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軸向柱塞泵的工作原理
點擊次數：546 發布時間：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。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機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,當原動機通過傳動軸使缸體轉動時,由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內作往復運動,并通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。如圖3-23中所示回轉方向,當缸體轉角在π～2π范圍內,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,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寬度l應稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度l1。但不能相差太大,否則會發生困油現象。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結,當傳動軸轉動時,通過萬向鉸鏈、連桿使柱塞和缸體一起轉動,并迫使柱塞在缸體中作往復運動,借助配油盤進行吸油和壓油。這類泵的優點是變量范圍大,泵的強度較高,但和上述直軸式相比,其結構較復雜,外形尺寸和重量均較大。軸向柱塞泵的優點是:結構緊湊、徑向尺寸小,慣性小,容積效率高,目前zui高壓力可達40.0MPa,甚至更高,一般用于工程機械、壓力機等高壓系統中,但其軸向尺寸較大,軸向作用力也較大,結構比較復雜。 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,所以當柱塞數為z時,軸向柱塞泵的排量為： V=πd2Dtanγz/4 （3-29） 設泵的轉數為n,容積效率為ηv則泵的實際輸出流量為： V=πd2Dtanγz nηv/4 （3-30） 實際上,由于柱塞在缸體孔中運動的速度不是恒速的,因而輸出流量是有脈動的,當柱塞數為奇數時,脈動較小,且柱塞數多脈動也較小,因而一般常用的柱塞泵的柱塞個數為7、9或11。 3.軸向柱塞泵的結構特點 （1）典型結構。圖3-24所示為一種直軸式軸向柱塞泵的結構。柱塞的球狀頭部裝在滑履4內，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動。在排油過程中借助斜盤2推動柱塞作軸向運動；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,由于滑履4貼緊在斜盤表面上,柱塞在隨缸體旋轉的同時在缸體中作往復運動。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配油盤7與泵的進出口相通的。隨著傳動軸的轉動,液壓泵就連續地吸油和排油。 （2）變量機構。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構的工作原理。 ①手動變量機構。如圖3-24所示,轉動手輪1,使絲杠12轉動,帶動變量活塞11作軸向移動（因導向鍵的作用,變量活塞只能作軸向移動,不能轉動）。通過軸銷10使斜盤2繞變量機構殼體上的圓弧導軌面的中心（即鋼球中心）旋轉。從而使斜盤傾角改變,達到變量的目的。當流量達到要求時,可用鎖緊螺母13鎖緊。這種變量機構結構簡單,但操縱不輕便,且不能在工作過程中變量。 ②伺服變量機構。圖3-25所示為軸向柱塞泵的伺服變量機構,以此機構代替圖3-24所示軸向柱塞泵中的手動變量機構，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單向閥α進入變量機構殼體的下腔d,液壓力作用在變量活塞4的下端。當與伺服閥閥芯1相連結的拉桿不動時（圖示狀態）,變量活塞4的上腔g處于封閉狀態,變量活塞不動,斜盤3在某一相應的位置上。當使拉桿向下移動時,推動閥芯1一起向下移動,d腔的壓力油經通道e進入上腔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;當拉桿帶動伺服閥閥芯向上運動時,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的擺動,使傾斜角減小,泵的流量也隨之相應地減小。由上述可知,伺服變量機構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現變量的。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構以外,軸向柱塞泵還有很多種變量機構。如:恒功率變量機構、恒壓變量機構、恒流量變量機構等,這些變量機構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
1、變量柱塞泵V，以*設計斜盤變化角度功能，廣泛應用于各種場所。
2、變量柱塞泵V特殊設計，在全壓力區內，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.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廣泛應用于工具機,機床,鍛壓,朔膠成型機。
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 | 壓力調整范圍 | 旋轉方向（從軸端看） | 軸心型式 | 配管方向 | 電磁閥電壓 |
| 變量柱塞泵 | 參照規格表 | 請點擊這里 | 參照規格表 | R:順時針方向 L:逆時針方向（特殊品） | 無標記:平鍵 S:花鍵特殊品） | 無標記：左右出油 B：后端出油 （特殊品） | 無標記： 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規格表
| 型 號 | zui高使用壓力MPa | 排量 | 無負荷時之流量（?/min） | 壓力調整范圍MPa | 轉速 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25PMa，長時間工作壓力應在14PMa以內。