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1、3.4 柱塞泵,柱塞泵是依靠柱塞在缸體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作容積發(fā)生變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)吸、排油的。,與葉片泵相比較，軸向柱塞泵的特點(diǎn)為：,（1）密封性好，容積效率高，工作壓力高； （2）易于變量； （3）流量范圍大； （4）對(duì)油污染敏感； （5）濾油精度要求高； （6）加工工藝復(fù)雜、價(jià)格高。,3.4 柱塞泵,柱塞泵按柱塞排列方式分為：,徑向柱塞泵,軸向柱塞泵,軸向柱塞泵分為：,斜盤(pán)式,斜軸式,分類：,3.4 柱塞泵,按柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方式的不同分 軸向柱塞泵 徑向柱塞泵,軸向柱塞泵,柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線平行,徑向柱塞泵,柱塞的軸線和傳動(dòng)軸的軸線垂直,軸向柱塞泵按其結(jié)構(gòu)不同可分為斜盤(pán)式和斜軸式兩

2、大類，目前我國(guó)生產(chǎn)的三個(gè)基本系列為CY14-1型、ZB型、Z*B型,并且結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變量等優(yōu)點(diǎn)。 不論在國(guó)防工業(yè)，民用工業(yè)都廣泛得到應(yīng)用，一般在液壓系統(tǒng)若需高壓時(shí)，均用它來(lái)發(fā)揮作用，如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)、起重機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。,3.4 柱塞泵,缸體 均布有五七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。 柱塞 其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。 定子 與缸體存在偏心。 配流軸 傳動(dòng)軸,3.4.1徑向柱塞泵,1.徑向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,配流軸配流，因配流軸上與吸、壓油窗口對(duì)應(yīng)的方向開(kāi)有平衡油槽，使液壓徑向力得到平衡，容積效率較高。 柱塞頭部裝有滑履，滑履與定子內(nèi)圓為面接觸，接觸面比壓

3、很小。 可以實(shí)現(xiàn)多泵同軸串聯(lián)，液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊。 改變定子相對(duì)缸體的偏心距可以改變排量，且變量方式多樣。,排量,流量,由于柱塞在缸體中移動(dòng)的速度是變化的，各個(gè)柱塞在缸中移動(dòng)的速度也不相同，所以徑向柱塞泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。 柱塞數(shù)為奇數(shù)要比柱塞數(shù)為偶數(shù)時(shí)的瞬時(shí)流量脈動(dòng)小得多，因此，徑向柱塞泵的柱塞數(shù)為奇數(shù)，且大于等于3。,3.4.1徑向柱塞泵,2.徑向柱塞泵的特點(diǎn)、排量及流量計(jì)算,圖3-18 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 1傳動(dòng)軸 2斜盤(pán) 3柱塞 4缸體 5配流盤(pán),缸體直接安裝在傳動(dòng)軸上，通過(guò)斜盤(pán)使柱塞相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力和功率較小者，以柱塞的球端直接與斜盤(pán)做點(diǎn)接觸；壓力和功率較大者，柱塞通常

4、是通過(guò)滑履與斜盤(pán)接觸。,依靠柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得密封油腔容積變化而實(shí)現(xiàn)吸油和壓油,當(dāng)傳動(dòng)軸帶著缸體和柱塞一起旋轉(zhuǎn)時(shí)（圖示逆時(shí)針），柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)，柱塞逐漸向外伸出，使缸體內(nèi)密封油腔容積增加，形成局部真空，于是油液就通過(guò)配油盤(pán)的吸油窗口a進(jìn)入缸體中。在自上而下的半周內(nèi)，柱塞被斜盤(pán)推著逐漸向里縮回，使密封油腔容積減小，將液體從配油窗口b排出去。,缸體每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，完成一次吸油和一次壓油。,3.4 柱塞泵,3.4.2軸向柱塞泵,1.直軸式軸向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,柱塞行程,柱塞泵排量,實(shí)際 輸出流量,柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，當(dāng)柱塞數(shù)愈多，則脈動(dòng)率q

