液压传动斜盘式向柱塞泵工作原理03共18页PPT资料
轴向柱塞泵工作原理
轴向柱塞泵工作原理之巴公井开创作轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的.当缸体轴线和传动轴轴线重合时,称为斜盘式轴向柱塞泵；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上,而成一个夹角γ时,称为斜轴式轴向柱塞泵.轴向柱塞泵具有结构紧凑,工作压力高,容易实现变量等优点.图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图.工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转,斜盘2和配油盘5是固定不动的.柱塞3均布于缸体4内, 柱塞的头部靠机械装置或在高压油作用下紧压在斜盘上.斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ.当传动轴按图示方向旋转时,柱塞一方面随缸体转动,另一方面,在缸体内作往复运动.显然,柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态,油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态,油液从配油盘的压油口b压出.缸体每转一周,每个柱塞完成吸、压油一次. 如果可以改变斜角γ的年夜小和方向,就能改变泵的排量和吸、压油的方向,此时即为双向变量轴向柱塞泵.在图3.28b(动画）中,当传动轴1在电念头的带动下转动时,连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动,同时连杆的正面带动活塞连同缸体一同旋转.配油盘5是固定不动的.如果斜角度γ的年夜小和方向可以调节,就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向,此时的泵为双向变量轴向柱塞泵.轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d,柱塞数为Z,柱塞中心分布圆直径为D, 斜盘倾角为γ,则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中,n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率.轴向柱塞泵的输出流量是脉动的.理论分析和实验研究标明, 当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小.从结构和工艺考虑,柱塞个数多采纳7或9.表3.3 流量脉动率与柱塞数Z的关系Z56789101112δq(%) 14轴向柱塞泵结构图3.30 滑靴的静压支承原理图1.柱塞2.滑靴3.斜盘（1）斜盘式轴向柱塞泵图3.29 是一种轴向柱塞泵的结构简图.传动轴8通过花键带动缸体6旋转.柱塞5(七个)均匀装置在缸体上. 柱塞的头部装有滑靴4,滑靴与柱塞是球铰连接,可以任意转动.由弹簧通过钢球和压板3将滑靴压靠在斜盘2上.这样,当缸体转动时,柱塞就可以在缸体中往复运动,完成吸油和压油过程.配油盘7与泵的吸油口和压油口相通,固定在泵体上.另外,在滑靴与斜盘相接触的部份有一个油室,压力油通过柱塞中间的小孔进入油室,在滑靴与斜盘之间形成一个油膜,起着静压支承作用,从而减少了磨损. 滑靴的静压支承原理如图3.30(动画）所示.这种泵的变量机构是手动的.转入手把1,通过丝杠螺母副可以改变斜盘的倾角,从而改变泵的输出流量.图3.31 A2F型斜轴式轴向柱塞泵1.主轴 2.轴承组 3.连杆柱塞副 4.缸体 5.泵体 6.球面配油盘 7.后盖 8.蝶形弹簧9.中心轴（2）斜轴式轴向柱塞泵图3.31 是一种斜轴式轴向柱塞泵的结构简图.这是一个定量泵.它由主轴l、轴承组2、连杆柱塞副3、缸体4、泵体5、球面配油盘6和后盖7等组成.由于缸相对主轴有一个倾角,故称斜轴泵.连杆3和中心轴9的两端都是球铰结构.中心轴支承着缸体.套在中心轴上的蝶形弹簧8将缸体压在配油盘上,保证了缸体在旋转时具有良好的密封性和自位性.当主轴旋转时,连杆与柱塞内壁接触,通过柱塞带动缸体旋转,同时连杆带动柱塞在缸体柱塞孔内作往复运动,使柱塞底部的密封容积发生周期性的变动,通过配油盘的吸、压窗口完成吸油和压油过程.这种泵的流量计算公式与斜盘式轴向柱塞泵的形式相同,只不外要用缸体轴线与主轴之间夹角取代斜盘倾角.时间：二O二一年七月二十九日。
轴向柱塞泵工作原理
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。
图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。
显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中，n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。
