第3章液壓動力元件1

1、第第3章章 液壓動力元件液壓動力元件 液壓動力元件通常為液壓泵，它將原動機（電動機或內(nèi)燃機）輸入的機械能（輸出軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，為液壓傳動系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液體。它是液壓系統(tǒng)不可缺少的核心元件，其性能直接影響到系統(tǒng)的正常工作。3.1 液壓泵概述液壓泵概述 3.1.1 3.1.1 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理 液壓泵是靠密封腔容積的變化來工作的。圖3-1所示是一單柱塞液壓泵的工作原理圖。圖中柱塞2安裝在缸體3中形成一個密封容積a，柱塞在彈簧4的作用下始終緊靠在偏心輪1上。 原動機驅(qū)動偏心輪1旋轉(zhuǎn)時，柱塞2將作往復(fù)運動，使密封容積a的大小發(fā)生周期性的交替變化。

2、當(dāng)a由小變大時就形成部分真空，油箱中的油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開單向閥6進入油箱a而實現(xiàn)吸油；當(dāng)a由大變小時，a腔中吸滿的油液將頂開單向閥5流入系統(tǒng)而實現(xiàn)壓油。原動機驅(qū)動偏心不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油，這樣液壓泵就將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能輸出。 圖3-1 液壓泵工作原理圖3-1 液壓泵工作原理圖3-1 液壓泵工作原理 3.1.2 液壓泵的性能參數(shù)液壓泵的性能參數(shù)1 1液壓泵的壓力液壓泵的壓力（1）工作壓力 液壓泵實際工作時的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力的大小取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無關(guān)。（2）額定壓力 液壓泵在正常工作條件下，按試

3、驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。超過此值即為過載。（3）最高允許壓力 在超過定額壓力的條件下，根據(jù)試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運行的最高壓力值，稱為液壓泵的最高允許壓力。一般最高允許壓力為額定壓力的1.1倍。超過這個壓力液壓泵將很快損壞。 2 2液壓泵的排量和流量液壓泵的排量和流量（1）排量 排量是由計算泵密封容腔幾何尺寸的變化而得到的泵每轉(zhuǎn)排出油液的體積。在工程上，它可以用無泄漏的情況下，泵每轉(zhuǎn)所排出的油液體積來表示。其國際標(biāo)準(zhǔn)單位為m3/r，常用的單位為mL/r。（2）理論流量qt理論流量是指在不考慮液壓泵泄漏流量的情況下，該泵在單位時間內(nèi)所排出的液體體積。如果液壓泵的排

4、量為V，其主軸轉(zhuǎn)速為n，則該液壓泵的理論流量qt為 qt=nVp （3-1）（3）實際流量qp它是泵工作時的輸出流量，這時的流量必須考慮到泵的泄漏。它等于泵理論流理減去泄漏損失的流量q，即 qp=qtq （3-2）（4）額定流量qn它是泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下輸出的流量。由于泵存在泄漏，所以泵實際流量qp和額定流量qn都小理理論流理qt。 3 3液壓泵的功率損失、功率和效率液壓泵的功率損失、功率和效率（1）液壓泵的功率損失液壓泵的功率損失有容積損失和機械損失兩部分。容積損失 容積損失是指液壓泵流量上的損失。液壓泵的實際輸出流量總小于其理論流量，其主要原因是液壓泵內(nèi)部高壓腔的泄漏，油液的壓縮以及

5、在吸油過程中由于吸油阻力太大、油液黏度大以及液壓泵轉(zhuǎn)速高等原因而導(dǎo)致油液不能全部充滿密封工作腔。機械損失 機械損失是指液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失。液壓泵的實際輸入轉(zhuǎn)矩T總是大于理論上所需要的轉(zhuǎn)矩Tt，其主要原因是液壓泵體內(nèi)相對運動部件之間因機械摩擦而引起的摩擦轉(zhuǎn)矩?fù)p失以及液體的黏性而引起的摩擦損失。 （2）液壓泵的功率理論功率 液壓泵的輸入為機械能，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速；其輸出為壓力能，表現(xiàn)為壓力和流量。當(dāng)液壓泵輸出的壓力驅(qū)動液壓缸克服負(fù)載F以速度v運動時，若不考慮能量損失，則液壓泵和液壓缸的理論功率為Pt=2nT=Fv=pAv=pqt=pVn （3-3）式中：n為液壓泵的轉(zhuǎn)速；Tt為驅(qū)動液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩

