軸向柱塞泵基本原理（專業(yè)應(yīng)用）

1、Basic Principle of APU軸向柱塞泵基本原理基礎(chǔ)教育a葉片螺桿泵擺線泵外嚙合齒輪泵齒輪泵模式結(jié)構(gòu)形式葉片泵徑向柱塞軸向柱塞柱塞機(jī)械原理齒輪內(nèi)嚙合齒輪泵螺桿泵單作用葉片泵雙作用葉片泵活塞偏心式軸偏心式斜軸式斜盤式定量泵定量泵模式定量泵定量泵定量 / 變量定量泵定量 / 變量定量 / 變量定量 / 變量定量 / 變量液壓泵分類2液壓泵要素1. 組成工作腔2. 產(chǎn)生工作腔容積變化4. 消除困油現(xiàn)象5. 盡量實現(xiàn)液體靜液壓平衡6. 保證壽命的軸承結(jié)構(gòu) 7. 易于實現(xiàn)自潤滑8. 合理的吸排油設(shè)計9. 具有變量機(jī)構(gòu)3. 有配油裝置3最高額定工作壓力最高峰值壓力理論排量額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速極限

2、吸油壓力額定功率實際排量實際流量容積效率機(jī)械效率/總效率4最高額定工作壓力 能連續(xù)工作的最高壓力最高峰值壓力 能短時工作的最高壓力液壓泵特性5理論排量 泵主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的容積變化 （無泄漏的狀態(tài)下，泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排 出的液體容積：稱理論幾何排量） 理論流量 泵在單位時間理論上所排出的液體體積 （無泄漏的狀態(tài)下，泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排 出的液體容積：稱理論流量） Q=q*n 液壓泵特性6實際流量 理論流量扣除內(nèi)外泄漏量為實際流量 Q實際 = Q理論 - Q內(nèi)泄漏：指配油盤吸油腔和壓油腔之間的泄漏外泄漏：指流向回轉(zhuǎn)體外的泄漏7容積效率 泵的實際流量和理論流量之比 液壓泵特性8機(jī)械效率/總效率 有于各種機(jī)械的和

3、液壓的磨損，泵的實際輸 入扭矩大于理論扭矩，其比值為機(jī)械效率 泵的總輸入功率和輸出功率的比值為總效率 9額定轉(zhuǎn)速 允許連續(xù)工作的最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速 允許短時工作的最高轉(zhuǎn)速10額定功率 油泵連續(xù)使用的允許最大功率極限吸油壓力（允許真空度） 油泵吸油管路允許的真空度11 性能種類 額定壓力bar額定轉(zhuǎn)速rpm額定排量cc變量齒輪泵最高300500 - 60000.2 - 200定量內(nèi)嚙合齒輪泵最高300500 - 30003 - 250定量葉片泵最高701000 - 30000.5 - 100變量徑向柱塞泵最高1001000 - 20005 - 100定量斜軸泵350500 - 30005 - 10

4、00定量/ 變量斜盤泵450500 - 300010 - 1000定量 / 變量12選擇油泵需要考慮的因素 工作介質(zhì) 所需要的工作壓力范圍 期望的速度范圍 最低最高工作溫度 最低最高工作介質(zhì)粘度 安裝要求（配管方式等） 驅(qū)動方式（連軸器等） 期望的使用壽命 最大允許噪音值 維護(hù)容易度 最高造價13液壓泵和液壓馬達(dá)在液壓系統(tǒng)中，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，屬于 動力元件；而液壓馬達(dá)則是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，屬于轉(zhuǎn)動輸出的執(zhí)行元件。但它們在結(jié)構(gòu)和原理上也有許多相通或相似的地方，屬于可逆式機(jī)構(gòu)。 液壓泵無論泵采用哪種結(jié)構(gòu)開式，從工作原理上看，它們都是通過一個周期性變化的密封容積來

5、完成吸油和壓油的過程。而吸油腔和壓油腔之間通過配流裝置隔開，保證了泵的密封，可以應(yīng)用于高壓的系統(tǒng)。一般來講，我們所說的液壓泵都屬于容積式的液壓泵。液壓馬達(dá)無論是哪種結(jié)構(gòu)形式的馬達(dá)，它們都是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。14開式回路如左圖。所謂開式回路，指得是泵從液面壓力為大氣壓的油箱中吸油，而執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）的回油到油箱中。所以在開式回路中，有吸油管路，壓力管路，回油管路和泄油管路。下圖是幾種開式回路的系統(tǒng)原理圖。如右圖。在回路中加入方向控制閥可以使執(zhí)行元件（液壓馬達(dá)或液壓缸）的回油口接回油箱。15開式回路如左圖。執(zhí)行元件的速度（或轉(zhuǎn)速）可以通過流量控制閥來調(diào)節(jié)。而溢流閥可以防止系統(tǒng)過

