轴向柱塞泵工作原理

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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

Z56789101112

δq(%) 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。传动轴8通过花键带动缸体6旋转。柱塞5(七个)均匀安装在缸体上。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分有一个油室，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。转动手把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3.31A2F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化，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，只不过要用缸体轴线与主轴之间夹角代替斜盘倾

角。