轴向柱塞泵基本原理
轴向柱塞泵基本原理共47页
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
柱塞泵基本原理
轴向柱塞泵流量
理论流量：qT=Vn=D (tanγ)·zπd2 /4 实际流量：q = qTηpv
=D (tanγ)·zηpvπd2/4
结论
1) qT = f (几何参数、 n、γ)
2） n=c，γ= 0 ， q = 0
大小变化，流量大小变化 γ<
方向变化，输油方向变化
∴ 轴向柱塞泵可作双向变量泵
性能比较和应用
见表3—3
液压泵选用原则
可靠—工作情况、要求 合理—能量使用 实用—使用情况 经济—价廉
谢谢
3、6、2 液压马达主要参数 转矩和机械效率
转速和容积效率
3、6、2 液压马达主要参数
泵—输出 p.V.q等与泵相似，其原则差别 <
马达—输入
液压马达转矩和机械效率
Tt = Δp V / 2π T = Ttηm= Δp Vηm/2π
液压马达转速和容积效率
nt = q/v n = qηv/V ∵ T∝V n∝1/V ∴ V↑ 、T↑、n↓
单向 双向
按照输出转矩是否连续 旋转式 摆动式
液压马达工作原理
当压力油通入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘, 斜盘则对 柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个
轴向分力 Fx =πd2p/4 分力 <
径向分力 Fy=γ=π/4·d2ptanγ Fx与液压力平衡，Fy对缸体中心产生转矩， 使缸体带动马 达轴旋转。
依靠密封容积的变化吸、压油，从而 形成连续不 断的供油。
流量的调节
齿轮泵、叶片泵、螺杆泵均定量泵 变量叶片泵、径向柱塞泵，改变偏心距 轴向柱塞泵，改变斜盘（或斜轴）倾角
困油现象
除螺杆泵外皆有，齿轮泵最严重， 其他泵设计合理可减小或消除。
柱塞泵工作原理
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理柱塞装在柱塞泵缸体中，沿轴向圆周均匀分布。
柱塞端部带有滑靴，由弹簧通过回程盘将其压紧在斜盘上，同时在弹簧力和工作油压力作用下，缸体被压向固定的配流盘。
配流盘上有两个腰形配流窗和，一个与泵壳体的吸油口相连，称进油窗口；另一个壳体的排油口相连，称排油窗口。
配流窗口之间的宽度应大于缸体底部通油口宽度，以防高低压腔串通。
轴向液压柱塞泵在工作中，主传动轴带动缸体转动。
由于斜盘具有倾角，当柱塞泵缸体转动时柱塞就在缸体的柱塞孔内作往复运动，完成液压泵的吸油压油过程。
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
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不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。
图3.28a(动画）和图3.28b(动画）分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。
显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
图3.28a 斜盘式1－传动轴；2一斜盘；3一柱塞；4－缸体；5一配油盘图3.28b 斜轴式l－传动轴；2一连杆；3－缸体；4一柱塞；5一平面配油盘轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中，n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵工作原理
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
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不在一条直线上，而成一个夹角γ时，称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。
图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。
显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画）中，当传动轴1在电动机的带动下转动时，连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动，同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节，就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向，此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中，n一泵的转速；ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。