6、；p為液壓泵的工作壓力；A為液壓缸的有效工作面積。輸入功率Pi 液壓泵的輸入功率是指作用在液壓泵主軸上的機械功率，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩為T，角速度為時，有Pi=T=2nT （3-4）輸出功率po 液壓泵的輸出功率是指液壓泵在工作過程中吸、壓油口間的壓差p和輸出流量qv的乘積，即po=pqv （3-5） 式中：p為液壓泵吸、壓油口之間的壓力差（N/m2）；qv為液壓泵的實際輸出流量（m3/s）；p為液壓泵的輸出功率（Nm2或W）。在實際的計算中，若油箱通大氣，則液壓泵吸，壓油口之間的壓力差往往用液壓泵出口壓力p代替.（3）液壓泵的效率容積效率容積效率 通常用來表征容積損失。容積效率等于液壓泵的實際流量與理

7、論流量比值. ttttppvqqqqqqq1液壓泵的泄漏量隨壓力升高而增大，相應(yīng)其容積效率也隨壓力升高而降低。因此，液壓泵的實際輸出流量為pvpvtpVnqq 機械效率機械效率通常用來表征機械損失。機械效率等于驅(qū)動液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩與實際轉(zhuǎn)矩的比值，即液壓泵的總效率 為其實際輸出功率和實際輸入功率的比值，即TTtpmpmpvpmtntpppioTVqqnTqpPP/22 3.1.3 3.1.3 液壓泵的分類液壓泵的分類液壓泵的類型很多，按其排量能否調(diào)節(jié)，可分為定量泵和變量泵；按其輸油方向能否改變，可分為單向泵和雙向泵；按其額定壓力的高低，可分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；按液壓泵的結(jié)構(gòu)形式，可分為齒

8、輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等。每類泵中還有多種形式，例如：齒輪泵有外嚙合式和內(nèi)嚙合式，葉片泵有單作用式和雙作用式，柱塞泵有徑向式和軸向式等。常見的液壓泵的圖形符號如圖3-3所示。3.2 齒輪泵 齒輪泵是一種常用的液壓泵。其主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，體積小，重量輕，自吸性能好，對油液污染不敏感和工作可靠等。其主要缺點是流量和壓力脈動大，噪聲大，排量不可調(diào)。 按齒輪的嚙合形式的不同，齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。由于外嚙合齒輪泵制造工藝簡單、加工方便，因而應(yīng)用最廣。下面分別介紹它們的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和性能。 3.2.1 齒輪泵的工作原理齒輪泵的工作原理圖3-5所示為其工作

9、原理圖。由于齒輪兩端面與泵蓋的間隙以及齒輪的齒頂與泵體內(nèi)表面的間隙都很小，因此，一對嚙合的輪齒將泵體、前后泵蓋和齒輪包圍的密封容積分隔成左、右兩個密封的工作腔。當(dāng)原動機帶動齒輪按如圖3-5所示的方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)的輪齒不斷退出嚙合，而左側(cè)的輪齒不斷進入嚙合。因嚙合點的嚙合半徑間，其密封工作腔容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經(jīng)泵的吸油口進入這個密封油腔吸油腔。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，吸入的油液被齒間轉(zhuǎn)移到左側(cè)的密封工作腔。左側(cè)進入嚙合的輪齒使密封油腔壓油腔容積逐漸減小，把齒間油液擠出，從壓油口輸出，壓入液壓系統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，泵連續(xù)不斷地吸油和壓油。

10、 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點分析（1）齒輪泵的困油現(xiàn)象齒輪泵要能連續(xù)地供油，就要求齒輪嚙合的重疊系數(shù)大于1，也就是當(dāng)一對輪齒尚未脫開嚙合時，另一對輪齒已進入嚙合。這樣，在這兩對輪齒同時嚙合的瞬間，在兩對輪齒的齒向嚙合線之間形成了一個封閉容積。此時，一部分油液也就被困在這一封閉容積中（見圖3-6（a），齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，這一封閉容積便逐漸減小，到兩嚙合點處于圖3-6（b）所示節(jié)點兩側(cè)的對稱位置時，封閉容積為最小。齒輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，封閉容積又逐漸增大，直到圖3-6（c）所示位置時，容積又變?yōu)樽畲?。在封閉容積減小時，被困油液受到擠壓，壓力急劇上升，使軸承上突然受到很大的載荷沖擊，使泵劇烈震動，這時高壓油從一切可

