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1、3.4 柱塞泵,柱塞泵是依靠柱塞在缸體中的往復運動，使密封工作容積發(fā)生變化，來實現(xiàn)吸、排油的。,與葉片泵相比較，軸向柱塞泵的特點為：,（1）密封性好，容積效率高，工作壓力高； （2）易于變量； （3）流量范圍大； （4）對油污染敏感； （5）濾油精度要求高； （6）加工工藝復雜、價格高。,3.4 柱塞泵,柱塞泵按柱塞排列方式分為：,徑向柱塞泵,軸向柱塞泵,軸向柱塞泵分為：,斜盤式,斜軸式,分類：,3.4 柱塞泵,按柱塞的排列和運動方式的不同分 軸向柱塞泵 徑向柱塞泵,軸向柱塞泵,柱塞的軸線和傳動軸的軸線平行,徑向柱塞泵,柱塞的軸線和傳動軸的軸線垂直,軸向柱塞泵按其結構不同可分為斜盤式和斜軸式兩
2、大類，目前我國生產(chǎn)的三個基本系列為CY14-1型、ZB型、Z*B型,并且結構上容易實現(xiàn)無級變量等優(yōu)點。 不論在國防工業(yè)，民用工業(yè)都廣泛得到應用，一般在液壓系統(tǒng)若需高壓時，均用它來發(fā)揮作用，如龍門刨床、拉床、液壓機、起重機械等設備的液壓系統(tǒng)。,3.4 柱塞泵,缸體 均布有五七個柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。 柱塞 其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。 定子 與缸體存在偏心。 配流軸 傳動軸,3.4.1徑向柱塞泵,1.徑向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,配流軸配流，因配流軸上與吸、壓油窗口對應的方向開有平衡油槽，使液壓徑向力得到平衡，容積效率較高。 柱塞頭部裝有滑履，滑履與定子內(nèi)圓為面接觸，接觸面比壓
3、很小。 可以實現(xiàn)多泵同軸串聯(lián)，液壓裝置結構緊湊。 改變定子相對缸體的偏心距可以改變排量，且變量方式多樣。,排量,流量,由于柱塞在缸體中移動的速度是變化的，各個柱塞在缸中移動的速度也不相同，所以徑向柱塞泵的瞬時流量是脈動的。 柱塞數(shù)為奇數(shù)要比柱塞數(shù)為偶數(shù)時的瞬時流量脈動小得多，因此，徑向柱塞泵的柱塞數(shù)為奇數(shù)，且大于等于3。,3.4.1徑向柱塞泵,2.徑向柱塞泵的特點、排量及流量計算,圖3-18 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 1傳動軸 2斜盤 3柱塞 4缸體 5配流盤,缸體直接安裝在傳動軸上，通過斜盤使柱塞相對缸體往復運動。壓力和功率較小者，以柱塞的球端直接與斜盤做點接觸；壓力和功率較大者，柱塞通常
4、是通過滑履與斜盤接觸。,依靠柱塞在缸體內(nèi)作往復運動，使得密封油腔容積變化而實現(xiàn)吸油和壓油,當傳動軸帶著缸體和柱塞一起旋轉時（圖示逆時針），柱塞在缸體內(nèi)作往復運動，在自下而上回轉的半周內(nèi)，柱塞逐漸向外伸出，使缸體內(nèi)密封油腔容積增加，形成局部真空，于是油液就通過配油盤的吸油窗口a進入缸體中。在自上而下的半周內(nèi)，柱塞被斜盤推著逐漸向里縮回，使密封油腔容積減小，將液體從配油窗口b排出去。,缸體每轉動一周，完成一次吸油和一次壓油。,3.4 柱塞泵,3.4.2軸向柱塞泵,1.直軸式軸向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,柱塞行程,柱塞泵排量,實際 輸出流量,柱塞數(shù)為奇數(shù)時，脈動較小，當柱塞數(shù)愈多，則脈動率q
5、愈小。,3.4.2軸向柱塞泵,2.軸向柱塞泵的流量,斜盤有一傾角：,軸向柱塞泵的工作特點,(2) 缸體端面間隙的自動補償。使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機械裝置或彈簧的推力外，還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力，它比彈簧力大很多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受力緊貼著配油盤，就使端面間隙得到了補償。,(3) 滑履結構。在柱塞頭部裝一滑履?；陌挫o壓原理設計，缸體中的壓力油經(jīng)柱塞球頭中間小孔流入滑履油室，致使滑履和斜盤間形成液體潤滑，因此改善了接觸應力。 使用這種結構的軸向柱塞泵壓力可達32MPa以上，流量也可以很大。 (4) 軸向柱塞泵沒有自吸能力?？考釉O輔助設備，采用回程盤或
6、在每個柱塞后加返回彈簧，也可在柱塞泵前安裝一個輔助泵提供低壓油液強行將柱塞推出，以便吸油充分。,(1) 柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高。柱塞上開設均壓槽，以保證軸孔的最小間隙和良好的同心度，使泄漏流量減小。,缸體,柱塞滑履組,配流盤,變量機構,變量軸向柱塞泵中的主體部分大致相同，其變量機構有各種結構型式，有手動、手動伺服、恒功率、恒流量、恒壓變量等。,斜盤式軸向柱塞泵的結構特點,三對磨擦副：柱塞與缸體孔，缸體與配流盤，滑履與斜盤。容積效率較高，額定壓力可達31.5MPa。 泵體上有泄漏油口。 傳動軸是懸臂梁，缸體外有大軸承支承。 為減小瞬時理論流量的脈動性，取柱塞數(shù)為奇數(shù)：5，7，9。,為防止
