轴向柱塞泵的介绍

　　轴向柱塞泵

　　柱塞泵按柱塞的排列方向不同，分为径向往塞柱塞泵和轴向柱塞泵两类。径向柱塞泵的柱塞与缸体中心线垂直，轴向柱塞泵的柱塞都平行于缸体中心线。

　　轴向柱塞泵除了柱塞轴向排列外，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成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。斜盘式轴向柱寨泵根据轴是否贯穿斜盘又分为通轴式轴向柱塞泵和非通轴式轴向柱塞泵两种。

　　1.工作原理

　　(1)斜轴式轴向柱塞泵 图3-16所示为斜轴式轴向柱塞泵的工作原理。当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2的侧面带动柱塞连同缸体一同旋转，同时，连杆2推动柱塞3在缸体4中作往复运动，使柱塞孔底部的密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过固定不动的平面配流盘5上的窗口a、b进行吸油、压油。若改变缸体的倾斜角度γ，就可改变泵的排量；若改变缸体的倾斜方向，就可成为双向变量轴向往塞泵。

　　(2)斜盘式轴向柱塞泵 图3-17所示为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理。它由斜盘1、柱塞2、缸体3和配流盘4等零件组成。斜盘与缸体间有一倾斜角γ。斜盘和配流盘固定不动，柱塞在底部弹簧和油压力的作用下，其头部始终保持与斜盘紧密接触。当缸体由传动轴带动旋转时，在斜盘、弹簧和液压油压力的共同作用下，迫使柱塞在缸体内作往复运动，这样各柱塞与缸体间的密封容积便发生增大或缩小的变化。密封容积增大时，通过配流窗口a吸油；减小时，通过配流窗口b压油。缸体每转一转，每个柱塞各完成一次吸油和压油，缸体连续旋转，柱塞则不断的吸油和压油。

　　如果改变斜盘倾角γ的人小，就能改变柱塞行程，也就改变了泵的排量；如果改变斜盘倾角γ的方向，就能改变吸、压油的方向，此时就成为双向变量轴向柱塞泵。

　　2.排量和流量计算

　　如图3-18所示，当缸体旋转一周时，柱塞的形成L为

　　L=Dtanγ

　　缸体转一周时，泵的排量V为

　　V=π/4d2ZDtanγ

　　泵的实际输出流量为

　　q=π/4d2ZDtanγnηv

　　式中，d为柱塞直径；D为缸体上柱塞空的分不愿直径；γ为斜盘倾斜角；Z为柱塞个数；n为电动机转速；ηv为柱塞泵的容积效率。

　　3.结构特点

　　如图3-19所示为常用的一种斜盘式轴向柱塞泵的典型结构，它可分为两大部分：右边的主体部分和左边的变量部分。

　　滑履；2-回程盘；3-销轴；4-斜盘；5-变量活塞；6-螺杆；7-手轮；8-钢球；9-大轴承；10-缸体；

　　11-中心弹簧；12-传动轴；13-配油盘；14-前轴承；15-前泵体；16-中间泵体；17-柱塞

　　(1)主体部分 主体部分由装在中间泵体16内的缸体10和配油盘13等组成，缸体10与传动轴12通过花键连接，在缸体的轴向柱塞孔内各装有一个柱寨17。柱塞17的头部和滑履1以球铰连接，中心弹簧11一方面通过钢球8和回程盘2将各个滑履压向斜盘,使滑履始终紧贴于斜盘4上，不会出现脱空现象并带动柱塞回程，使柱塞在吸油区正常外伸实现吸油；另一方面，它将缸体压在配油盘上，以保证泵启动时的密封性。

　　由于斜盘4是固定不动的，滑履1随柱塞17高速转动，故滑履1相对于斜盘4作高速相对运动，因此会产生很大的磨损。为了减少这种磨损，将柱塞中心和滑履中心均加工出小孔，将压力油经小孔引到滑履底部油室，起到液体静压支承作用，实现可靠的润滑，这样大大降低了相对运动零件表面的磨损，有利于泵在高压下工作。值得说明的是，柱塞中心和滑履中心的小孔容易堵塞。

　　缸体通过大轴承9支承在中间泵体上，这样斜盘通过柱塞作用在缸体上的径向力由大轴承承受，使轴不受弯矩，井改善了缸体的受力状态，从而保证缸体端面与配油盘更好地线触。

　　正常工作时，处于压油区柱塞孔底部的压力油和中心弹簧将缸体紧压在配油盘上，而且随累的工作压力增大而增大，实现端面间隙的自动补偿，减少了泄漏，提高了容积效率。

　　(2)变量机构 在变量轴向往塞泵中均设有专门的变量机构，用来改变斜盘倾角γ的人小，以调节泵的排量，轴向往塞泵的变量方式有手动、伺服、压力补偿等多种形式。图3-19所示为手动变量机构，其工作原理是：转动手轮7，使螺杆6转动，因导向键的作用，变量活塞5不能转动，只能上下移动，通过销轴3使支承在变量壳体上的斜盘4绕其中心转动，从而改变斜盘倾角，也就改变了泵的排量。

　　图3-20（a）所示为轴向柱塞泵的伺服变量机构，以此机构代替图3-19所示的轴向柱塞泵中的手动变量机构，就成为手动伺服变量泵。其工作原理为：泵输出的高压油由通道经单向阀口进入变量机构壳体5的下腔d，液压力作用在变量活塞4的下端。当与伺服阀阀心1相连接的拉杆不动时(图示状态)，变量活塞4的上腔g处于封闭状态，变量活塞不动，斜盘3在某一相应的位置上，当拉杆向下移动时，推动阀芯1一起向下移动，d腔的液压油经通道e进入上腔g。由于变量活塞上端的有效面积大于下端的有效面积，向下的液压力大于向上的液压力，故变累活塞4也随之向下移动，直到将通道e的油口封闭为止。变量活塞的移动量等于拉杆的位移量。当变量活塞向下移动时，通过轴销带动斜盘3摆动，斜盘倾斜角增加，泵的输出流量随之增加；当拉杆带动伺股阀阀芯向上运动时，阀芯将通道f打开，上腔g通过卸压通道f接通油箱而卸压，变量活塞向上移动，直到阀芯将卸压通道关闭为止。它的移动量也等于拉杆的移动量。这时斜盘也被带动作相应的摆动，使倾斜角减小，泵的流量也随之相应的减小。

　　图3-20(b)所示为该伺服机构的工作原理。由以上可知，伺服变量机构是通过操纵液压伺服阀动作，利用泵输出的液压油推动变量活塞来实现变量的。故加在拉杆上的力很小，控制灵敏。拉杆可用手动式或机械方式操作，斜盘可以倾斜±18o，放在工作过程中泵的吸压油方向可以变换，因而这种泵可作成双向变量泵。

　　除了以上介绍的两种变量机构外，轴向柱塞泵还有很多种变量机械。如恒压变量和恒功率变量机构等。