理论分析和实验研究表明，当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。
从结构和工艺考虑，柱塞个数多采用7或9。
表3.3流量脉动率与柱塞数Z的关系Z56789101112δq(%) 4.9814 2.537.8 1.53 4.98 1.02 3.45轴向柱塞泵结构图3.30 滑靴的静压支承原理图1.柱塞2.滑靴3.斜盘（1）斜盘式轴向柱塞泵图3.29是一种轴向柱塞泵的结构简图。
柱塞泵
机构。
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配油盘
13
恒功率变量机构
14
SCY14-1型轴向柱塞泵
变量机 构
斜盘
压盘 滑靴
缸体 配油盘
传动轴
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10SCY14-1B型轴向柱塞泵
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XB1型斜盘式轴向柱塞泵（通轴泵）
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二、斜轴式轴向柱塞泵
1、斜轴式轴向柱塞泵的工作 原理 密封工作腔由缸体孔、柱塞底 部、配流盘组成，由于缸体轴 线与传动轴有倾斜角度，使得 柱塞随缸体转动时沿轴线作往 复运动，底部密封容积变化， 实现吸油、压油。 吸油过程：柱塞伸出 →ΔV↑→p↓→吸油； 压油过程：柱塞缩回 →ΔV↓→p↑→压油。
2、缺点： (1)结构复杂，制造工艺高，价格贵； (2)自吸能力差，维修困难。
3、应用：用于高压、高转速的场合。
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四、柱塞泵与马达故障与排除
（一）轴向柱塞泵的安装、使用与维护 1、安装 ⑴ 泵的安装支架有足够刚度，管道过长要安装支架固定， 以防振动 ⑵ 泵与驱动机构联接采用弹性联轴节 ⑶ 泵体上的两个漏油口，有两种连接方法 ⑷ 作液压泵使用时，应用辅助泵低压供油 ⑸ 管道、元件必须保持清洁 ⑹ 压力油路设置滤油器 2、使用 ⑴ 检查轴的回转方向与排油管的连接是否正确可靠 ⑵ 从滤油口往泵体内满工作油
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⑶ 溢流阀调整压力不应调至最低值
⑷ 调整变量机构，作泵排量最低，作马达则最大
⑸ 先启动辅助泵，再启动主泵
⑹ 初用或长时放置后，应低压跑合
⑺ 调工作压力（溢流阀压力）
⑻ 工作压力与转速必须按铭牌上的规定
⑼ 检查漏油
⑽ 油温范围与推荐用油
3、检查与维护
⑴ 定期检查液压油
斜盘式轴向柱塞泵工作原理
斜盘式轴向柱塞泵工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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A10VSO—DFR1系列轴向柱塞泵原理及调节
A10VSO—DFR1系列轴向柱塞泵原理及调节【摘要】德国力士乐公司的A10VSO-DFR1系列液压泵应用广泛，很多进口设备液压站都使用该液压泵。
本文介绍了该系列液压泵的工作原理和现场调节。
【关键词】斜盘轴向柱塞泵；负载敏感；恒压控制阀；恒流控制阀0 概述A10VSO-DFR/DFR1系列斜盘轴向柱塞泵是德国力士乐公司研制的新型柱塞泵，由于其结构紧凑、节能、工作稳定、寿命高等特点在工业生产中得到广泛的应用，特别是现在越来越多的公司都使用进口设备，进口设备中很多液压站都使用该液压泵，我公司主要使用SMS-Meer西马克-梅尔设备，其中多台液压站就是使用这种A10VSO-DFR1液压泵（X口与油箱无连接），下面就该液压泵原理、调节及负载敏感节能技术进行阐述。
该柱塞泵属于斜盘变量柱塞泵，流量正比于驱动转速和排量，并通过调节斜盘倾角实现无级变量。
除了压力控制功能外，借组于负载（如小孔）压差，可以改变泵的流量。
泵仅提供执行机构的实际流量。
图1 A10VSO-DFR1原理图1 工作原理负载敏感DFR的原理，DFR分两个部分，一个是压力控制DR，一个是流量控制FR。