5、愈小。,3.4.2軸向柱塞泵,2.軸向柱塞泵的流量,斜盤(pán)有一傾角：,軸向柱塞泵的工作特點(diǎn),(2) 缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償。使缸體緊壓配流盤(pán)端面的作用力，除機(jī)械裝置或彈簧的推力外，還有柱塞孔底部臺(tái)階面上所受的液壓力，它比彈簧力大很多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受力緊貼著配油盤(pán)，就使端面間隙得到了補(bǔ)償。,(3) 滑履結(jié)構(gòu)。在柱塞頭部裝一滑履。滑履按靜壓原理設(shè)計(jì)，缸體中的壓力油經(jīng)柱塞球頭中間小孔流入滑履油室，致使滑履和斜盤(pán)間形成液體潤(rùn)滑，因此改善了接觸應(yīng)力。 使用這種結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵壓力可達(dá)32MPa以上，流量也可以很大。 (4) 軸向柱塞泵沒(méi)有自吸能力?？考釉O(shè)輔助設(shè)備，采用回程盤(pán)或

6、在每個(gè)柱塞后加返回彈簧，也可在柱塞泵前安裝一個(gè)輔助泵提供低壓油液強(qiáng)行將柱塞推出，以便吸油充分。,(1) 柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高。柱塞上開(kāi)設(shè)均壓槽，以保證軸孔的最小間隙和良好的同心度，使泄漏流量減小。,缸體,柱塞滑履組,配流盤(pán),變量機(jī)構(gòu),變量軸向柱塞泵中的主體部分大致相同，其變量機(jī)構(gòu)有各種結(jié)構(gòu)型式，有手動(dòng)、手動(dòng)伺服、恒功率、恒流量、恒壓變量等。,斜盤(pán)式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),三對(duì)磨擦副：柱塞與缸體孔，缸體與配流盤(pán)，滑履與斜盤(pán)。容積效率較高，額定壓力可達(dá)31.5MPa。 泵體上有泄漏油口。 傳動(dòng)軸是懸臂梁，缸體外有大軸承支承。 為減小瞬時(shí)理論流量的脈動(dòng)性，取柱塞數(shù)為奇數(shù)：5，7，9。,為防止

7、密閉容積在吸、壓油轉(zhuǎn)換時(shí)因壓力突變引起的壓力沖擊，在配流盤(pán)的配流窗口前端開(kāi)有減振槽或減振孔。,斜軸式無(wú)鉸軸向柱塞泵,工作原理與斜盤(pán)式軸向柱塞泵類似，只是缸體軸線與傳動(dòng)軸不在一條直線上，它們之間存在一個(gè)擺角，柱塞與傳動(dòng)軸之間通過(guò)連桿連接。傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)通過(guò)連桿撥動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制帶動(dòng)柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：柱塞受力狀態(tài)較斜盤(pán)式好，不僅可增大擺角來(lái)增大流量，且耐沖擊、壽命長(zhǎng)。,3.5 液壓泵的選用,按運(yùn)動(dòng)部件的形狀和運(yùn)動(dòng)方式分為齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵。 齒輪泵又分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵 葉片泵又分雙作用葉片泵，單作用葉片泵和凸輪轉(zhuǎn)子泵 柱塞泵又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵 按排量能否變

8、量分定量泵和變量泵。 單作用葉片泵，徑向柱塞泵和軸向柱塞泵可以作變量泵 按工作特點(diǎn)選用： 是否要求變量 要求變量選用變量泵。 工作壓力 柱塞泵的額定壓力最高。 工作環(huán)境 齒輪泵的抗污能力最好。 噪聲指標(biāo) 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵。 效率 軸向柱塞泵的總效率最高。,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，也是液壓系統(tǒng)的核心元件。合理地選擇液壓泵對(duì)于降低能耗、提高效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作十分重要。,3.5 液壓泵的選用,應(yīng)根據(jù)主機(jī)工況選擇用定量泵還是變量泵；,液壓泵選用原則,根據(jù)功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，確定液壓泵的結(jié)構(gòu)類型；,按系統(tǒng)的壓力、流量、性能、特點(diǎn)、價(jià)格確定規(guī)格型