6、載，起安全保護(hù)作用。如右圖。系統(tǒng)的動力元件換成了變量泵，三位四通換向閥在中位時可以使泵卸載。系統(tǒng)還加入了過濾器、冷卻器和其他輔助元件。16閉式回路參見左圖。所謂閉式回路，指得是液壓油直接從執(zhí)行元件回到泵的吸油口，這樣根據(jù)負(fù)載方向不同，在回路中就存在高壓側(cè)和低壓側(cè)。見右圖：圖示為雙向變量的液壓泵和液壓馬達(dá)，兩個在高低壓側(cè)反向安裝的溢流閥可以在兩個方向上起安全保護(hù)作用。17閉式回路見右圖：通過一個與主泵相連的輔助泵，可以通過兩個單向閥向這種回路的低壓側(cè)補充液壓油。多余的油通過溢流閥回油箱。見左圖：變量液壓泵和液壓馬達(dá)的泄漏油通過獨立的管路引回油箱，所以系統(tǒng)需要補充油液。18柱塞泵的控制分類柱塞泵斜

7、軸式斜盤式閉式泵開式泵A4VSOA11VOA10VSOA10VOA10COA4VGA4VTGA4VSGA4VSHA10VGA7VOA8VOKVAA7VA2VA2VK19軸向柱塞單元（泵馬達(dá)）的分類斜軸式軸向柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵20斜軸式柱塞單元泵（馬達(dá)）原理結(jié)構(gòu)原理：如圖所示。錐形柱塞的球狀端連在驅(qū)動軸上，另一端則插在缸體孔中，缸體的軸線與驅(qū)動軸的軸線成一角度。（參見示意圖）用作泵：驅(qū)動軸通過柱塞帶動缸體轉(zhuǎn)動，柱塞則在缸體孔中來回移動，并通過與缸體配合的配油盤完成吸油和排油的過程。在變量泵中，缸體與驅(qū)動軸的夾角可以在特定的范圍內(nèi)無級變化，從而改變泵的排量。而在定量泵中，這個傾角是固定不變的。

8、用作馬達(dá)：是個逆向過程。壓力油推動柱塞在缸體孔中運動，柱塞作用在軸法蘭上的力分解后可以驅(qū)動軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。21斜軸柱塞機(jī)構(gòu)示意圖22斜軸式柱塞單元泵（馬達(dá)）組件圖結(jié)構(gòu)：見右圖。功能：用作泵時，改變傾角和轉(zhuǎn)速可以改變泵的流量；用作馬達(dá)時，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩則分別與輸入流量和進(jìn)出壓力差成正比。這種斜軸式的設(shè)計中，柱塞作用在缸體上的徑向力非常小，而缸體與配流盤之間的球面配合也使得在轉(zhuǎn)動過程中的泄漏很小。即使在高壓下，缸體和配流盤之間的壓力油膜也能保證最小的泄漏量。所以能夠保證很高的容積效率。23斜軸式柱塞泵舉例定量泵（馬達(dá)）A2F，用于開式或閉式回路中。變量泵A7VO，用于開式回路中24幾種常見類型斜軸

9、液壓泵（馬達(dá)）的職能符號定量馬達(dá)A2FM，用于開式或閉式回路，正反轉(zhuǎn)輸出均可。變量馬達(dá)A6VM，用于開式或閉式回路，單向無級變量，正反轉(zhuǎn)輸出。變量泵A7VO，用于開式回路，單向無級變量，單向轉(zhuǎn)動。變量泵A2V，用于閉式回路，雙向無級變量，雙向轉(zhuǎn)動。A，B表示壓力油口S表示吸油口T，R表示泄漏油口25斜軸式泵（馬達(dá)）旋轉(zhuǎn)組件的受力情況圖示為定量泵（馬達(dá)）組件的受力情況。在傳動軸法蘭上進(jìn)行力的分解。對泵而言，力矩轉(zhuǎn)化成了活塞的作用力；馬達(dá)的情況正好相反。26斜盤式柱塞泵（馬達(dá)）結(jié)構(gòu)特點：柱塞置于缸體孔中，其軸線與傳動軸的軸線一致。柱塞的另一端通過滑靴與斜盤滑動配合。斜盤的傾角可以改變。用作液壓泵：

