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1、軸向柱塞泵工作原理
軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的。當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線重合時(shí),稱為斜盤式軸向柱塞泵;當(dāng)缸體軸線和傳動(dòng)軸軸線不在一條直線上,而成一個(gè)夾角γ時(shí),稱為斜軸式軸向柱塞泵。軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊,工作壓力高,容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)。
圖3.28a(動(dòng)畫)和圖3.28b(動(dòng)畫)分別為斜盤式和斜軸式軸向柱塞泵的工作原理圖。工作原理
斜盤式軸向柱塞泵由傳動(dòng)軸1帶動(dòng)缸體4旋轉(zhuǎn),斜盤2和配油盤5是固定不動(dòng)的。柱塞3均布于缸體4內(nèi), 柱塞的頭部靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下緊壓在斜盤上。斜盤法線和缸體軸線的夾角為γ。當(dāng)傳動(dòng)軸按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí),柱塞一方面隨缸體轉(zhuǎn)動(dòng),另一方面,在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。顯
2、然,柱塞相對(duì)缸體左移時(shí)工作容腔是壓油狀態(tài),油液經(jīng)配油盤的吸油口a吸入;柱塞相對(duì)缸體右移時(shí)工作容腔是壓油狀態(tài),油液從配油盤的壓油口b壓出。缸體每轉(zhuǎn)一周,每個(gè)柱塞完成吸、壓油一次。 如果可以改變斜角γ的大小和方向,就能改變泵的排量和吸、壓油的方向,此時(shí)即為雙向變量軸向柱塞泵。
在圖3.28b(動(dòng)畫)中,當(dāng)傳動(dòng)軸1在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),連桿2推動(dòng)柱塞4在缸體3中作往復(fù)運(yùn)動(dòng),同時(shí)連桿的側(cè)面帶動(dòng)活塞連同缸體一同旋轉(zhuǎn)。配油盤5是固定不動(dòng)的。如果斜角度γ的大小和方向可以調(diào)節(jié),就意味著可以改變泵的排量和吸、壓油方向,此時(shí)的泵為雙向變量軸向柱塞泵。
軸向柱塞泵的排量和流量
設(shè)柱塞直徑為d,柱塞數(shù)為Z
3、,柱塞中心分布圓直徑為D, 斜盤傾角為γ,則柱塞行程
泵的排量和流量分別為
式中,n一泵的轉(zhuǎn)速;ηpv一泵的容積效率。
軸向柱塞泵的輸出流量是脈動(dòng)的。理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明, 當(dāng)柱塞個(gè)數(shù)多且為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)較小。從結(jié)構(gòu)和工藝考慮,柱塞個(gè)數(shù)多采用7或9。
表3.3流量脈動(dòng)率與柱塞數(shù)Z的關(guān)系
Z
5
6
7
8
9
10
11
12
δq(%)
4.98
14
2.53
7.8
1.53
4.98
1.02
3.45
軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)
圖3.30滑靴的靜壓支承原理圖
1.柱塞 2.滑靴
4、3.斜盤
(1)斜盤式軸向柱塞泵
圖3.29 是一種軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。傳動(dòng)軸8通過花鍵帶動(dòng)缸體6旋轉(zhuǎn)。柱塞5(七個(gè))均勻安裝在缸體上。 柱塞的頭部裝有滑靴4,滑靴與柱塞是球鉸連接,可以任意轉(zhuǎn)動(dòng)。由彈簧通過鋼球和壓板3將滑靴壓靠 在斜盤2上。這樣,當(dāng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),柱塞就可以在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng),完成吸油和壓油過程。配油盤7與泵的吸油口和壓油口相通,固定在泵體上。另外,在滑靴與斜盤相接觸的部分有一個(gè)油室,壓力油通過柱塞中間的小孔進(jìn)入油室,在滑靴與斜盤之間形成一個(gè)油膜,起著靜壓支承作用,從而減少了磨損。 滑靴的靜壓支承原理如圖3.30(動(dòng)畫) 所示。
這種泵的變量機(jī)構(gòu)是手動(dòng)的。轉(zhuǎn)動(dòng)手把1,通過
5、絲杠螺母副可以改變斜盤的傾角,從而改變泵的輸出流量。
圖3.31A2F型斜軸式軸向柱塞泵
1.主軸 2.軸承組 3.連桿柱塞副 4.缸體 5.泵體 6.球面配油盤 7.后蓋 8.蝶形彈簧 9.中心軸
(2) 斜軸式軸向柱塞泵
圖3.31 是一種斜軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。這是一個(gè)定量泵。它由主軸l、軸承組2、連桿柱塞副3、缸體4、 泵體5、球面配油盤6和后蓋7等組成。由于缸相對(duì)主軸有一個(gè)傾角,故稱斜軸泵。連桿3和中心軸9的兩端都是球鉸結(jié)構(gòu)。中心軸支承著缸體。套在中心軸上的蝶形彈簧8將缸體壓在配油盤上,保證了缸體在旋轉(zhuǎn)時(shí)具有良好的密封性和自位性。
當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí),連桿與柱塞內(nèi)壁接觸,通過柱塞帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn),同時(shí)連桿帶動(dòng)柱塞在 缸體柱塞孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),使柱塞底部的密封容積發(fā)生周期性的變化,通過配油盤的吸、壓窗口完成吸油和壓油過程。這種泵的流量計(jì)算公式與斜盤式軸向柱塞泵的形式相同,只不過要用缸體軸線與主軸之間夾角代替斜盤傾角。