柱塞泵

§3-4柱塞泵柱塞泵：利用柱塞在泵缸体内作直线往复运动，使柱塞与泵壁间形成的密闭容积发生改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。其原理类似注射器，但是结构却比注射器的复杂的多而且能提供的压力也更大。柱塞泵的种类按照柱塞轴线和缸体轴线的相对位置：径向柱塞泵：柱塞轴线垂直于缸体轴线，柱塞沿径向运动。轴柱塞向泵：柱塞轴线平行于缸体轴线，柱塞沿轴向运动。•轴向式径向式一、斜盘式轴向柱塞泵1.典型结构轴向柱塞泵缸体配流盘2.工作原理轴向柱塞泵工作动画–缸体均布Z个柱塞孔，分布圆直径为D–柱塞滑履组柱塞直径为d–斜盘相对传动轴倾角为γ–配流盘–传动轴21tan4VdzD21tan4VqdzDn3、轴向柱塞泵的排量与流量计算4、轴向柱塞泵的流量脉动率由于柱塞在缸体孔中的运动速度不均匀，所以轴向柱塞泵的流量也是脉动的。柱塞数越多且为奇数时，流量脉动率越小，所以一般轴向柱塞泵的柱塞数常取奇数（如7、9或11）。5.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点轴向柱塞泵结构紧凑、容积效率高、压力高（可达40Mpa甚至更高），通常用于工程机械、压力机等高压液压系统中。•三对磨擦副：柱塞与缸体柱塞孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。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，容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。•泵内压油腔的高压油经三对摩擦副的间隙泄露到缸体与泵体之间的空间后，再经泵体上方的泄漏油口直接引回油箱，这就可保证泵体内的油液为零压，而且可随时将热油带走，保证泵体内的油液不致过热！•传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。•为减小瞬时理论流量的脉动性，柱塞数为奇数：5，7，9。•为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力突变引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽或减振孔。二、斜轴式无铰轴向柱塞泵•工作原理:与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不在一条直线上，它们之间存在一个摆角β，柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复运动。•特点：柱塞受力状态较斜盘式好，不仅可增大摆角来增大流量，且耐冲击、寿命长。二、斜轴式无铰轴向柱塞泵三、径向柱塞泵结构–缸体均布有八个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。–柱塞其头部滑履与定子内圆接触。–定子与缸体存在偏心。不动–配流轴不动–传动轴1.结构特点：定子不动缸体（转子）转动偏心距e配油轴（不动）衬套（与缸体紧配合）2.原理三、径向柱塞泵V=（πd2/2）eze——定子与转子的偏心距z——柱塞数三、径向柱塞泵由于径向柱塞泵有不平衡的径向液压力，配流轴与衬套之间的间隙不能自动补偿，泄漏较大，限制了其压力的提高。径向柱塞泵径向柱塞泵•改变偏心距可以改变排量•可以实现多泵同轴串联•配流轴配流，配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使径向力得到平衡，容积效率较高。•柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。结构特点径向柱塞泵•径向柱塞泵与轴向柱塞泵相比，效率较低，径向尺寸大，转动惯量大，自吸能力差，且配流轴向受到径向不平衡液压力的作用，易磨损，这些限制了转速和压力的提高，故应用范围较小。径向柱塞泵与轴向柱塞泵相比的优缺点柱塞泵配流方式•柱塞泵的配流方式：•1、阀配流：缸体不动•2、轴配流：缸体转动的径向泵•3、配流盘配流：缸体转动的轴向泵3.5液压泵的性能比较与选用液压泵的选用原则是否要求变量径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。工作压力柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa，高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达21MPa。工作环境齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。效率轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。