理论分析和实验研究表明，当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。
从结构和工艺考虑，柱塞个数多采用7或9。
表3.3流量脉动率与柱塞数Z的关系Z56789101112δq(%) 4.9814 2.537.8 1.53 4.98 1.02 3.45轴向柱塞泵结构图3.30 滑靴的静压支承原理图1.柱塞2.滑靴3.斜盘（1）斜盘式轴向柱塞泵图3.29是一种轴向柱塞泵的结构简图。
3《液压传动》液压泵
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1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 ※ 压油口缩小后，安装时注意不 能反转。
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作用在泵轴上的径向力，能使轴弯曲，从而引起齿顶与泵壳体 相接触，从而降低了轴承的寿命，这种危害会随着齿轮泵压力的提 高而加剧，所以应采取措施尽量减小径向不平衡力，其方法如下： (1) 缩小压油口的直径，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围 内，这样压力油作用于齿轮上的面积减小，因而径向不平衡力也就 相应地减小。 （2）增大泵体内表面与齿轮齿顶圆 的间隙，使齿轮在径向不平衡力作用 下，齿顶也不能和泵体相接触。 （3）开压力平衡槽，如图所示， 开两个压力平衡槽1和2分别与低、高 压油腔相通，这样吸油腔与压油腔相 对应的径向力得到平衡，使作用在轴 承上的径向力大大地减小。但此种方 法会使泵的内泄漏增加，容积效率降 低，所以目前很少使用此种方法。
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一、齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理
齿轮1、2的齿廓线（面）与壳体内 表面及前后端盖构成若干密封容积， 啮合线将高、低压腔隔离开来。 当齿轮按图示方向旋转时，下侧的轮 齿逐渐脱离啮合，其密封容积逐渐增 大，形成局部真空，油液在大气压力 的作用下从吸油口进入下部低压腔； 随着齿轮的转动，齿轮的齿谷把油液 从下侧带到上侧密封容积中，轮齿在 上侧进入啮合时，使上侧密封容积逐 渐减小，油液从上侧油高压腔将油液 排出。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮 泵不断地吸油和排油
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二、齿轮泵的排量和流量 1．排量与流量： 对于由一对齿数相等的齿轮组成的外啮 排量与流量： 合齿轮泵，其主轴旋转一周所排出的液体体积等于两齿轮轮齿 体积之和。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷容积是相同的。 这样，齿轮泵的几何排量等于一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积 之和。考虑到齿顶间隙的液体从排液腔仍被带回到吸油腔，不 参与排液，则齿轮泵的几何排量等于以齿顶圆为外径、以 (Z－ 2)m的圆为内径、高为齿轮宽度B的圆筒体积
柱塞泵设计与计算(斜盘式)
目录第1章绪论第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析3.1 柱塞运动学分析3.1.1柱塞行程s3.1.2柱塞运动速度v3.1.3柱塞运动加速度a3.2 滑靴运动分析3.3 瞬时流量及脉动品质分析3.3.1脉动频率3.3.2脉动率第4章柱塞受力分析与设计4.1 柱塞受力分析4.1.1 柱塞底部的液压力P b4.1.2 柱塞惯性力P g4.1.3 离心反力P l4.1.4 斜盘反力N4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力R和R4.1.6 摩擦力p i f和Rf4.2 柱塞设计4.2.1 4.2.2 4.2.3柱塞结构型式柱塞结构尺寸设计柱塞摩擦副比压P、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计5.1 滑靴受力分析5.1.1 5.1.2 5.1.3分离力P f压紧力P y力平衡方程式5.2 滑靴设计5.2.1剩余压紧力法5.2.2 最小功率损失法5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计5.3.1滑靴结构型式5.3.2结构尺寸设计第6章配油盘受力分析与设计6.1 配油盘受力分析6.1.1压紧力P y6.1.2分离力P f6.1.3力平横方程式6.2 配油盘设计6.2.1 过度区设计6.2.2 配油盘主要尺寸确定623 验算比压p、比功pv Avy r第7章缸体受力分析与设计7.1缸体地稳定性7.1.1压紧力矩M y7.1.2分离力矩M f7.1.3力矩平衡方程7.2 缸体径向力矩和径向支承7.2.1 径向力和径向力矩7.2.2 缸体径向力支承型式7.3 缸体主要结构尺寸的确定7.3.1 通油孔分布圆半径R'和面积F a7.3.2 缸体内、外直径D、D2的确定7.3.3 缸体高度H结论摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。
