轴向柱塞泵和轴向柱塞马达ppt课件

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由于形成油膜，完全平衡型静压支承摩擦力很小， 可以避免磨损，但泄漏量较大。不完全平衡型静压 支承则基本无泄漏，但由于壁面并不完全脱离接触， 液体摩擦和固体摩擦并存，摩擦力稍大，且仍存在 磨损的危险性。不完全平衡型静压支承在液压技术 中被广泛采用。 静压支承可以做成各种形式，但不论他的形式如何 ，至少有一个油腔且油腔内的有压油液须从包围油 腔的壁缝泄漏，通常这个壁缝称为节流边，油腔内 的油液压力和节流边内的压力产生的力即为承载能 力。
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集中返回弹簧装在传动轴的部分中空的孔中，它一
方面通过钢球、回程盘将滑靴压向斜盘，其反作用
力通过套筒将缸体压向配流盘，以保证缸底和配流
盘之间的初始密封。配流盘介于缸体和前泵盖之间，
其作用是通过配流盘上的两个腰形窗口将柱塞底部
的密封工作腔与前泵盖上的进出油口沟通。变量机
构的作用是通过控制斜盘的倾角控制柱塞的行程达
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L
3
4A 5 隔墙 A A
D d
γ
a
b
A
隔墙
1-斜盘 2-柱塞 3-缸体 4-传动轴 5-配流盘
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图3-4-2为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理图。柱塞 安放在缸体上均布的缸孔之中（缸体上一般均布着 7～9个缸孔），配流盘两腰形槽的对称线与斜盘的 上死点（此时柱塞全部伸出）和下死点（此时柱塞 全部缩回）的连线在一个平面上。在柱塞的底部由 柱塞、缸孔和配流盘形成了多个密封工作腔，由于 配流盘隔墙的分隔作用这些工作腔一部分通过配流 盘左边的腰形槽与吸油口相通；一部分通过配流盘 右边的腰形槽与排由口相通；还一部分处在左右腰 形槽之间的过渡区间。
4
d 2rZ sin
4
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斜轴泵的流量Q
Q qn
d 2rZnsin
4
式中 L——柱塞行程；
D——柱塞分塞直径；
z——柱塞数；
n——转速；
α——传动轴与缸体夹角。
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三.斜盘式轴向柱塞泵的常见结构 轴向柱塞泵的结构形式种类较多。我国较早自行研 制的有斜盘泵CY（3—40）和ZB（3—41）两大系 列，它们均属于半轴式轴向柱塞泵。目前在工程机 械等领域广泛应用着的还有Sundstarand（3—42）、 Dynapower（3—43）、A4V（3—44）等，属于通 轴式轴向柱塞泵。下面介绍常见的轴向柱塞泵的结 构。
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1.CY14—1B型轴向柱塞泵
1
23
45
67
γ
10
98
1-变量机构 2-斜盘 3-回程盘 4-缸体 5-柱塞 6-传动轴 7-配流 盘 8-预紧及集中返回弹簧 9-滑靴 10-缸体外大轴承
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如图3-4-3所示。CY14—1B型轴向柱塞泵外观上由 前泵体、后泵体和泵盖（或变量机构）三部分组成。 传动轴将原动机的动力输入，通过花键驱动缸体旋 转，缸体上一般开有7～9个柱塞缸孔，每个缸空中 均装有一个柱塞，柱塞泵就是靠柱塞底端密封工作 腔容积的变化工作的。柱塞的另一端为球头结构， 它与滑靴上的球窝铰接在一起。在工作时滑靴将贴 在斜盘上滑动。为了保证滑靴在工作时不脱离斜盘 表面和柱塞泵吸油时柱塞向外伸出，将滑靴套入回 程盘的的对应的孔中，并通过集中返回弹簧的弹簧