DR恒压控制，即通过阀控变量油缸来保证出口压力基本不变，就是压力控制阀（原理图下面的三通阀）控制变量油缸，出口压力在稳态时与压力控制阀右端的可调弹簧力相平衡，变量泵的变量压力PP通过调节压力阀的弹簧设定，当系统压力没有达到调定的恒压压力时，泵排出最大流量，相当于一个定量泵。
当系统压力达到所调的恒压压力时，泵进入恒压工况，负载的速度进入可调阶段。
速度进入可调阶段，流量即发生变化，该变化是系统要求泵输出的流量要有所变化的。
例如开始阶段油缸是快速动作，泵提供最大流量例如150L/min，下一个阶段系统只要求50L/min的流量就够了，这个时候，泵输出流量相当于负载的速度要求要大，如果泵不改变输出的150L/min流量，就会出现供（150）过于求（50），根据压力流量基本公式，系统压力就会升高，在节流阀上的压力损失将增加，压力阀的弹簧被压缩，阀芯右移，泵主动变量缸推动斜盘使角度减小，输出流量相对减小，直到泵打出去的流量正好是50L/min，系统压力恢复到设定值，下面这个恒压控制阀就回到中位初始位置，泵稳定在输出50L/min的斜盘位置上。
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理表示了斜盘式轴向柱塞的工作原理。
图中斜盘1的倾角为r。
斜盘1和配流盘4 固定不转，电机带动轴5、缸体2及缸体内柱塞3一起旋转。
柱塞底部装有弹簧6，用以保证柱塞头部始终紧贴斜盘的端面。
如果轴的旋转方向如图所示，当柱塞进入前半面（A-A面上由○1转至○4)时，柱塞开始由外向里运动，柱寒端面和缸体上孔所形成的密封容积由大变小，进行压油；当柱塞进入后半面时，柱塞在弹簧作用下由里向外运动，密封容积由小变大，进行吸油，在与每一柱塞相应的缸体右端面上开有与柱寨孔相通的腰形孔(见A -A面)，供油液进出。
配流盘4的端面与缸体端面紧密贴合，其上开有两个月汗形槽，月牙形槽与腰形孔的分布圆直径相同，宽度一致(B-B面)。
当柱寒位于吸油区时，其密封腔通过腰形孔与吸油窗口相通，当柱塞位于压油区时，则其密封腔通过腰形孔与压油窗口相通，而吸油窗口、压油窗口则分别与油箱、压油管通。
这里采用的是配流盘配流。
吸油窗口、压油窗口对称于斜盘顶点，其间距为L。
缸体上腰形孔的长度为m，理论上L=m 时为最理想。
因为如果L<m，密封容积将同时和吸油窗口、压油窗口联通，引起内泄漏；而L>m 时将使密封容积在一定角度内既不与吸油窗口又不与压油窗口通，而此时密封容积仍有变化，密封容积变小时压力会升高，密封容积变大时又会产生空穴，这就是困油。
但实际上，在L=m 的情况下，密封容积从吸油区进入压油区（或脱离压油区进入吸油区）时有压力突变。
压力突变使流量脉动，会产生冲击和噪声。
解决此问题的办法是使密封容积在离开吸油窗口后，先压缩一下，产生一点压力后再进入压油窗口，而在密封容积离开压油窗口后先膨胀一下，使压力降低一些再进入吸油窗口。
即使吸油窗口、压油窗口的起始点都沿转子的转方向转一个角度，但这使得L>m，将产生困油。
为减少困油，在吸油窗口、压油窗口的起始点开一条小三角槽。
三角槽的顶点与另一槽的距离略小于m，这样可使压力变化平稳(略有泄漏)。
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选择油泵需要考虑的因素
工作介质 所需要的工作压力范围 期望的速度范围 最低最高工作温度 最低最高工作介质粘度 安装要求（配管方式等） 驱动方式（连轴器等） 期望的使用寿命 最大允许噪音值 维护容易度 最高造价
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350 450
1000 - 2000 5 - 100
500 - 3000 500 - 3000 5 - 1000 10 - 1000
定量
定量/ 变量 定量 / 变量
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性能 种类 齿轮泵
额定压力 额定转速 bar rpm
最高300 500 - 6000 500 - 3000
额定排量 cc
0.2 - 200 3 - 250
变量
定量 定量 变量
内啮合齿轮泵 最高300 最高70 叶片泵
1000 - 3000 0.5 - 100
径向柱塞泵 斜轴泵 斜盘泵
最高100
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开式回路
Basic Principle of APU 轴向柱塞泵基本原理
液压泵分类
机械原理
齿轮
结构形式
齿轮泵
模式
外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵
模式
定量泵 定量泵 定量泵 定量泵 定量 / 变量 定量泵
摆线泵