柱塞泵
机构。
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配油盘
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恒功率变量机构
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SCY14-1型轴向柱塞泵
变量机 构
斜盘
压盘 滑靴
缸体 配油盘
传动轴
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10SCY14-1B型轴向柱塞泵
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XB1型斜盘式轴向柱塞泵（通轴泵）
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二、斜轴式轴向柱塞泵
1、斜轴式轴向柱塞泵的工作 原理 密封工作腔由缸体孔、柱塞底 部、配流盘组成，由于缸体轴 线与传动轴有倾斜角度，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、压油。 吸油过程：柱塞伸出 →ΔV↑→p↓→吸油； 压油过程：柱塞缩回 →ΔV↓→p↑→压油。
2、缺点： (1)结构复杂，制造工艺高，价格贵； (2)自吸能力差，维修困难。
3、应用：用于高压、高转速的场合。
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四、柱塞泵与马达故障与排除
（一）轴向柱塞泵的安装、使用与维护 1、安装 ⑴ 泵的安装支架有足够刚度，管道过长要安装支架固定， 以防振动 ⑵ 泵与驱动机构联接采用弹性联轴节 ⑶ 泵体上的两个漏油口，有两种连接方法 ⑷ 作液压泵使用时，应用辅助泵低压供油 ⑸ 管道、元件必须保持清洁 ⑹ 压力油路设置滤油器 2、使用 ⑴ 检查轴的回转方向与排油管的连接是否正确可靠 ⑵ 从滤油口往泵体内满工作油
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⑶ 溢流阀调整压力不应调至最低值
⑷ 调整变量机构，作泵排量最低，作马达则最大
⑸ 先启动辅助泵，再启动主泵
⑹ 初用或长时放置后，应低压跑合
⑺ 调工作压力（溢流阀压力）
⑻ 工作压力与转速必须按铭牌上的规定
⑼ 检查漏油
⑽ 油温范围与推荐用油
3、检查与维护
⑴ 定期检查液压油
柱塞泵的工作原理
柱塞泵的工作原理引言概述：柱塞泵是一种常用的液压泵，广泛应用于工业领域。
它通过柱塞的往复运动来实现液体的输送。
本文将详细介绍柱塞泵的工作原理，包括其结构、工作过程以及应用。
正文内容：1. 柱塞泵的结构1.1 柱塞泵由柱塞、柱塞杆、泵体和阀门组成。
1.2 柱塞通过柱塞杆与泵体连接，形成一个密闭的腔体。
1.3 泵体内设有进、出口阀门，控制液体的流动方向。
2. 柱塞泵的工作过程2.1 进行吸液过程2.1.1 柱塞向后运动，腔体内形成负压。
2.1.2 进口阀门打开，液体被吸入腔体。
2.2 进行压液过程2.2.1 柱塞向前运动，腔体内形成正压。
2.2.2 出口阀门打开，液体被推出腔体。
2.3 循环进行吸液和压液过程，实现液体的连续输送。
3. 柱塞泵的优势3.1 高压力输出能力3.1.1 柱塞泵能够提供较高的压力输出，适合于高压液体输送。
3.1.2 可以满足工业生产中对压力的需求。
3.2 精确控制液体流量3.2.1 由于柱塞泵的往复运动，液体流量可精确控制。
3.2.2 可根据需求调整柱塞的运动速度和行程，实现流量的精确调节。
3.3 适合于各种液体3.3.1 柱塞泵适合于各种液体，包括高粘度液体和腐蚀性液体。
3.3.2 具有较好的适应性，可满足不同工况下的需求。
4. 柱塞泵的应用领域4.1 工业领域4.1.1 柱塞泵广泛应用于石油、化工、冶金等行业。
4.1.2 用于输送各种液体、压力测试等工艺。
4.2 农业领域4.2.1 柱塞泵可用于农田灌溉、农药喷洒等农业工作。
4.2.2 提高了农业生产效率和水资源的利用率。
4.3 汽车工业4.3.1 柱塞泵被广泛应用于汽车液压系统。
4.3.2 用于操控转向、制动等关键部件。
总结：柱塞泵通过柱塞的往复运动实现液体的输送。
其结构包括柱塞、柱塞杆、泵体和阀门。
工作过程包括吸液和压液过程，通过循环实现连续输送。