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在弹簧力的作用下，柱塞线外伸出，柱塞底部的密 封空间增大形成真空，油箱中的液体在大气压力的 推动之下经过吸有管路、吸油口、配流盘右侧的腰 形窗口进入密封空间，填补真空，当柱塞运动之上 死点密封空间达到最大值，吸油结束。由于柱塞泵 油多个柱塞且在缸体圆周上是均布的，所以在任意 瞬时配流盘的左侧和右侧腰形槽均有密封工作腔存 在，于是当缸体连续旋转时，泵就可以连续的吸油 和排油了。
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二.轴向柱塞泵的流量计算
1.斜盘泵的流量计算
1）斜盘泵的排量
由3-4-2可知转子转动一周所有的柱塞所形成的密 封工作腔都进行了一次吸油和一次排油。柱塞由上 死点运动至下死点完成一次排油。设柱塞的直径为 d、柱塞的分布圆直径为D、斜盘的倾斜角度为γ， 则由上死点到下死点时柱塞相对于缸孔运动的行程 L为
轴向柱塞泵与轴向 柱塞马达
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通常把利用柱塞底部密封空间工作的液压泵称 为柱塞泵。柱塞泵根据柱塞与转子的位置关系分为 两大类，一类柱塞的轴线与转子的轴线一致，称为 轴向柱塞泵；一类柱塞沿转子的半径方向布置，称 之为径向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑、单位功率体积小、 重量轻、工作压力高、容易实现变量和变量方式多 等优点，轴向柱塞泵的缺点是对油液污染较敏感、 对油液清洁度要求较高、对材质和加工精度要求亦 较高、使用和维护要求比较严、价格昂贵。
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斜盘
传动轴 柱塞 缸体 配流盘
传动轴
斜盘 柱塞 缸体 配流盘
(a)
a-斜盘式轴向柱塞泵
(b)
b-斜轴式轴向柱塞泵
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斜盘式轴向柱塞泵根据传动轴是否穿过斜盘分 为通轴式和半轴式（又称非通轴式），穿过斜盘的 称为通轴式轴向柱塞泵；没有穿过斜盘的称为半轴 式轴向柱塞泵。
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二.轴向柱塞泵的工作原理 1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
一个青铜衬板与缸制配流盘组成一对摩擦副。 变量泵采用两个直径相等的变量缸推动斜盘，由于 变量斜盘支承在滚动轴承上，而且变量缸直径较大， 故变量机构操纵压力较低。变量缸中的弹簧，当发 动机熄火时，可使斜盘自动回零，使泵在零偏角下 启动，保证了车辆的安全。该泵的额定压力和最高 压力分别为21Mpa和35Mpa。
柱塞的行程由斜盘的倾斜角度γ决定，γ的大小发生 变化，则泵的排量发生变化，柱塞泵就成为变量泵
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2.斜轴式轴向柱塞泵的工作原理
斜轴式轴向柱塞泵的柱塞通过连杆与交接盘（主轴
法兰）铰接，并由于连杆的强制作用使柱塞产生往
复运动。
5a 4
32
1
α
排油腔
5b
吸油腔
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如图3-4-3所示，法兰传动轴1为输入轴，轴的前端做成法 兰盘状，盘上有Z个球窝（Z为柱塞数），均布在同一个 圆周上，用以支承连杆2的球头，并用压板与法兰盘连在 一起形成球铰，连杆2的另一端球头铰接在柱塞4上，柱塞 装在缸体3的柱塞缸孔中。
4) ZB泵结构对称能够逆转，可以作为液压马达使 用。CY14—1泵不能逆转，不能作液压马达使用。
3.SUNDSTRAND轴向柱塞泵（图3-4-6）
该泵为通轴式轴向柱塞泵，其缸体由支承在两个滚 子轴承上的传动轴驱动，泵的后端装有辅助泵，用 于操纵变量机构和系统补油（该泵可用于闭式系 统）。缸体采用钢基孔内镶铜套，配流盘端面2附4 加
轴向柱塞泵广泛应用于在工程机械、船舶甲板 机械、冶金设备、火炮和空间技术等领域。
