手动变量斜轴式柱塞泵应用分析
斜轴式柱塞泵
斜轴式柱塞泵斜轴式柱塞泵是一种高压、小流量的流体传动设备，它由斜轴式泵头、动力机构、流道、控制系统等部分组成。
斜轴式柱塞泵的特点是由柱塞及泵头构成的工作腔内压力较高，导致泵的结构复杂，零部件数量多，但因为可靠性、精度、寿命等表现优良，被广泛应用于各种工业、农业领域。
斜轴式柱塞泵的动力机构主要包括电动机、内燃机、气动驱动及手柄等。
其中的电动机为斜轴式柱塞泵提供了一个高效、节能的动力机构，内燃机、气动驱动可应用于野外、高山等恶劣环境下的作业，手柄使用则是在简单构造、自主控制的应用场合。
斜轴式泵头是斜轴式柱塞泵最为重要的部分，它由齿轮、滚子轴承、柱塞、阀门及泵头体等部分组成。
斜轴式泵头优点是可以减少泵头部分所需的顶盖、底盖和连接部件，减少泵头因损坏而导致的漏泄。
由于柱塞垂直于泵体轴线，因此在水平运输过程中，可以减少重力对液体的运动产生的干扰，从而提高制输液体的精度。
斜轴式柱塞泵采用正、反向流道的设计，来实现液体的进、出。
其中，其中进口阀门是采用检测泵进出口压力差或需改变流量的情况下，自动调节的液压止回阀，它起到了一个不可替代的作用。
出口阀门则是采用旋转式止回阀或球阀的结构，它可以使液体在接管或管道变化时，迅速地改变流道方向，避免液体回流和漏泄。
斜轴式柱塞泵的控制系统通常采用变频控制、PID调节和PLC控制三种方式。
变频控制主要是控制电机的旋转速度，以调整液量的排放，适应不同的工作压力、流量及温度变化。
PID调节则是实现斜轴式柱塞泵的自动化运行，通过传感器感知到压力、流量、温度等参数，自动调节斜轴式柱塞泵的运行状态，从而提高了生产效率、稳定性和精度。
PLC控制可将多台斜轴式柱塞泵联合运行，实现弱信号加强、系统故障报警、远程监控等功能，使斜轴式柱塞泵应用范围更加广泛和灵活。
然而，斜轴式柱塞泵也存在着一定的缺点。
由于泵内工作腔压力较高，对密封性的要求较高，一旦泄漏容易对环境造成污染或引发事故。
另外，由于斜轴式泵头结构复杂、精度要求高，因此成本较高，维护成本也会相对较高。
斜盘式轴向柱塞泵的功能
斜盘式轴向柱塞泵的功能《斜盘式轴向柱塞泵的功能》斜盘式轴向柱塞泵，这可是个很厉害的东西呢。
就像一个超级能干的小工匠，在机械的世界里有着独特的本事。
斜盘式轴向柱塞泵的一个重要功能就是能产生强大的压力。
想象一下，它就像是一个大力士，把液体用力地推出去。
比如说，在一些大型的工程机械里，像是挖掘机之类的，那些巨大的机械臂要想灵活地动起来，就需要很大的力量来驱动液压系统。
斜盘式轴向柱塞泵就能产生这种压力，把液压油像炮弹一样推出去，让机械臂能够轻松地举起很重的东西。
它就像一个隐藏在机械内部的力量源泉，默默地发挥着自己的威力。
这种泵还能精确地控制流量。
这就好比是一个特别会控制水流的小水坝管理员。
在一些精密的机械加工设备里，比如说数控机床。
这些机床要加工出非常精密的零件，就需要精确的液压流量来控制刀具的移动。
斜盘式轴向柱塞泵就可以做到，它能够根据需要，一点一点地调整液压油的流量，就像小水坝管理员精准地控制着水流的大小一样，让刀具按照预定的轨迹移动，加工出的零件精度可以达到很高的标准。
斜盘式轴向柱塞泵还有很好的稳定性。
就像一个沉稳的老司机开车一样。
在一些持续运行的设备中，比如大型的发电设备的液压系统里。
这些设备可能需要长时间不停地工作，如果液压泵不稳定，那整个设备就可能会出现故障。
但是斜盘式轴向柱塞泵就不一样了，它能够稳定地持续输出压力和流量，就像老司机稳稳地握着方向盘，不会轻易地出现波动，保障了整个设备的正常运行。
再说说它在航空航天领域的作用吧。
飞机上的一些液压系统也会用到斜盘式轴向柱塞泵。