柱塞泵具有高压力输出能力、精确控制液体流量和适合于各种液体的优势。
广泛应用于工业、农业和汽车工业等领域。
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理【本期内容，由上海神农冠名播出】柱塞泵的结构组成柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分组成，并附有皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等组成。
01动力端(1)曲轴曲轴为此泵中关键部件之一。
采用曲拐轴整体型式，它将完成由旋转运动变为往复直线运动的关键一步，为了使其平衡，各曲轴柄销与中心成120°。
(2)连杆连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为柱塞的往复运动，其杆截面采取工字形，大头为剖分式，轴瓦采用对分薄壁瓦形式，小头瓦采用轴套式，并以其定位。
(3)十字头十字头连接摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞，它具有导向作用，它与连杆为闭式连接，与柱塞卡箍相连。
(4)浮动套浮动套固定在机座上，它一方面起隔绝油箱与污油池的作用，另一方面对十字头导杆起一个浮动支承点的作用，能提高运动密封部件的使用寿命。
(5)机座机座是安装动力端和连接液力端部分的受力构件，机座后部两侧有轴承孔，前部设有与液力端连接的定位销孔保证滑道中心与泵头中心的对中性，在机座的前部一侧设有放液孔，用来排放渗漏的液体。
2液力端(1)泵头泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头的侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。
(2)密封函密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。
(3)柱塞(4)进液阀和排液阀进、排液阀及阀座，适合输送黏度较大的液体的低阻尼、锥形阀结构，具有降低黏度的特点。
接触面有较高的硬度和密封性能，以保证进、排液阀具有足够的使用寿命。
3附属配套部分主要有止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀、压力表等。
(1)止回阀泵头排出的液体，通过低阻尼止回阀流人高压管道，液体反向流动时，止回阀关闭，阻尼高压液体流回泵体。
(2)稳压器泵头排出的高压脉动液体，经过稳压器后，变为较平稳的高压液体流动。
(3)润滑系统主要是由齿轮油泵从油箱中抽油，给曲轴、十字头等转动部位润滑。
柱塞泵设计与计算(斜盘式)教材
目录第1章绪论第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析3.1 柱塞运动学分析3.1.1 柱塞行程s3.1.2 柱塞运动速度v3.1.3 柱塞运动加速度a3.2 滑靴运动分析3.3 瞬时流量及脉动品质分析3.3.1 脉动频率3.3.2 脉动率第4章柱塞受力分析与设计4.1 柱塞受力分析4.1.1 柱塞底部的液压力Pb4.1.2 柱塞惯性力Pg4.1.3 离心反力Pl4.1.4 斜盘反力N4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P1和P24.1.6 摩擦力p1f和P2f4.2 柱塞设计4.2.1 柱塞结构型式4.2.2 柱塞结构尺寸设计4.2.3 柱塞摩擦副比压p、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计5.1 滑靴受力分析5.1.1 分离力Pf5.1.2 压紧力Py5.1.3 力平衡方程式5.2 滑靴设计5.2.1 剩余压紧力法5.2.2 最小功率损失法5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计5.3.1 滑靴结构型式5.3.2 结构尺寸设计第6章配油盘受力分析与设计6.1 配油盘受力分析6.1.1 压紧力Py6.1.2 分离力Pf6.1.3 力平横方程式6.2 配油盘设计6.2.1 过度区设计6.2.2 配油盘主要尺寸确定6.2.3 验算比压p、比功pv第7章缸体受力分析与设计7.1 缸体地稳定性7.1.1 压紧力矩My7.1.2 分离力矩Mf7.1.3 力矩平衡方程7.2 缸体径向力矩和径向支承7.2.1 径向力和径向力矩7.2.2 缸体径向力支承型式7.3 缸体主要结构尺寸的确定7.3.1 通油孔分布圆半径Rf ´和面积Fα7.3.2 缸体内、外直径D1、D2的确定7.3.3 缸体高度H结论摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。
柱塞泵工作原理
柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵的工作原理柱塞装在柱塞泵缸体中，沿轴向圆周均匀分布。
