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軸向柱塞泵的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：579 發(fā)布時間：2011-8-2
軸向柱塞泵 1.軸向柱塞泵的工作原理軸向柱塞泵是將多個柱塞配置在一個共同缸體的圓周上,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵V13R10X有兩種形式,直軸式（斜盤式）和斜軸式（擺缸式）,如圖3-23所示為直軸式軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體由缸體1、配油盤2、柱塞3和斜盤4組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上（圖中為彈簧）,配油盤2和斜盤4固定不轉(zhuǎn),當(dāng)原動機(jī)通過傳動軸使缸體轉(zhuǎn)動時,由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動,并通過配油盤的配油窗口進(jìn)行吸油和壓油。如圖3-23中所示回轉(zhuǎn)方向,當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在π～2π范圍內(nèi),柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容積增大,通過配油盤的吸油窗口吸油;在0～π范圍內(nèi),柱塞被斜盤推入缸體,使缸孔容積減小,通過配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周,每個柱塞各完成吸、壓油一次,如改變斜盤傾角,就能改變柱塞行程的長度,即改變液壓泵的排量,改變斜盤傾角方向,就能改變吸油和壓油的方向,即成為雙向變量泵。配油盤上吸油窗口和壓油窗口之間的密封區(qū)寬度l應(yīng)稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度l1。但不能相差太大,否則會發(fā)生困油現(xiàn)象。一般在兩配油窗口的兩端部開有小三角槽,以減小沖擊和噪聲。斜軸式軸向柱塞泵的缸體軸線相對傳動軸軸線成一傾角,傳動軸端部用萬向鉸鏈、連桿與缸體中的每個柱塞相聯(lián)結(jié),當(dāng)傳動軸轉(zhuǎn)動時,通過萬向鉸鏈、連桿使柱塞和缸體一起轉(zhuǎn)動,并迫使柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動,借助配油盤進(jìn)行吸油和壓油。這類泵的優(yōu)點(diǎn)是變量范圍大,泵的強(qiáng)度較高,但和上述直軸式相比,其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,外形尺寸和重量均較大。軸向柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小,慣性小,容積效率高,目前zui高壓力可達(dá)40.0MPa,甚至更高,一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)中,但其軸向尺寸較大,軸向作用力也較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 2.軸向柱塞泵V13R10X的排量和流量計算見圖3-23,柱塞的直徑為d,柱塞分布圓直徑為D,斜盤傾角為γ時,柱塞的行程為s=Dtanγ,所以當(dāng)柱塞數(shù)為z時,軸向柱塞泵的排量為： V=πd2Dtanγz/4 （3-29） 設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n,容積效率為ηv則泵的實(shí)際輸出流量為： V=πd2Dtanγz nηv/4 （3-30） 實(shí)際上,由于柱塞在缸體孔中運(yùn)動的速度不是恒速的,因而輸出流量是有脈動的,當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時,脈動較小,且柱塞數(shù)多脈動也較小,因而一般常用的柱塞泵的柱塞個數(shù)為7、9或11。 3.軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）典型結(jié)構(gòu)。圖3-24所示為一種直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)。柱塞的球狀頭部裝在滑履4內(nèi)，以缸體作為支撐的彈簧9通過鋼球推壓回程盤3，回程盤和柱塞滑履一同轉(zhuǎn)動。在排油過程中借助斜盤2推動柱塞作軸向運(yùn)動；在吸油時依靠回程盤、鋼球和彈簧組成的回程裝置將滑履緊緊壓在斜盤表面上滑動,彈簧9一般稱之為回程彈簧,這樣的泵具有自吸能力。在滑履與斜盤相接觸的部分有一油室,它通過柱塞中間的小孔與缸體中的工作腔相連,壓力油進(jìn)入油室后在滑履與斜盤的接觸面間形成了一層油膜,起著靜壓支承的作用,使滑履作用在斜盤上的力大大減小,因而磨損也減小。傳動軸8通過左邊的花鍵帶動缸體6旋轉(zhuǎn),由于滑履4貼緊在斜盤表面上,柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)的同時在缸體中作往復(fù)運(yùn)動。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配油盤7與泵的進(jìn)出口相通的。隨著傳動軸的轉(zhuǎn)動,液壓泵就連續(xù)地吸油和排油。 （2）變量機(jī)構(gòu)。由式（3-32）可知,若要改變軸向柱塞泵的輸出流量,只要改變斜盤的傾角,即可改變軸向柱塞泵的排量和輸出流量,下面介紹常用的軸向柱塞泵的手動變量和伺服變量機(jī)構(gòu)的工作原理。 ①手動變量機(jī)構(gòu)。如圖3-24所示,轉(zhuǎn)動手輪1,使絲杠12轉(zhuǎn)動,帶動變量活塞11作軸向移動（因?qū)蜴I的作用,變量活塞只能作軸向移動,不能轉(zhuǎn)動）。通過軸銷10使斜盤2繞變量機(jī)構(gòu)殼體上的圓弧導(dǎo)軌面的中心（即鋼球中心）旋轉(zhuǎn)。從而使斜盤傾角改變,達(dá)到變量的目的。當(dāng)流量達(dá)到要求時,可用鎖緊螺母13鎖緊。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,但操縱不輕便,且不能在工作過程中變量。 ②伺服變量機(jī)構(gòu)。圖3-25所示為軸向柱塞泵的伺服變量機(jī)構(gòu),以此機(jī)構(gòu)代替圖3-24所示軸向柱塞泵中的手動變量機(jī)構(gòu)，就成為手動伺服變量泵。其工作原理為：泵輸出的壓力油由通道經(jīng)單向閥α進(jìn)入變量機(jī)構(gòu)殼體的下腔d,液壓力作用在變量活塞4的下端。當(dāng)與伺服閥閥芯1相連結(jié)的拉桿不動時（圖示狀態(tài)）,變量活塞4的上腔g處于封閉狀態(tài),變量活塞不動,斜盤3在某一相應(yīng)的位置上。當(dāng)使拉桿向下移動時,推動閥芯1一起向下移動,d腔的壓力油經(jīng)通道e進(jìn)入上腔g。由于變量活塞上端的有效面積大于下端的有效面積,向下的液壓力大于向上的液壓,故變量活塞4也隨之向下移動,直到將通道e的油口封閉為止。變量活塞的移動量等于拉桿的位移量、當(dāng)變量活塞向下移動時,通過軸銷帶動斜盤3擺動,斜盤傾斜角增加,泵的輸出流入隨之增加;當(dāng)拉桿帶動伺服閥閥芯向上運(yùn)動時,閥芯將通道f打開,上腔g通過卸壓通道接通油箱而壓,變量活塞向上移動, 直到閥芯將卸壓通道關(guān)閉為止。它的移動量也等于拉桿的移動量。這時斜盤也被帶動作相應(yīng)的擺動,使傾斜角減小,泵的流量也隨之相應(yīng)地減小。由上述可知,伺服變量機(jī)構(gòu)是通過操作液壓伺服閥動作,利用泵輸出的壓力油推動變量活塞來實(shí)現(xiàn)變量的。故加在拉桿上的力很小,控制靈敏。拉桿可用手動方式或機(jī)械方式操作,斜盤可以傾斜±18°,故在工作過程中泵的吸壓油方向可以變換,因而這種泵就成為雙向變量液壓泵。除了以上介紹的兩種變量機(jī)構(gòu)以外,軸向柱塞泵還有很多種變量機(jī)構(gòu)。如:恒功率變量機(jī)構(gòu)、恒壓變量機(jī)構(gòu)、恒流量變量機(jī)構(gòu)等,這些變量機(jī)構(gòu)與軸向柱塞泵的泵體部分組合就成為各種不同變量方式的軸向柱塞泵,在此不一一介紹。
變量柱塞泵V特點(diǎn)
1、變量柱塞泵V，以*設(shè)計斜盤變化角度功能，廣泛應(yīng)用于各種場所。
2、變量柱塞泵V特殊設(shè)計，在全壓力區(qū)內(nèi)，保持低噪音功能。
3、變量柱塞泵V由多種控制方式整合，能形成系統(tǒng).變量柱塞泵V具有省能源、小型化、低成本功能。
4、變量柱塞泵V功率損失小，減低油溫上升，可選配較小型油箱。
5、變量柱塞泵V廣泛應(yīng)用于工具機(jī),機(jī)床,鍛壓,朔膠成型機(jī)。
變量柱塞泵V型號說明
| V | 15 | A | 4 | R | S | B | -D2 |
| 系列編號 | 排量 | 控制方式 | 壓力調(diào)整范圍 | 旋轉(zhuǎn)方向（從軸端看） | 軸心型式 | 配管方向 | 電磁閥電壓 |
| 變量柱塞泵 | 參照規(guī)格表 | 請點(diǎn)擊這里 | 參照規(guī)格表 | R:順時針方向 L:逆時針方向（特殊品） | 無標(biāo)記:平鍵 S:花鍵特殊品） | 無標(biāo)記：左右出油 B：后端出油 （特殊品） | 無標(biāo)記： 不需要電磁閥的形式 D2： DC24V A25：220V/50HZ A15：110V/50HZ |
| 備注：軸芯 V15：ø19.05；V23、V38：ø22.23；V50、V70：ø31.75 | |||||||
變量柱塞泵V規(guī)格表
| 型 號 | zui高使用壓力MPa | 排量 | 無負(fù)荷時之流量（?/min） | 壓力調(diào)整范圍MPa | 轉(zhuǎn)速 rpm | 重量（kg） | ||
| ml/rev. | 1500rpm | 1800rpm | zui低 | zui高 | 法蘭型 | |||
| V15 | 25 | 15.0 | 22.5 | 27.0 | 1:8-70 2:15-140 3:20-210 4:20-250 | 1800 | 500 | 13 |
| V18 | 17.8 | 26.7 | 32.0 | |||||
| V23 | 23.0 | 34.5 | 41.4 | 22 | ||||
| V25 | 21 | 25 | 37.5 | 45 | ||||
| V38 | 25 | 37.8 | 56.7 | 68.0 | 26 | |||
| V42 | 21 | 42 | 63 | 76 | ||||
| V50 | 51.5 | 77.2 | 92.7 | 55 | ||||
| V70 | 69.7 | 104.5 | 125.4 | 56 | ||||
變量柱塞泵V規(guī)格表之備注
ø變量柱塞泵V50通常情況下用變量柱塞泵V70替代，若必須用變量柱塞泵V50時，需特殊定貨。
ø變量柱塞泵V50、變量柱塞泵V70瞬時壓力可達(dá)25PMa，長時間工作壓力應(yīng)在14PMa以內(nèi)。