和磨损。第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）三、缸体—配流盘：（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第四讲—轴向柱塞泵（典型结构-摩擦副）

在构成吸压油腔密闭容积的三对运动摩擦副中，柱塞与缸体柱塞孔之间的圆柱环形间隙加工精度易于保证；缸体与配流盘、滑履与斜盘之间的平面缝隙采用静压平衡，间隙磨损后可以补偿，因