柱塞端部带有滑靴，由弹簧通过回程盘将其压紧在斜盘上，同时在弹簧力和工作油压力作用下，缸体被压向固定的配流盘。
配流盘上有两个腰形配流窗和，一个与泵壳体的吸油口相连，称进油窗口；另一个壳体的排油口相连，称排油窗口。
配流窗口之间的宽度应大于缸体底部通油口宽度，以防高低压腔串通。
轴向液压柱塞泵在工作中，主传动轴带动缸体转动。
由于斜盘具有倾角，当柱塞泵缸体转动时柱塞就在缸体的柱塞孔内作往复运动，完成液压泵的吸油压油过程。
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上，而成一个夹角丫时，称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。
图3.28a（动画）和图3.28b（动画）分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为Y。
当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。
显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角Y的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b（动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度Y的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
柱塞泵设计与计算(斜盘式)教材
目录第1章绪论第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析3.1 柱塞运动学分析3.1.1 柱塞行程s3.1.2 柱塞运动速度v3.1.3 柱塞运动加速度a3.2 滑靴运动分析3.3 瞬时流量及脉动品质分析3.3.1 脉动频率3.3.2 脉动率第4章柱塞受力分析与设计4.1 柱塞受力分析4.1.1 柱塞底部的液压力Pb4.1.2 柱塞惯性力Pg4.1.3 离心反力Pl4.1.4 斜盘反力N4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P1和P24.1.6 摩擦力p1f和P2f4.2 柱塞设计4.2.1 柱塞结构型式4.2.2 柱塞结构尺寸设计4.2.3 柱塞摩擦副比压p、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计5.1 滑靴受力分析5.1.1 分离力Pf5.1.2 压紧力Py5.1.3 力平衡方程式5.2 滑靴设计5.2.1 剩余压紧力法5.2.2 最小功率损失法5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计5.3.1 滑靴结构型式5.3.2 结构尺寸设计第6章配油盘受力分析与设计6.1 配油盘受力分析6.1.1 压紧力Py6.1.2 分离力Pf6.1.3 力平横方程式6.2 配油盘设计6.2.1 过度区设计6.2.2 配油盘主要尺寸确定6.2.3 验算比压p、比功pv第7章缸体受力分析与设计7.1 缸体地稳定性7.1.1 压紧力矩My7.1.2 分离力矩Mf7.1.3 力矩平衡方程7.2 缸体径向力矩和径向支承7.2.1 径向力和径向力矩7.2.2 缸体径向力支承型式7.3 缸体主要结构尺寸的确定7.3.1 通油孔分布圆半径Rf ´和面积Fα7.3.2 缸体内、外直径D1、D2的确定7.3.3 缸体高度H结论摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。
柱塞泵设计与计算(斜盘式)
目录绪论斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数斜盘式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析柱塞运动学分析柱塞行程s柱塞运动速度v柱塞运动加速度a滑靴运动分析瞬时流量及脉动品质分析脉动频率脉动率柱塞受力分析与设计柱塞受力分析柱塞底部的液压力P b柱塞惯性力P g离心反力P l斜盘反力N柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P1和P2摩擦力p1f和P2f柱塞设计柱塞结构型式柱塞结构尺寸设计柱塞摩擦副比压p、比功pv验算滑靴受力分析与设计滑靴受力分析分离力P f压紧力P y力平衡方程式滑靴设计剩余压紧力法最小功率损失法滑靴结构型式与结构尺寸设计滑靴结构型式结构尺寸设计配油盘受力分析与设计配油盘受力分析压紧力P y分离力P f力平横方程式配油盘设计过度区设计配油盘主要尺寸确定验算比压p、比功pv缸体受力分析与设计缸体地稳定性压紧力矩M y分离力矩M f力矩平衡方程缸体径向力矩和径向支承径向力和径向力矩缸体径向力支承型式缸体主要结构尺寸的确定通油孔分布圆半径R f´和面积Fα缸体内、外直径D1、D2的确定缸体高度H结论摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。