9、號(hào)。,3.6 液壓馬達(dá),液壓馬達(dá)是一種把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)變裝置。,從能量互相轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)看，泵和馬達(dá)是統(tǒng)一體的矛盾著的兩個(gè)方面，它們可以依一定條件而變化。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即為泵，輸出壓力油（流量和壓力）；當(dāng)向其通入壓力油時(shí)，即為馬達(dá)，輸出機(jī)械能（扭矩和轉(zhuǎn)速）。,從工作原理上講，它們是可逆的，但由于用途不同，故在結(jié)構(gòu)上各有其特點(diǎn)。因此，在實(shí)際工作中大部分泵和馬達(dá)是不可逆的。,3.6 液壓馬達(dá),進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口； 葉片徑向放置，葉片底部設(shè)置有燕式彈簧； 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。,工作原理,3.6.1 葉片馬達(dá),3.6 液壓馬達(dá),進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的

10、泄油口； 葉片底部設(shè)置有燕式彈簧； 葉片徑向放置，葉片的傾角等于零； 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，能適應(yīng)較高頻率的換向。但泄漏大，低速時(shí)不夠穩(wěn)定。適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、機(jī)械性能要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。,應(yīng)用,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),3.6.1 葉片馬達(dá),3.6 液壓馬達(dá),結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是互逆的。 配流盤(pán)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 改變斜盤(pán)傾角，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 斜盤(pán)傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。,3.6.2 軸向柱塞馬達(dá),低速大扭矩馬達(dá)單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá),結(jié)構(gòu)原理 呈五星狀（或七星狀）的殼體內(nèi)均勻分布著柱塞缸。 柱塞與連桿鉸接，連

11、桿的另一端與曲軸偏心輪外圓接觸。高壓油進(jìn)入部分柱塞缸頭部，高壓油作用在柱塞上的作用力對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)中心形成轉(zhuǎn)矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。 曲軸為輸出軸。 配流軸隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)，各柱塞缸依次與高壓進(jìn)油和低壓回油相通（配流套不轉(zhuǎn)），保證曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 排量公式 v =d 2e z / 2 d 為柱塞直徑；e 為曲軸偏心距；z 為柱塞數(shù)。 應(yīng)用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，可以是殼體固定曲軸旋轉(zhuǎn)，也可以是曲軸固定殼體旋轉(zhuǎn)（可驅(qū)動(dòng)車輪或卷筒），但體積重量較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉(zhuǎn)速可達(dá)3 r/min。,低速大扭矩馬達(dá)多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá),結(jié)構(gòu)原理 殼體內(nèi)環(huán)由x 個(gè)導(dǎo)軌曲

12、面組成，每個(gè)曲面分為a、b兩個(gè)區(qū)段； 缸體徑向均布有z 個(gè)柱塞孔，柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動(dòng) ；,柱塞、滾輪組組成柱塞組件， a段導(dǎo)軌對(duì)柱塞組件的法向反力的切向分力對(duì)缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩； 配流軸圓周均布2x 個(gè)配流窗口，其中x 個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于a段，通高壓油，x 個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于b段，通回油（xz )； 輸出軸 ，缸體與輸出軸連成一體。,排量公式 v =（d 2/4）sxyz s 為柱塞行程； x 為作用次數(shù)； y 為柱塞排數(shù)； z 為每排柱塞數(shù) 。 應(yīng)用 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，徑向力平衡，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，能在低速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，普遍用于工程、建筑、起重運(yùn)輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機(jī)械中。,第3章 內(nèi)容小結(jié),一 泵、馬達(dá)的工作原理； 吸、排油原理密封容積的形成和變化 變量原理改變工作腔容積改變定子偏心、改變柱塞行程 二 基本參數(shù)概念； 三 液壓功率、液壓轉(zhuǎn)矩公式； 四 效率計(jì)算機(jī)械效率、容積效率； 五 泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析齒輪泵和葉片泵； 六 定量泵和變量泵的流量壓力特性，調(diào)整方法。,第3章內(nèi)容小結(jié),工作原理,變量原理,基本參數(shù),效率計(jì)算,流壓特性曲線 調(diào)整方法,流壓特性,限壓式變量泵,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析,