飞机在高空中飞行，各种设备的正常运转都离不开液压系统的支持。
斜盘式轴向柱塞泵就像是飞机液压系统的心脏，为飞机的起落架的收放、襟翼的调节等提供可靠的液压动力。
这就好比一个人的心脏要稳定地为身体的各个器官供血一样重要。
在汽车的自动变速箱里，斜盘式轴向柱塞泵也有着不可替代的功能。
自动变速箱要实现平顺的换挡，就需要液压系统来精确控制。
浅析斜轴式轴向柱塞泵的使用及维修
工 程机 械 和船 舶 中。现 以萨姆 Ｈ１ Ｖ１ ６ ０ 斜 轴式 柱 塞泵 为 主 ，介 绍其 使 用及 维修 方法 。 关 键词 ：变 量 机构 ；摩 擦副 ；轴承
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。按照柱塞的运动形式可分为轴向柱塞泵和径 向柱 塞泵 。轴 向柱塞泵又可以根据传动轴 中心线与缸体中心线 的夹角分为 斜盘式和斜轴式两大类。经长期高效率 的使用 ，这些油泵的性能将会 出现不 同程度 的下降 ，甚至有的油泵性能 的严重下降 ，已经无法再次 投 入使用 。因此 ，液压 油泵 的 日常维护和修 理成为 了不 可忽视 的问 题。
２３ ９— ．
ｎ３ ５
０ ． ０ ２
０ ＿ ３ ５
４ ． ２ 技术 保证
（ １ ） 施工技术员全程监控 ，在开工前对全体施工人员进行技术交 底。施工技术员按照 “ 交底”督导施工 ， 施工质量责任到人。 （ ２ ） 对于施工中出现地层变化 、 参数改变等情况 由技术员及时向 技术负责人反映，遇到问题马上处理 。 （ ３ ） 机组人员严格按操作规程进行施工 ，每道工序得有质检人员 验收后方可进行下一步工作 ，避免返工。 （ ４ ） 待施工桩位由测量员复测 ，如施工标识不清 ，及时上报 ，避 免返工 。针对施工 中遇到的各种问题按技术处理措施及时处理 。
用。 参 考 文献
要做好场地的排水工作 ，以免雨水浸泡施工场地 ，下雨时 ，要尽 快安排工人用水泵排除场地积水。
【 １ ］ 宿绍 平 ． 浅 谈Ｃ Ｆ Ｇ 桩 复合 地基 一林业 科技 情 报 一２ ０ ０ ６ ， ３ ８ （ ３ ）
［ ２ ］ 习先萍． 浅谈Ｃ Ｆ Ｇ 桩复合地基的设计与施工 一山西建筑 一 ２ ０ １ ０ ， ３ ６ （ ２ ）
变量柱塞泵特点
变量柱塞泵特点1. 引言变量柱塞泵是一种常用的工业泵，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
它具有多种特点，包括高效、可调节、耐腐蚀等。
本文将详细介绍变量柱塞泵的特点及其应用。
2. 高效变量柱塞泵具有高效的特点。
它采用柱塞泵的工作原理，通过柱塞的往复运动来产生流动。
柱塞泵具有较高的排量和压力，能够满足工业生产的需求。
同时，柱塞泵采用变量设计，可以根据需要调节流量和压力，提高生产效率。
3. 可调节变量柱塞泵的一个重要特点是可调节。
它可以通过调节柱塞的行程和频率来调节流量和压力。
这使得变量柱塞泵适用于不同的工艺要求，能够满足生产过程中不同阶段的需求。
通过简单的操作，就可以实现流量和压力的精确控制，提高生产的灵活性。
4. 耐腐蚀变量柱塞泵在设计上考虑了耐腐蚀的特点。
它采用了耐腐蚀材料制造，如不锈钢、聚四氟乙烯等。
这些材料具有较高的耐腐蚀性能，可以在腐蚀性介质中长期稳定运行。
这使得变量柱塞泵适用于处理各种化学介质，能够满足不同领域的需求。
5. 结构简单变量柱塞泵的结构相对简单，由柱塞、泵体、阀门等基本组件组成。
这些组件经过精确的设计和加工，保证了泵的可靠性和稳定性。
同时，结构简单也意味着维护和维修相对容易，降低了使用成本。
6. 应用广泛变量柱塞泵由于其特点，被广泛应用于各个行业。