11、能泄漏的縫隙中擠出，從而造成功率損失，油液發(fā)熱等現(xiàn)象。當(dāng)封閉容積增大時，由于沒有油液補充，因此形成局部真空，使原來溶解于油液中的空氣分離出來，形成了氣泡。油液中產(chǎn)生氣泡后，會引發(fā)噪聲、氣蝕等一系列惡果。以上情況就是齒輪泵的困油的現(xiàn)象。這種困油現(xiàn)象極為嚴(yán)重地影響著泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。 （2）徑向不平衡力 齒輪泵工作時，在齒輪和軸承上承受徑向液壓力的作用。如圖3-7所示，泵的右側(cè)為吸油腔，左側(cè)為壓油腔。當(dāng)壓油腔內(nèi)有液壓力作用于齒輪，沿著齒頂流動的泄漏油也會承受大小不等的壓力，這就是齒輪和軸承到的徑向不平衡力。液壓力越高，這個不平衡力就越大，其結(jié)果不僅加速了軸承的磨損，降低了軸承的壽命，甚至使

12、軸變形，造成齒頂和泵體內(nèi)壁的摩擦等。為了解決徑向力不平衡問題，在有些齒輪泵上，采用開壓力平衡槽的辦法來消除徑向不平衡力，但這將使泄漏增大，容積效率降低。CB-B型齒輪泵則采用縮小壓油腔，以減少液壓對齒頂部分的作用面積來減小徑向不平衡力，所以泵的壓油口孔徑比吸油口孔徑要小。 （3）齒輪泵的泄漏途徑 在液壓泵中，運動件間是靠微小間隙密封的。這些微小間隙在運動學(xué)上形成摩擦副，而高壓腔的油液通過間隙向低壓腔泄漏是不可避免的。齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔去：一是通過齒輪嚙合線處的間隙（齒側(cè)間隙），二是通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間隙的徑向間隙（齒頂間隙），三是通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙（

13、端面間隙）。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，壓力越高，由間隙泄漏的液壓油液就越多。因此為了實現(xiàn)齒輪泵的高壓化，提高齒輪泵的壓力和容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上來采取措施。一般采用對齒輪端間隙進行自動補償?shù)霓k法。 3提高齒輪泵壓力的的措施要提高齒輪泵的工作壓力，必須減少端面泄漏，可以采用浮動套或浮動側(cè)板，使軸向間隙能自動補償。圖3-8所示是采用浮動軸套的結(jié)構(gòu)，利用特制的通道把壓力油引入右腔，在油壓的作用下，浮動軸套以一定的壓緊力壓向齒輪端面，壓力愈大、壓得愈緊，軸向間隙就愈小，因而減少泄漏。當(dāng)泵在較低壓力下工作時，壓緊力隨之減小，泄漏也不會增加。采用了浮動加軸套結(jié)構(gòu)之后，浮動軸套在壓力油的作用下可

14、以自動補償端面間隙的增大，從而限制了泄漏，提高了壓力，同時具有較高的容積效率與較長的使用壽命，因此在高壓齒泵中應(yīng)用得十分廣泛。 3.2.3 3.2.3 內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵兩種，如圖3-9所示。一對相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉油腔被輪齒嚙合線和月牙板分隔成兩部分，如圖3-9(a)所示，圖3-9(b)為不設(shè)月牙板的擺線齒輪泵。當(dāng)傳動軸帶動小齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，圖中左側(cè)輪齒逐漸脫開嚙合，密閉油腔容積增大，為吸油腔；右側(cè)輪齒逐漸進入嚙合，密閉油腔容積減小，為壓油腔。 3.3 葉片泵 葉片泵和其他液壓泵相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、瞬時流量脈動

15、微小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、使用壽命較長等優(yōu)點，在中高壓系統(tǒng)中得到廣泛使用，例如機床液壓系統(tǒng)。但也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸油性能較差、對油液污染比較敏感等缺點。 葉片泵分為單作用式和雙作用式兩種。下面分別加以介紹。3.3.1 單作用式葉片泵單作用式葉片泵如圖3-10所示，單作用葉片泵是由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3和配流盤等組成。定子的工作表面是一個圓柱表面，定子與轉(zhuǎn)子不同心安裝，有一偏心距e。轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，在離心力和葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，在定子、轉(zhuǎn)子每兩個葉片和兩側(cè)配流盤之間就形成了一個個密封腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖3.10所示的方向轉(zhuǎn)動時，圖3.10中右邊葉片逐漸伸出，密封工作腔和容積逐漸