7、密閉容積在吸、壓油轉換時因壓力突變引起的壓力沖擊，在配流盤的配流窗口前端開有減振槽或減振孔。,斜軸式無鉸軸向柱塞泵,工作原理與斜盤式軸向柱塞泵類似，只是缸體軸線與傳動軸不在一條直線上，它們之間存在一個擺角，柱塞與傳動軸之間通過連桿連接。傳動軸旋轉通過連桿撥動缸體旋轉，強制帶動柱塞在缸體孔內(nèi)作往復運動。 特點：柱塞受力狀態(tài)較斜盤式好，不僅可增大擺角來增大流量，且耐沖擊、壽命長。,3.5 液壓泵的選用,按運動部件的形狀和運動方式分為齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵。 齒輪泵又分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵 葉片泵又分雙作用葉片泵，單作用葉片泵和凸輪轉子泵 柱塞泵又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵 按排量能否變
8、量分定量泵和變量泵。 單作用葉片泵，徑向柱塞泵和軸向柱塞泵可以作變量泵 按工作特點選用： 是否要求變量 要求變量選用變量泵。 工作壓力 柱塞泵的額定壓力最高。 工作環(huán)境 齒輪泵的抗污能力最好。 噪聲指標 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵。 效率 軸向柱塞泵的總效率最高。,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，也是液壓系統(tǒng)的核心元件。合理地選擇液壓泵對于降低能耗、提高效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作十分重要。,3.5 液壓泵的選用,應根據(jù)主機工況選擇用定量泵還是變量泵；,液壓泵選用原則,根據(jù)功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，確定液壓泵的結構類型；,按系統(tǒng)的壓力、流量、性能、特點、價格確定規(guī)格型
9、號。,3.6 液壓馬達,液壓馬達是一種把液壓能轉變?yōu)闄C械能的一種能量轉變裝置。,從能量互相轉換的觀點看，泵和馬達是統(tǒng)一體的矛盾著的兩個方面，它們可以依一定條件而變化。當電動機帶動其轉動時，即為泵，輸出壓力油（流量和壓力）；當向其通入壓力油時，即為馬達，輸出機械能（扭矩和轉速）。,從工作原理上講，它們是可逆的，但由于用途不同，故在結構上各有其特點。因此，在實際工作中大部分泵和馬達是不可逆的。,3.6 液壓馬達,進出油口相等，有單獨的泄油口； 葉片徑向放置，葉片底部設置有燕式彈簧； 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。,工作原理,3.6.1 葉片馬達,3.6 液壓馬達,進出油口相等，有單獨的
10、泄油口； 葉片底部設置有燕式彈簧； 葉片徑向放置，葉片的傾角等于零； 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。,轉動慣量小，反應靈敏，能適應較高頻率的換向。但泄漏大，低速時不夠穩(wěn)定。適用于轉矩小、轉速高、機械性能要求不嚴格的場合。,應用,結構特點,3.6.1 葉片馬達,3.6 液壓馬達,結構特點 軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達是互逆的。 配流盤為對稱結構。 改變斜盤傾角，不僅影響馬達的轉矩，而且影響它的轉速和轉向。 斜盤傾角越大，產(chǎn)生的轉矩越大，轉速越低。,3.6.2 軸向柱塞馬達,低速大扭矩馬達單作用連桿型徑向柱塞馬達,結構原理 呈五星狀（或七星狀）的殼體內(nèi)均勻分布著柱塞缸。 柱塞與連桿鉸接，連
11、桿的另一端與曲軸偏心輪外圓接觸。高壓油進入部分柱塞缸頭部，高壓油作用在柱塞上的作用力對曲軸旋轉中心形成轉矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。 曲軸為輸出軸。 配流軸隨曲軸同步旋轉，各柱塞缸依次與高壓進油和低壓回油相通（配流套不轉），保證曲軸連續(xù)旋轉。 排量公式 v =d 2e z / 2 d 為柱塞直徑；e 為曲軸偏心距；z 為柱塞數(shù)。 應用 結構簡單，工作可靠，可以是殼體固定曲軸旋轉，也可以是曲軸固定殼體旋轉（可驅動車輪或卷筒），但體積重量較大，轉矩脈動，低速穩(wěn)定性較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉速可達3 r/min。,低速大扭矩馬達多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達,結構原理 殼體內(nèi)環(huán)由x 個導軌曲
12、面組成，每個曲面分為a、b兩個區(qū)段； 缸體徑向均布有z 個柱塞孔，柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動 ；,柱塞、滾輪組組成柱塞組件， a段導軌對柱塞組件的法向反力的切向分力對缸體產(chǎn)生轉矩； 配流軸圓周均布2x 個配流窗口，其中x 個窗口對應于a段，通高壓油，x 個窗口對應于b段，通回油（xz )； 輸出軸 ，缸體與輸出軸連成一體。,排量公式 v =（d 2/4）sxyz s 為柱塞行程； x 為作用次數(shù)； y 為柱塞排數(shù)； z 為每排柱塞數(shù) 。 應用 轉矩脈動小，徑向力平衡，啟動轉矩大，能在低速下穩(wěn)定運轉，普遍用于工程、建筑、起重運輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機械中。,第3章 內(nèi)容小結,一 泵、馬達的工作原理； 吸、排油原理密封容積的形成和變化 變量原理改變工作腔容積改變定子偏心、改變柱塞行程 二 基本參數(shù)概念； 三 液壓功率、液壓轉矩公式； 四 效率計算機械效率、容積效率； 五 泵的結構特點分析齒輪泵和葉片泵； 六 定量泵和變量泵的流量壓力特性，調整方法。,第3章內(nèi)容小結,工作原理,變量原理,基本參數(shù),效率計算,流壓特性曲線 調整方法,流壓特性,限壓式變量泵,結構特點分析,
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