在化工行业，它常用于输送腐蚀性介质和高粘度液体；在石油行业，它常用于油田注水和输送原油；在制药行业，它常用于输送药液和原料药；在食品行业，它常用于输送浆糊和浓缩果汁等。
变量柱塞泵在这些行业中发挥着重要的作用，为生产提供了可靠的支持。
7. 总结变量柱塞泵具有高效、可调节、耐腐蚀等特点，适用于不同的工业领域。
它的简单结构和广泛应用使得它成为工业生产中不可或缺的设备之一。
在未来的发展中，随着技术的不断进步，变量柱塞泵将继续发挥重要作用，并不断提升性能，满足更高的生产需求。
注：本文所述内容仅为技术介绍，不涉及具体产品和厂商。
用于闭式回路中斜盘式轴向柱塞变量泵的控制方式
图 ２ ＨＤ 先导液控变量标准结构
１８ Ｐｓｔ ／ Ｐａｒ
１６
１４
１２
１０
８
６
４
２
ｖｇ
１．０
０．８
０．６
０．４
０．２
０ ２
０
０．２ ０．４ ０．６ ０．８
摘要：闭式回路的设计、安装调试以及维护相对于开式回路具有较高的难度和技术要求。 针对闭式回路系统中斜盘式轴
向柱塞变量泵的结构和参数计算进行了研究，以 ＲＥＸＲＯＴＨ（力士乐）生产的 Ａ４ＶＧ 系列变量泵为例，对其 ６ 种变量控
制方式及其使用场合进行了详细分析，研究结果对变量泵的选用和开发设计具有重要的意义。
参考文献 ［１］路 甬 祥．电 液 比 例 控 制 技 术 ［Ｍ］．北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，１９８８－１１． ［２］董 伟 亮 ，罗 红 霞．液 压 闭 式 回 路 在 工 程 机 械 行 走 系 统 中 的 应 用 ［Ｊ］． 工 程 机 械 ，２００４ （５ ）：３８－４０． ［３］力 士 乐 液 压 有 限 公 司 ． 行 走 机 械 用 液 压 及 电 子 控 制 元 件 产 品 样 本 说 明 书 ，２００５．
液压闭式回路以其能耗低、结构紧凑并容易实 现无级变速，在工程机械、建筑机械、农业机械等静 压传动机构中得到了广泛的应用［１］。 与开式回路相 比，闭式回路的设计、安装调试以及维护都有较高的 难度和技术要求。 闭式回路中，常选用斜盘式轴向 柱塞变量泵作为其能源元件，由于斜盘式轴向柱塞 变量泵只有排量一个被控对象，在采用不同的控制 方式时，可以使变量泵具有不同的输出特性［２］。 目前 变量泵的生产厂家众多，控制方式多样。
斜盘式轴向柱塞泵的结构分析与设计说明书
一、柱塞运动学分析 二、流量脉动 三、困油问题 四、柱塞滑靴的受力分析 五、缸体的受力分析 六、滑靴副的结构 七、配流盘的结构 八、配流盘和缸体的自位结构 九、关键零部件的设计 十、主要零件的材料与技术要求
一、柱塞运动学分析〔参考《液压元件》
滑靴在旋转过程中,由于离心力的作用,滑靴对 于斜盘产生的压紧力将偏离滑靴的轴线.在此力所 引起的摩擦力的作用下,滑靴、柱塞在运动中会产 生绕自身轴线的旋转运动,转动的快慢取决于旋转 摩擦力的大小.但这一自旋可以改善滑靴底部的润 滑,对减小摩擦、改善磨损和提高效率均有利.
开设减振槽〔阻尼槽、眉毛槽或 减振孔〔阻尼孔
四、柱塞滑靴的受力分析
1、柱塞的回程 辅助泵供油强制回程 分散弹簧回程 集中中心弹簧回程 定间隙强迫回程
1、柱塞的回程 辅助泵供油强制回程 分散弹簧回程 集中中心弹簧回程 定间隙强迫回程
四、柱塞滑靴的受力分析
为了使滑靴以一定大小的力紧贴斜盘回程,中 心回程弹簧必须克服以下诸力：
GCr15、9SiCr、CrMn、T7A、T8A及氮化钢38CrMoAlA等.
前三种表面渗碳深度要达0.8~1.2毫米,淬火硬度须达到
HRC56~63,其它钢种热处理硬度也要达到HRC60左右.