16、增大，產(chǎn)生局部真空，于是油箱中的油液在大氣壓力的作用下，由吸油口經(jīng)配流盤的吸油窗口（圖3.10中虛線所示的形槽），進入這些密封工作腔，這就是吸油過程。反之，圖3.10中左面的葉片被定子內(nèi)表面推入到轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，密封工作腔容積逐漸減小，腔內(nèi)的油液受到壓縮，經(jīng)配流盤的壓油窗口排到泵外，這就是壓油過程。在吸油腔和壓油腔之間有一段封油區(qū)，將吸油腔和壓油腔隔開。泵轉(zhuǎn)一周，葉片在槽中滑動一次，進行一次吸油、排油、故稱為單作用式葉片泵。 2 2單作用葉片泵的流量單作用葉片泵的流量 根據(jù)定義，葉片泵的排量V應(yīng)由油泵中密封工作腔的數(shù)目Z和每個密封工作腔在壓油時的容積變化量V的乘積來決定（如圖3-11所示）。單作用

17、葉片泵每個密封工作腔在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周中的容積變化量為V=V1V2。設(shè)定子內(nèi)半徑為R，定子寬度為B，兩葉片之間的夾角為 。兩個葉片形成一個容積，V近似等于扇形體積V1和V2之差，即 單作用葉片泵的流量是有脈動的，理論分析表明，泵內(nèi)的葉片數(shù)愈多，流量脈動率愈小，此外，奇數(shù)葉片泵的脈動率比偶數(shù)葉片泵的脈動率小。ReBZ4e)(Re)B(R21VVV22213.3.2 雙作用式葉片泵雙作用式葉片泵 1 1雙作用式葉片面性的工作原理雙作用式葉片面性的工作原理 如圖3-12所示，雙作用式葉片泵的組成同單作用式葉片泵一樣。它分別有兩個吸油口和兩個壓油口。定子1和轉(zhuǎn)子2的中心重合，定子內(nèi)表面近似于長徑為R、短徑為

18、 的橢圓形，并有兩對均布的配油窗口。兩個相對的窗口連通后分別接進出油口，構(gòu)成兩個吸油口和兩個壓油口。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個密封工作空間完成兩次吸油和壓油，所以又稱為雙作用式葉片泵。 2雙作用式葉片泵的流量 雙作用式葉片泵的流量推導(dǎo)過程（圖3-13）同單作用式葉片泵一樣。在不考慮葉片的厚度和傾角影響時，雙作用式葉片泵的排量為 （3-15） 式中：R定子大圓弧半徑； 定子小圓弧半徑； B葉片寬度。 泵的輸出流量為)(2)(222222rRBBrRZVv22v)(2nrRBVnq3.3.3 限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵 如上所述，單作用葉片泵是由于轉(zhuǎn)子相對定子有一個偏心距 ，使泵軸在旋轉(zhuǎn)時密封工作油

19、腔的容積產(chǎn)生變化，密封油腔的容積變化量即為泵的排量，如果改變 的大小，就會改變泵的排量，這就是變量葉片泵的工作原理。 限壓式變量葉片泵按改變偏心方式分為手動調(diào)節(jié)變量和自動調(diào)節(jié)變量兩種，自動調(diào)節(jié)變量中又分為限壓式、穩(wěn)流量式、恒壓式等。 1 1限壓式變量葉片泵的工作原理限壓式變量葉片泵的工作原理限壓式變量葉片泵的流量隨負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)，它按照控制方式分為內(nèi)反饋和外反饋兩種形成。如圖3-14所示為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理：轉(zhuǎn)子的中心O是固定不變的，定子（其中心為O1）可以水平左右移動，它在調(diào)壓彈簧的作用下被推向右端，使定子和轉(zhuǎn)子的中心保持一個偏心距 。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子上部為