关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体AbstractThe inclined dish type and axial pump with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capacity type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots these two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is light, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on.Key words the inclined dish pillar pump slippery boot crock body第1章绪论近年来，容积式液压传动的高压化趋势，使柱塞泵尤其轴向柱塞泵的采用日益广泛。
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
斜盘式轴向柱塞泵是一种液力传动装置，它的工作原理是通过某些结构的变化来实现位移的物理过程。
这里以斜盘式轴向柱塞泵为例，介绍其工作原理。
斜盘式轴向柱塞泵主要有斜盘、柱塞和安全环三大部分组成，斜盘、柱塞并列，安全环围绕在斜盘两侧，整个结构构成了斜面和活塞室。
安全环的两端之间的间隙可以控制安全环的内外压力，这决定了柱塞的位移。
工作时，泵的外部压力将安全环向斜面压缩，这将导致活塞室体积变小，此时活塞室内的介质就会因为内外压差而向安全环外压缩，使柱塞向斜面活动，以致斜面活塞室体积发生变化，同时柱塞室内也会有相同体积的变化。
斜面活塞室内外压力发生变化，引起介质流动，从而实现泵的运行。
当安全环外压力变小，柱塞就会往相反方向移动，从而实现泵的运行。
斜盘式轴向柱塞泵的实际应用效果良好，它的特点是体积小，重量轻，运行噪音小，运行稳定性高，可靠性高，性能参数适宜，易于安装使用，并且使用寿命长等。
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理是通过安全环的内外压力变化来
控制斜面活塞室的体积变化，以实现泵的运行。
斜盘式轴向柱塞泵的优越性能也使它得以广泛应用于各行各业，比如石油、化工、水处理、食品、医药、航空航天、电力、船舶、汽车等。
- 1 -。
轴向柱塞泵工作原理
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵；当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。
图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。
显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中，n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。
理论分析和实验研究表明，当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。
从结构和工艺考虑，柱塞个数多采用7或9。
表3.3流量脉动率与柱塞数Z的关系Z56789101112δq(%) 4.9814 2.537.8 1.53 4.98 1.02 3.45轴向柱塞泵结构图3.30 滑靴的静压支承原理图1.柱塞2.滑靴3.斜盘（1）斜盘式轴向柱塞泵图3.29是一种轴向柱塞泵的结构简图。
柱塞泵工作原理和分类
电机招聘专家柱塞泵工作原理和分类柱塞泵工作原理柱塞泵的工作原理：当电动机带动传动轴旋转时，泵缸与柱塞一同旋转，柱塞头永远保持与斜盘接触，因斜盘与缸体成一角度，因此缸体旋转时，柱塞就在泵缸中做往复运动。
它从0°转到180°，即转到上面柱塞的位置，柱塞缸容积逐渐增大，因此液体经配油盘的吸油口a吸人油缸；而该柱塞从180°转到360°时，柱塞缸容积逐渐减小，因此油缸内液体经配油盘的出口排出液体。
只要传动轴不断旋转，泵便不断地工作。
一、径向柱塞泵径向柱塞泵是将柱塞径向排列在缸体内，缸体由原动机带动连同柱塞一起转动，周期性改变密闭容积的大小，达到吸、排油的目的。
二、轴向柱塞泵1.结构和原理轴向柱塞泵是将多个柱塞轴向配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵，轴向柱塞泵有两种形式，直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缸式），如图2－22a所示的为直轴式轴向柱塞泵的工作原理，这种泵主要由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。
柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。
斜盘与缸体轴线倾斜一角度γ，柱塞靠机械装置或低压油作用下压紧在斜盘上（图中为弹簧），配油盘2和斜盘4固定不转，当原动机通过传动轴使缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。
如图2－22a中所示回转方向，当缸体转角在π～2π范围内，柱塞向外伸出，柱塞底部的密封工作容积增大，通过配油盘的吸油窗口吸油；在0～π范围内，柱塞被斜盘推入缸体，使密封容积减小，通过配油盘的压油窗口压油。
缸体每转一周，每个柱塞各完成吸、压油一次，如改变斜盘倾角γ，可改变液压泵的排量，改变斜盘倾角方向，就能改变吸油和压油的方向，成为双向变量泵。
电机招聘专家2.排量和流量计算：D：分布圆直径 d:柱塞直径 z:柱塞数柱塞泵-高压泵，对元件的精度要求高，制造成本高3.柱塞泵特点：（1）柱塞和缸体配合间隙容易控制，密封性好，容积斜率高0.93-0.95。
液压泵工作原理
液压泵工作原理解读Devin外观K3V系列a 1 a 2 P i2P m2 前泵调节器 后泵调节器前泵 后泵中间连接 齿轮泵B 3a 3基本构成泵工作原理图泵工作原理恒流量和交叉控制电磁比例控制 先导控制 负流量控制 低压回路泵工作原理K3V泵是变量斜盘式轴向柱塞泵，泵输出流量通过调节器调节斜盘角度，改变其输出流量。
控制方式主要包括：先导控制负流量控制电磁比例控制恒功率和交叉控制在实际工作过程中，这几种控制方式同时作用，来控制泵的输出流量。
只是在不同的工况下，其中之一或之二其主要作用，其它控制方式起辅助作用。
为了便于理解，下面单独一一介绍：先导控制P=0mpa由于柱塞泵自吸能力较差，顾在开始工作时，首先通过先导控制，让先导液压油流入柱塞泵调节器，增大斜盘角度，提高其自吸能力。
直到系统压力达到负流量控制工作压力，先导控制停止工作。
负流量控制基本原理负流量控制简图（仅用于帮助理解）：假设在一个完整的液压系统回油油路上增加一个节流孔并并联一个设定溢流压力的溢流阀。
将节流孔前压力信号通过油路反馈到变量泵，情况一：当设备无动作或者动作较小时，执行元件（油缸或马达）不需要或仅需要少量油液，多余油液需要流回油箱，但是由于节流孔的存在，造成节流孔前压力升高:当压力开始升高时，高压信号反馈到变量泵，在泵内油液作用下，泵斜盘角度开始变小，泵输出流量降低；情况二：当设备进行多个复合动作时，执行元件需要大量油液供给，仅有少量或无油液流回液压油箱，此时节流孔前压力降低：当压力开始降低时，低压信号反馈到变量泵，在泵内弹簧力及油液的作用下，泵斜盘角度开始变大，泵输出流量增加；反馈压力与输出流量总是反方向的关系，即负流量控制；负流量控制当执行元件不工作时，负流量控制最强，随着执行元件工作幅度的增大或者进行复合动作，负流量控制逐渐被其他控制方式所取代，变为辅助控制，由于阀芯存在内泄，负流量控制不会完全消失。
（工作时间段：从泵开始工作到进入恒功率控制之间）恒流量控制阀芯伺服控制阀芯负流量控制私服活塞负流量控制；如上图Pi即为负流量控制，当反馈高压信号时，伺服活塞阀芯右移，油液通过伺服阀芯流入伺服活塞左腔，伺服活塞右移，斜盘角度变小，泵流量降低；当反馈低压信息时，伺服活塞阀芯左移，油液通过伺服阀芯流入伺服活塞右腔，伺服活塞左移，斜盘角度变大，泵流量升高。
液压柱塞泵工作原理
液压柱塞泵工作原理
1.吸油阶段：当泵体内的活塞向后移动，与出油腔连接的球阀关闭，
与进油腔连接的球阀打开。
此时，柱塞后腔与泵腔之间形成负压区域，油
液从进油口进入泵腔。
2.驱动柱塞向前移动：进油阶段结束后，活塞向前移动，与进油腔连
接的球阀关闭，与出油腔连接的球阀打开。
柱塞后腔的压力迅速升高，推
动液体从出油口流出，同时驱动柱塞向前移动。
3.柱塞达到最大行程：当柱塞向前移动到一定位置时，柱塞副内的开
关板打开，此时泵腔与出油腔之间相通，高压液体从出油口进入马达，马
达开始转动。
4.重复上述步骤：柱塞到达最大行程后，活塞开始向后移动，进油腔
连接的球阀打开，使得进油腔重新进入液体，同时出油腔连接的球阀关闭。
随后再次进行吸油、驱动柱塞向前移动、柱塞达到最大行程等步骤，循环
进行，实现连续的液压传动。
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液压支承力F0 压紧力FP
摩擦力…
由于液压支承力F0和压紧力 Fp大小及作用点随角度变化 而变化，使得配流盘受力难
以平衡，两力的合力将产生
倾覆力矩，因此通常采用剩 余压紧力法设计配流盘结构。
1-配流窗口 2-内密封带 3-外密封带 4-辅助支承面 5-泄油口
流体传动及控制研究所
斜盘式柱塞泵工作原理 配流盘过渡区设计
学术交流
斜盘式轴向柱塞泵工作原理
汇报人：张清润 时间：2014.03.20
流体传动及控制研究所
斜盘式柱塞泵工作原理 轴向柱塞泵的分类
斜轴式轴向柱塞泵
斜盘式轴向柱塞泵
流体传动及控制研究所