CrMn和9SiCr工具钢具有热处理变形小、金相组织稳定的
优点.
GCr15热处理后对应力集中敏感,曾发生过柱塞折断的现象, 尽量少用.
或者在上述材料的表面喷涂或熔敷各种陶瓷层,如ZrO2、 Al2O3、Cr2O3及其它陶瓷粉末.
缸体的材料通常为ZQSn10-1或ZQAlFe9-4,此外也可用耐磨铸 铁或球墨铸铁等.为了节省铜,常用20Cr、12CrNi3A或GCr15 作基体而在柱塞孔处镶嵌铜套,
轴向柱塞变量泵斜盘力矩分析研究
第4期0引言斜盘式轴向柱塞变量泵在工作过程中斜盘受高频、交变力矩作用,对泵的寿命、噪声及变量特性均有重要影响,是制约轴向柱塞泵向高压、大功率、快响应方向发展的因素之一[1,2]。
文献对进口压力、配流盘开口形式对斜盘力矩的影响进行了研究[3,4]。
因此本文针对此斜盘偏置结构泵型,从动力学的角度,推导了斜盘运动时的力矩方程,分析了斜盘运动时偏心距对力矩的影响;在斜盘运动时力矩分析的基础上,对于弹簧支撑和柱塞支撑两种结构形式的斜盘支撑刚度进行了对比,比较了其优劣;并对斜盘固定在某一角度时,斜盘三个方向上的液压分力矩和合力矩进行了分析,对斜盘与主轴之间存在的偏心距造成的影响进行了分析,为斜盘式轴向柱塞泵结构的合理化设计提供依据。
1斜盘动态运动时力矩分析斜盘力矩周期性变化是产生机械噪声的根源,作用在斜盘上的力矩周期性的变化,一方面产生机械噪声,另一方面给轴向柱塞泵变量控制带来困难,杨华勇院士曾在文献[5]提及配流过程产生的压力、流量脉动对斜盘控制的干扰较大,正是压力、流量脉动造成斜盘所受力矩周期性变化,变化力矩最终由变量控制机构来承受。
斜盘控制力矩来源于控制力F c 和F d ,大小两个控制柱塞的压力与压缩弹簧相互平衡。
斜盘所受柱塞合力矩T s 由作用在九个柱塞对斜盘作用力之和组成,斜盘力矩如图1所示。
斜盘承受的力矩来源于两部分:斜盘控制力矩F c (由力F c 和F d 组成);斜盘所受9个柱塞合力矩T s 。
根据运动学和动力学相关知识,斜盘绕质点的力矩平衡方程可以写成:J α¨=T c +T s =F d l d -F c l c +T s(1)式中:J 为斜盘的转动惯量;α为斜盘的倾角;F d 为回位柱塞对斜盘的作用力;l d 为回位柱塞对斜盘的作用力臂;F c 为控制柱塞对斜盘的作用力;l c 为控制柱塞对斜盘的作用力臂;T s 为斜盘的液压力矩。
P cF cTsF dP d 图1斜盘动力学模型收稿日期:2023-03-16;修订日期:2023-04-15作者简介:张灿罡(1989—),男,硕士,教师,从事机电技术研究与教学等。
斜盘式轴向柱塞泵详解
柱塞泵Piston Pumps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。
由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，滑动表面配合精度高，所以这类泵的特点是泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作。
2.4.1 斜盘式轴向柱塞泵Swash Plate Axial Piston Pumps轴向柱塞泵可分为斜盘式(Swash Plate Type)和斜轴式(Bent-axial Type)，图2.18为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理。
泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4等主要零件组成，斜盘1和配油盘4是不动的，传动轴5带动缸体3，柱塞2一起转动，柱塞2靠机械装置或在低压油作用压紧在斜盘上。
当传动轴按图示方向旋转时，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，产生局部真空，从而将油液经配油盘4上的配油窗口a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b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。
