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01 柱塞泵的分类与特点 柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的变化来实现吸油和排油的。按柱塞的排列方向不同，分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两大类。 1.轴向柱塞泵的特点 轴向柱塞泵的柱塞是轴向安装，因而结构紧凑、径向尺寸小、转动惯量也小； 容积效率高，能在高速和高压下工作，因此广泛地应用于高压系统中； 通过变量机构改变柱塞泵斜盘倾角γ的大小和方向，控制柱塞往复行程的大小，从而改变泵的输出流量和吸排油方向； 泵的轴向尺寸大，轴向作用力也大。 2.径向柱塞泵的特点 柱塞在转子内是径向排列的，所以径向尺寸大，旋转惯性大，结构复杂；柱塞与定子为点接触，接触应力高； 配油轴受到径向不平衡力作用，易磨损，磨损后间隙不能补偿，泄漏大，故这种泵的工作压力、容积效率和泵的转速都比轴向柱塞泵低； 定子与转子偏心安装，改变偏心距的大小可改变泵的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用，有的径向柱塞泵的偏心距可从正值变到负值，改变偏心的方向，泵的吸油方向和排油方向也发生变化，成为双向径向柱塞变量泵； 由其特点所决定，径向柱塞泵广泛地用于低速、高压、大功率的拉床、插床和刨床的液压传动的主运动中。 02 轴向柱塞泵 轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两类。 1.斜盘式轴向柱塞泵 1.1 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 如图，斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。传动轴旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，油液经配油盘4上的配油窗口6吸入。柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口7向外排出。缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。改变斜盘的倾角γ，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的变量。 1.2 斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量计算 实际上，柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的。就柱塞数而言，柱塞数为奇数时的脉动率比偶数柱塞小，且柱塞数越多，脉动越小，故柱塞泵的柱塞数一般都为奇数，常取Z=7或Z=9。 1.3 斜盘式轴向柱塞的结构特点 斜盘式轴向柱塞泵有半轴结构与通轴结构之分：半轴结构泵的主要缺点之一是要采用大型滚柱轴承来承受斜盘施加给缸体的径向力，轴承寿命较低，转速受到限制，且噪声大，成本高。通轴结构泵的主轴采用了两端支承，斜盘通过柱塞作用在缸体上的径向力可以由主轴承受，因而取消了缸体外缘的大轴承，使转速得以提高;该泵无单独的配流盘，而是通过缸体和后泵盖端面直接配油。 端面间隙的自动补偿：使缸体紧压配流盘端面的作用力，除机械装置或弹簧作为预密封的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，此液压力比弹簧力大得多，而且随泵的工作压力增大而增大。由于缸体始终受液压力紧贴着配流盘，就使端面间隙得到了自动补偿。 滑靴的静压支撑结构：见下图，为防止磨损，一般轴向柱塞泵都在柱塞2头部装一滑靴3。滑靴3是按静压轴承原理设计的，缸体1中的压力油经过柱塞球头中间小孔5流入滑靴油室，使滑靴和斜盘4间形成液体润滑，改善了柱塞头部和斜盘的接触情况，有利于提高轴向柱塞泵的压力。 变量机构：见上图，变量机构由缸筒1，活塞2和伺服阀3组成。斜盘4通过拨叉机构与活塞2下端铰接，利用活塞2的上下移动来改变斜盘倾角γ 。当用手柄使伺服阀芯3向下移动时，上面的进油阀口打开，活塞也向下移动，活塞2移动时又使伺服阀上的阀口关闭，最终使活塞2自身停止运动。同理，当手柄使伺服阀芯3向上移动时，变量活塞向上移动。 2.斜轴式轴向柱塞泵 2.1 斜轴式轴向柱塞泵工作原理 传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角γ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过配流盘1上的窗口6和7现吸油和压油。 2.2 斜轴式轴向柱塞泵特点 与斜盘式泵相比较，斜轴式泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高可以有较高的设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角γ较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。目前，斜轴式轴向柱塞泵的使用相当广泛。 下图是A2F型柱塞泵结构图，供参考。 03 径向柱塞泵 1.径向柱塞泵工作原理 转子的中心与定子的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配流窗口，该配流窗口又分别通过所在部位的二个轴向孔与泵的吸、排油口连通。当转子按图示箭头方向旋转时，上半周的柱塞皆往外滑动，通过轴向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑动，通过配流盘向外排油。当移动定子，改变偏心量e的大小时，泵的排量就发生改变；因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵。为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱塞数。 径向柱塞泵结构较复杂，自吸能力差，并且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损。 2.径向柱塞泵流量计算 |
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