10、缸體隨著驅(qū)動軸一起轉(zhuǎn)動。由于缸體的軸線與斜盤的軸線成一角度，所以柱塞會在缸體孔中前后移動，外伸時完成吸油過程，內(nèi)縮時完成排油過程。用作液壓馬達(dá)：壓力油推動柱塞外伸，斜盤對柱塞的反作用力可以分解成徑向力和軸向力，作用于高壓區(qū)柱塞上的徑向力可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，從而帶動軸轉(zhuǎn)動。27斜盤式柱塞機(jī)構(gòu)原理示意圖28斜盤式柱塞單元泵（馬達(dá)）傳動軸1，柱塞2柱塞面3,柱塞行程4斜盤5，斜盤傾角6缸體7，通軸式驅(qū)動8配流盤9，上死點10下死點11，壓力油口12吸油口13。功能原理：用作泵時，柱塞的位移通過配流盤完成吸油和排油的過程，改變斜盤的傾角和轉(zhuǎn)速可以改變泵的流量；用作馬達(dá)時，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩則分別與輸入流量和

11、進(jìn)出壓力差成正比。29斜盤式柱塞泵舉例變量泵A4VG，用于閉式回路中。工作壓力高過450 bar。變量泵A10VO，用于開式回路中。工作壓力可達(dá)315 bar。30幾種常見類型斜盤液壓泵（馬達(dá)）的職能符號變量泵A4VG，用于閉式回路，雙向無級變量，雙向驅(qū)動，可串聯(lián)一輔助泵。變量泵A4VSO/G/H，用于開式、閉式和半閉式回路，無級變量。根據(jù)回路的不同，可單向或雙向驅(qū)動。A，B表示壓力油口S表示吸油口T，R，L表示泄漏油口U表示沖洗油口31幾種常見類型斜盤液壓泵（馬達(dá)）的職能符號（2）定量馬達(dá)A4FM，用于開式或閉式回路。正反向轉(zhuǎn)動。變量泵A10VO，用于開式回路，單向無級變量，單向驅(qū)動。變量泵

12、A11VLO，用于開式回路，單向無級變量，單向驅(qū)動，內(nèi)置輔助泵。A，B表示壓力油口S表示吸油口T，R，L表示泄漏油口U表示軸承沖洗油口32液壓泵的變量控制3334泵控液壓系統(tǒng)與閥控液壓系統(tǒng)能耗比較泵控系統(tǒng)節(jié)流閥控系統(tǒng)負(fù)荷傳感閥控系統(tǒng)QQQPPP執(zhí)行機(jī)構(gòu)A執(zhí)行機(jī)構(gòu)B浪費掉的能量35泵變量控制控制了什麼 - 壓力：恒壓；負(fù)荷傳感 - 流量 - 功率油泵變量控制的要點36Vgmax.Vgmin.先導(dǎo)壓力P 恒壓控制 恒功率控制先導(dǎo)流量控制372. 變量泵系統(tǒng) - 壓力耦合 - 流量耦合38液壓油泵變量方式匯總 * 壓力控制變量 * 壓差控制變量 * 帶有反饋的排量控制變量 * 速度感應(yīng)變量 * 電子

13、控制變量 * 壓力指令變量 * 逆向控制變量39軸向柱塞泵的變量控制 Pump Control單擊獲取數(shù)據(jù)表P control壓力信號控制 P control負(fù)荷傳感控制Q control機(jī)械反饋變量DA-SSC control速度感應(yīng)變量Electronic control電子泵Pres. Comm.壓力指令變量Mooring Cont.逆向控制恒壓控制DRDP恒功率控制LR負(fù)荷傳感控制DFRPstiMn伺服控制HS / HS3EOEPDFE二次調(diào)節(jié)DS1壓力指令控制DRGqHD 液控變量HW 手動變量EP 電控變量 q 控制控制A10V-DFE1A4VSO E1 - S02速度感應(yīng)控制DA40泵的控制方式（機(jī)械手動控制）MA：手動控制MD：機(jī)械先導(dǎo)控制EM：電馬達(dá)控制41泵的控制方式（液壓機(jī)械控制）DG：直