图2.18斜盘式轴向柱塞泵的工作原理1—斜盘(Swash Plate)；2—柱塞(Piston)；3—缸体(Block)；4—配流盘(Valve Plate)；5—传动轴(Drive Shaft)；a—吸油窗口(Inlet Port)；b—压油窗口(Outlet Port)；2.4.1.1 斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量如图2.18，若柱塞数目为z，柱塞直径为d，柱塞孔分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则泵的排量为γπtan 42zD d V = （2.25）则泵的输出流量为γηπtan 42v zDn d q = （2.26）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。
斜盘式轴向柱塞泵回程盘球铰副运动学及动力学分析
斜盘式轴向柱塞泵回程盘球铰副运动学及动力学分析斜盘式轴向柱塞泵是一种常见的液压元件，广泛应用于工程机械、汽车液压系统等领域。
其中，回程盘球铰副是该泵的重要组成部分，它的运动学和动力学特性对泵的性能有着重要的影响。
一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵由驱动轴、泵盖、排油板、斜盘、轴向柱塞等组成。
泵体内部设置有多个环形油槽，在轴方向有一定的分布角度，油槽内设置有轴向柱塞。
当驱动轴旋转时，通过油液的进出，使轴向柱塞往复运动，从而实现油液的压力增大和供油或排油。
二、回程盘球铰副的结构特点回程盘球铰副是斜盘式轴向柱塞泵中起着关键作用的部件之一。
它由回程盘、球铰和固定盘等组成。
回程盘上分布有多个与轴向柱塞相对应的球孔，而固定盘上的孔则与回程盘的球孔相交。
三、回程盘球铰副的运动学分析回程盘球铰副的运动学分析是分析其运动过程的方法。
在斜盘式轴向柱塞泵的工作过程中，当轴向柱塞从某一输油槽内向外移动时，油液从柱塞的输油孔进入柱塞内，并推动柱塞向外运动。
此时，回程盘与固定盘的球孔封闭，油液由柱塞的中心孔流过，并进入到反向工作腔中。
而当柱塞从插入孔进入输油槽时，回程盘与固定盘的球孔打开，使得压力油液顺利进入柱塞中，完成供油过程。
四、回程盘球铰副的动力学分析回程盘球铰副的动力学分析主要是分析其受力情况及各部件之间的相互作用。
由于轴向柱塞的往复运动，使回程盘在输油槽内有很大的压力，而当柱塞从插入孔进入输油槽时，回程盘与固定盘之间的球孔处于开启状态，此时，回程盘上的压力得到释放，从而减小了回程盘的受力。
五、回程盘球铰副的优化设计为了提高斜盘式轴向柱塞泵的工作效率和可靠性，回程盘球铰副的优化设计显得尤为重要。
可以通过优化回程盘与固定盘球孔的配合精度，减小摩擦阻力，提高回程盘的运动灵活性和稳定性。
此外，还可以通过合理布置球孔的形状和数量，改善油液的流动性，减小能量损失。
六、结论斜盘式轴向柱塞泵回程盘球铰副的运动学和动力学分析对于提高泵的性能具有重要意义。
斜轴式轴向柱塞泵与轴向柱塞马达
轴线在同一平面上，且柱塞在缸体上是均匀分布的， 因而在任意瞬时高压区总有3～4（若柱塞数为9时， 则由4～5个柱塞）处在高压区。处在高压区的柱塞 均受到力N的作用，因而也均存在分力F，各柱塞 的分力F到轴心的距离虽然不同，
但所形成扭矩的方向是相同的，其合力矩通过柱塞、 缸体驱动传动轴转动。所以当连续向液压马达提供 压力油时，液压马达将带动负载连续的回转。将液 压马达的进出油口对调液压马达将反向旋转，工作 原理同上。若减小斜盘的倾斜角度γ，液压马达的 排量减小，由公式
Q qnmv M 0.159pqmv
可知，当输入流量不变时，转速将提高。但是当负 载力矩不变时，系统压力也将提高。另外，不改变 进出油口而改变斜盘的倾斜方向时液压马达的旋转 方向将发生变化。
斜盘对柱塞的反作用力N，其轴向分力S , 平行柱塞轴线，与柱塞油压力平衡；另一个分力FT， 垂直柱塞轴线。
α——传动轴与缸体夹角。
轴向柱塞马达 斜盘式轴向柱塞马达的工作原理
F
F
D
γ
F
F
N
Ff
P
上图所示为斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图。
当通过配流盘左侧的配流窗口向柱塞底部的密封工
作腔注入高压油时，油液压力推动柱塞将滑靴压向 斜盘，斜盘将对滑靴产生一个反作用力N，反作用 力N可以分解成沿柱塞轴线方向的分力Ff和与柱塞 垂直的分力F，其中分力F对回转中心形成力矩。由 于斜盘的上死点（柱塞伸出最大值）和下死点（柱