斜盘式柱塞泵工作原理 斜盘式轴向柱塞泵的分类
直柱塞斜盘式轴向柱塞泵
斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵
为了保证密封，配油盘吸、 排油槽的间隔角应该等于或 略大于缸体底部腰形孔所对 应的中心角。
柱塞在偏离上、下死点位 置时，柱塞在缸孔中的往复 运动会使工作容积发生变化， 容易产生压力冲击。
非对称型配流盘 带卸荷槽或阻尼孔的非对称
配流盘
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斜盘式柱塞泵工作原理 配流盘和缸体的自位结构
单个柱塞的瞬时流量为
qv'
4
d 2D
8
d 2Dt
tan
sin
t
整个泵的瞬时流量是位于压油区的几个柱塞瞬时流量的总和。显
然呈脉动变化。不同柱塞数目的脉动率见下表。
柱塞数z
5 6 7 8 9 10 11 12
脉动率σ(%) 4.98 14 2.53 7.8 1.53 4.98 1.02 3.45
由于柱塞倾斜使其行程变大排量增加流量增加 有利于减小配流盘直径，降低缸体配流面运动的线速度，使pv值变小 柱塞的离心力有一个沿着柱塞回程方向的分力，从而有助于柱塞的回程 柱塞运动学、动力学特性及发生显著变化，流量脉动略差，制造难度增大
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斜盘式柱塞泵工作原理 斜盘式柱塞泵的结构特点
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从表中可以看出，当柱塞数目为奇数时，脉动率较小，故工程上 一般取z=7或z=9
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斜盘式柱塞泵的结构与工作原理及变量
潘存云教授研制
斜盘式柱塞泵工作原理 滑靴及回程机构
流体传动及控制研究所
斜盘式柱塞泵工作原理 柱塞的受力分析
离心力 Fl 液压力Fp 轴向惯性力Fg 摩擦力F1F2 斜盘的垂直反力N
泵的加工、装配误差可能造成缸体端面与配流盘不平行。对通轴 式斜盘泵来讲，主轴的挠曲变形也有可能造成缸体倾斜。为了使缸体 和配流盘能很好贴紧，在结构上可采用自位措施，使配流表面能自动 适应缸体端而的微量倾斜。
球面配流 浮动缸体 浮动式配流盘
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Байду номын сангаас
斜盘式柱塞泵工作原理
流体传动及控制研究所
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斜盘式柱塞泵工作原理 滑靴的受力分析
液压支承力N 离心力 Fh1 摩擦力Fμ 压紧力FN
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斜盘式柱塞泵工作原理 滑靴的两种设计思想
静压支承原理 剩余压紧力原理
静压支承滑靴存在以下问题：
滑靴上作用力计算不准； 离心力作用使得滑靴倾斜，油膜外厚里薄； 启动/停止及冲击载荷工况下油膜无法稳定
γ
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d
斜盘式柱塞泵工作原理
斜盘式柱塞泵的排量与流量
已知柱塞数目z、直径d，分 布圆直径D，斜盘倾斜角γ， 转速n，效率ηv。 当缸体旋转一周时，泵的 总排量为
s
θ D
V d 2Lz d 2D(tan )z
4
4
γ
泵输出的实际流量为
qv
4
d
2 D (tan
由斜盘、柱塞、缸体、配流轴等组成。 传动轴与缸体的轴线倾斜 一个角度γ。缸体由轴带动旋转，斜盘和配流轴固定不动，在底部弹簧 的作用下，柱塞头部始终紧贴斜盘。
斜盘式柱塞泵的工作原理
当传动轴带动缸体旋转时，由于斜盘和弹簧的共同作用，柱塞在孔内 作往复移动，使柱塞孔底部密封容积不断发生增大和缩小的变化，通过 配流盘上的窗口实现吸油和压油。改变倾角γ的大小可以实现变量 。
形成； 阻尼孔制造困难，容易堵塞； 无法改善倾覆力矩造成的滑靴偏磨
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斜盘式柱塞泵工作原理 剩余压紧力原理
使得滑靴底部的液压支 承力平衡掉压紧力的 95%左右，剩余压紧力 保证活滑靴不脱开。
由于存在泄漏，能形成 一定的润滑条件。
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斜盘式柱塞泵工作原理 配流盘的受力分析
) znv
L
行程
瞬时输油量不是常数，而是按正弦规律变化。
s D tan D cost tan D (1 cost) tan
2
2
2
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斜盘式柱塞泵工作原理
将位移方程对时间求导得柱塞的瞬时移动速度
v ds D t tan sin t
dt 2