螺杆泵 叶片 叶片泵 螺杆泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵 活塞偏心式
柱塞
径向柱塞
定量 / 变量
定量 / 变量 定量 / 变量 定量 / 变量
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最高额定工作压力 最高峰值压力 理论排量 实际排量 实际流量
容积效率 机械效率/总效率
额定转速 最高转速 极限吸油压力 额定功率
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实际流量
理论流量扣除内外泄漏量为实际流量
Q实际 = Q理论 - ΔQ
内泄漏：指配油盘吸油腔和压油腔之间的泄漏 外泄漏：指流向回转体外的泄漏
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液压泵要素
1. 组成工作腔 2. 产生工作腔容积变化 3. 有配油装置 4. 消除困油现象 5. 尽量实现液体静液压平衡
6. 保证寿命的轴承结构 7. 易于实现自润滑
8. 合理的吸排油设计
9. 具有变量机构
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机械效率/总效率
有于各种机械的和液压的磨损，泵的实际输 入扭矩大于理论扭矩，其比值为机械效率
M理 论 ηP M M实 际
泵的总输入功率和输出功率的比值为总效率
ηP ηP M * ηP V
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开式回路
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液压泵特性
最高额定工作压力
能连续工作的最高压力
最高峰值压力 能短时工作的最高压力
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液压泵特性
理论排量
泵主轴转一转所产生的容积变化 （无泄漏的状态下，泵轴转一转排 出的液体容积：称理论几何排量）
理论流量
泵在单位时间理论上所排出的液体体积 （无泄漏的状态下，泵轴转一转排 出的液体容积：称理论流量）
Q=q*n
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9
额定转速
允许连续工作的最高转速
最高转速
允许短时工作的最高转速
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斜轴式柱塞单元泵（马达）原理
结构原理：如图所示。锥形柱塞的球 状端连在驱动轴上，另一端则插在缸 体孔中，缸体的轴线与驱动轴的轴线 成一角度。（参见示意图） 用作泵：驱动轴通过柱塞带动缸体转 动，柱塞则在缸体孔中来回移动，并 通过与缸体配合的配油盘完成吸油和 排油的过程。在变量泵中，缸体与驱 动轴的夹角可以在特定的范围内无级 变化，从而改变泵的排量。而在定量 泵中，这个倾角是固定不变的。 用作马达：是个逆向过程。压力油推 动柱塞在缸体孔中运动，柱塞作用在 轴法兰上的力分解后可以驱动轴产生 旋转运动。
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液压泵特性
容积效率
泵的实际流量和理论流量之比
ηPV
Q实际 Q理论 ΔQ ΔQ 1 Q理论 Q理论 Q理论
8
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如左图。执行元件的速度（或转速 ）可以通过流量控制阀来调节。而 溢流阀可以防止系统过载，起安全 保护作用。
如右图。系统的动力元件换成了变 量泵，三位四通换向阀在中位时可 以使泵卸载。系统还加入了过滤器 、冷却器和其他辅助元件。
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闭式回路
见左图：变量液压泵和液压马达 的泄漏油通过独立的管路引回油 箱，所以系统需要补充油液。
见右图：通过一个与主泵相连的 辅助泵，可以通过两个单向阀向 这种回路的低压侧补充液压油。 多余的油通过溢流阀回油箱。
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轴向柱塞单元（泵＆马达）的分类
斜轴式轴向柱塞泵
斜盘式轴向柱塞泵
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轴偏心式
斜盘式 斜轴式
轴向柱塞
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