这种泵的传动轴和缸体轴线倾斜一个角度，故称斜轴式轴 向柱塞泵。当传动轴转动时，连杆2推动柱塞在缸孔中作 往复运动，同时连杆的侧面带动柱塞连同缸体一起旋转， 只要设计得当，可以使连杆2的轴线和缸孔轴线间的夹角 很小，因而柱塞4上的径向作用分力以及缸体上的径向作 用分力都很小。这对于改善柱塞和缸体间的摩擦、磨损以 及减小缸体的倾覆力矩都有很大好处。由于上述径向力的 减小，传动轴和缸体轴线的倾角γ可以做得较大，一般γmax 可达25°个别达40°。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
手动变量斜轴式柱塞泵应用分析
摘要：该文介绍了一种超高压、手动变量型、斜轴式柱塞液压泵，并进而分析了其工作原理及盾构设备应用。
关键词：斜轴、手动变量
1 引言
与其它传动方式相比，液压传动具有其独特的优越性。
例如，液压装置的结构紧凑、体积小、重量轻、功率与重量比大，利用液压传动容易获得很大的驱动力和转矩；液压传动工作比较平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向；液压传动能在大范围内实现无级调速，易于实现自动化。
液压泵作为液压系统的核心元件，其技术水平和性能的高低，在很大程度上决定了主机的整体性能和质量。
盾构机（隧道掘进机）是铁路、公路、水利、水电、城市地铁、越江、海底隧道等大批不同断面、不同隧道施工建设类工程机械。
盾构机挖掘过程中的方向控制铰接系统，要完成小空间布置、大负载油缸伸缩动作，目前有效地采用了超高压、变量型、斜轴式柱塞泵。
本文主要针对超高压、变量型、斜轴式柱塞泵的原理、优势特性及盾构配套应用进行分析和介绍。
2 斜轴式轴向柱塞泵的工作原理
这种轴向柱塞泵的传功轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度α，故称斜轴式轴向柱塞泵，目前应用比较广泛的是无铰斜轴式柱塞泵。
如下图所示为该泵的工作原理。
当主轴1转动时，通过连杆2的侧面和柱塞3的内壁接触带动缸体4转动。
同时，柱塞在缸体的柱塞孔中做往复运动，实现吸油和压油。
其排量基本关系公式：
V=¼（πd2 D tanα Z）
式中d——柱塞直径；
D——柱塞在缸体上的分布圆直径；
α——缸体倾角；
Z——柱塞数量；
斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，优势特性如下：
a 柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小。
b 主轴与缸体的轴线夹角较大，斜轴式泵的一般为25°，最大达40度；而直轴式泵的一般是15°，最大20°，所以斜轴式泵变量范围大。
c 主轴不穿过配油盘，故其球面配油盘的分布圆直径可以设计得较小，在同样压力的摩擦副的比功率值（pv）较小，因此可以提高泵的转速。
d 连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强。
e 转动部件的转动惯量小，启动特性好，启动效率高。
3 斜轴式轴向柱塞泵在盾构机应用中的应用分析
盾构机方向控制铰接系统中，动力单元液压泵采用川崎LVP017型号。
这种型号为最适合高压千斤顶、隧道挖掘机等的超高压手动变量的斜轴式柱塞泵。
3.1规格特性
手动将流量调节螺钉L尺寸调节到28MM对应的17.4cm³的排量，按照盾构机配置
18.5KW电机选型额定转速1465转/分钟。
铰接油缸缸径杆径270/160mm，行程s=190mm，16根油缸已知条件。
主动铰接系统几何流量公式如下：
几何流量（L/min）/1000=几何排量（cm³/r）*轴转速（r/min）
系统流量经过计算为：
17.4x1465/1000=25.491L/min符合系统25L/min流量要求。
主动铰接单根油缸回缩几何力公式如下：
几何力（N）=有效面积（cm²）*压力（bar）*10
单根回缩力经过计算为：
π*（272-162）÷4x350x10÷1000=1300.23KN符合系统1300KN回缩力要求。
4 总结
斜轴式柱塞泵具有超高压、手动变量、结构紧凑等特性，适应于盾构设备铰接系统动力配置。
通过对手动变量斜轴式柱塞泵的原理及应用进行分析，意在为盾构机液压泵初始状态调试提供参考，促进该类型液压泵在盾构掘进设备上的合理选用。
参考文献：
【1】路甬详.液压气动技术手册【M】.北京：机械工业出版社，2002.
【2】成大先.机械设计手册【M】.北京：北京理工大学出版社，1998.。