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一.轴向柱塞泵的分类
按配流方式轴向柱塞泵分为阀式配流轴向柱塞 泵和配流盘配流轴向柱塞泵量（又称为端面配流轴 向柱塞泵）大类。
配流盘配流的轴向柱塞泵根据结构特点又分为 斜盘式和斜轴式两类。
斜盘式指传动轴轴线与缸体轴线一致，与圆盘 轴线倾斜；斜轴式指传动轴轴线与圆盘轴线一致， 与缸体轴线倾斜。
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当传动轴带动缸体按图示方向旋转时，柱塞一方面 随着缸体作圆周运动，一方面在斜盘和柱塞底部弹 簧力的作用之下向对于缸体作直线往复运动。柱塞 由上死点向下死点运动过程中，处在配流盘的左半 部，在斜盘的强制作用下柱塞向缸孔内缩回，柱塞 底部的密封空间收缩，于是一部分液体被强制通过 缸孔底部的小腰形槽、配流盘左边腰形漕和排油口 排出，这就是排由过程。当住塞运动至下死点时， 密封工作腔达到了最小值，排油结束。随着缸体的 旋转，柱塞又由下死点向上死点运动。
L D tan
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排量q为
q L 1 d 2Z 1 d 2 DZ tan
4
4
2）斜盘泵的理论流量Q为
Q qn d 2 DZn tan
4
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2. 斜轴泵的流量计算
1） 斜轴泵的排量q
由3-4-3可以看出 ，转子转动一周，每一柱塞的排 油行程L均为
L 2r sin
所以，斜轴泵的排量为
q d 2LZ
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斜盘 柱塞
缸体外大轴承 缸体
T
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2.ZB型轴向柱塞泵（图3-4-5）
5
6
7
8 9 10
11 12 13
14
4
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16
3
17
18 19
2
20
21
22
1
23
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ZB型轴向柱塞泵的结构基本与CY14—1型轴向柱 塞泵相似，两种结构的不同点是：
1）ZB泵的外观由泵体和后泵盖（或变量机构）两 部分组成，因而结构较紧凑。CY14—1B泵的泵体 分为前泵体和后泵体两部分，泵体与配流盘表面接 触处平面的加工工艺性较好。
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五.斜盘泵主要零件分析 斜盘泵通常有滑靴与斜盘、柱塞与缸孔和缸底与配 流盘三对主要的摩擦副，它们也是泵的易损部位。 下面对这三个摩擦副的结构进行分析。 1.滑靴与斜盘
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（1）静压支承的概念 静压支承是在摩擦副中引入外加有压油液，在摩擦 面上产生一个与负载相反的力，如果这个力与负载 相平衡，那么摩擦副之间可以形成油膜而使壁面完 全不接触。如果液压反力小于负载，虽然不能使壁 面之间形成油膜而使壁面之间脱离接触，但由于壁 面之间的粗糙度可以渗入有压液体，不仅使压紧力 大为减小，而且能起润滑作用从而改善工作条件。 前者称为完全平衡型静压支承，后者称为不完全平 衡型静压支承。
2）ZB泵的传动轴由轴套和芯轴两部分组成，此结 构非常适合发动机驱动液压泵这种震动较大驱动方 式，因而在工程机械上应用较为广泛。CY14—1B 泵传动轴为整体式结构。
3）ZB泵通过安装在传动轴输入端的弹簧将缸体拉 向配流盘，保证缸底与配流盘的密封，并且缸2体3 与
配流盘之间的预紧力可以调节；在传动轴另一端的 集中返回弹簧保证滑靴贴在斜盘上滑动，另外也对 缸底和配流盘的密封起辅助作用。CY14—1B泵无预 紧弹簧，集中返回弹簧不仅保证滑靴不脱离斜盘表 面，还保证缸体对配流盘的预紧力。