20、壓油區(qū)，壓力油的合力把定子向上壓在滑塊滾針支承上。定子右邊有一個反饋柱塞，它的油腔與泵的壓油腔相通。設(shè)反饋柱塞的面積為A，則作用在定子上的反饋力為 。當(dāng)液壓力小于彈簧力 時，彈簧把定子推向最右邊，此時偏心距為最大值 ， 。當(dāng)泵的壓力增大， 時，反饋力克服彈簧力，把定子向左推移，偏心距減小，流量降低。當(dāng)壓力大到泵內(nèi)偏心距所產(chǎn)生的流量全部用于補償泄漏時，泵的輸出流量為零，不管外載再怎樣加大，泵的輸出壓力不會再升高，這就是此泵被稱為限壓式變量葉片泵的原因。外反饋的意義則表示反饋力是通過柱塞從外面加到定子上的。 2 2限壓式變量葉片泵的特性曲線限壓式變量葉片泵的特性曲線 當(dāng) 時，油壓的作用力還不能克服

21、彈簧的預(yù)壓緊力時，定子的偏心距不變，泵的理論流量不變，但由于供油壓力增大時，泄漏量增大，實際流量減小，所以流量曲線如圖3-15曲線AB段所示。當(dāng) = 時，B點為特性曲線的轉(zhuǎn)折點。當(dāng) 彈簧受壓縮，定子偏心距減小，使流量降低，如圖3-15曲線BC段所示。隨著泵工作壓力的增大，偏心距減小，理論流量減小，泄漏量增大，當(dāng)泵的理論流量全部用于補償泄漏量時，泵實際向外輸出的流量等于零，這時定子和轉(zhuǎn)子間維持一個很小的偏心量，這個偏心量不會再繼續(xù)減小，泵的壓力也不會繼續(xù)升高。這樣泵輸出壓力也就被限制到最大值 。液壓系統(tǒng)采用這種變量泵，可以省去溢流閥，并可減少油液發(fā)熱，從而減小油箱的尺寸，使液壓系統(tǒng)比較緊湊。 3

22、 3特性曲線的調(diào)節(jié)特性曲線的調(diào)節(jié)由前面的工作原理可知：改變反饋柱塞的初始位置，可以改變初始偏心距 的大小，從而改變了泵的最大輸出流量，即使曲線AB段上下平移；改變壓力彈簧的預(yù)緊力 的大小，可以改變 的大小，使曲線的拐點B左右平移；改變壓力彈簧的剛度，可以改變曲線BC的斜率，使彈簧剛度增大，BC段的斜率變小，曲線BC段趨于平緩。掌握了限壓式變量泵的上述特性，便可以很好地為實際工作服務(wù)。例如，在執(zhí)行元件的空行程、非工作階段時，可使限壓變量泵工作在曲線的AB段，這時泵輸出流量最大，系統(tǒng)速度最高，從而提高了系統(tǒng)的效率；在執(zhí)行元件工作行程時，可使泵工作在曲線的BC段，這時泵輸出較高的壓力并根據(jù)負(fù)載大小的

23、變化自動調(diào)節(jié)輸出流量的大小，以適應(yīng)負(fù)載速度的要求。又如：調(diào)節(jié)反饋柱塞的初始位置，可以滿足液壓系統(tǒng)對流量大小不同的需要；調(diào)節(jié)壓力彈簧的預(yù)緊力，可以適應(yīng)負(fù)載大小不同的需要等。若把調(diào)壓彈簧拆掉，換上剛性擋塊，限壓式變量泵就可以作定量泵使用。3.4 柱塞泵 3.4.1 3.4.1 軸向柱塞泵軸向柱塞泵軸向柱塞泵的缸體直接安裝在傳動軸上，通過斜盤使柱塞相對缸體往復(fù)運動。壓力和功率較小者，以柱塞的球端直接與斜盤作點接觸；壓力和功率較大者，柱塞通常是通過滑履與斜盤接觸。1直軸式軸向柱塞泵的工作原理柱塞泵依靠柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動，使得密封油腔的容積變化而實現(xiàn)吸油和壓油，如圖3-17所示。斜盤式軸向柱塞泵是由

24、缸體4（轉(zhuǎn)子）、柱塞3、斜盤2、配流盤5、傳動軸1等主要部件組成的。柱塞和配流盤形成若干個密封的工作油腔，斜盤傾角（斜盤工作表面與垂直于軸線方向的夾角）為 。油缸體內(nèi)均勻分布著幾個柱塞孔，柱塞在柱塞孔里滑動。當(dāng)傳動軸帶著缸體和柱塞一起旋轉(zhuǎn)時（圖3-17所示為逆時針），柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動。在自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)，柱塞逐漸向外伸出，使缸體內(nèi)密封油腔的容積增加，形成局部真空，于是油液就通過配流盤的吸油窗口 進入缸體中。在自上而下的半周內(nèi)，柱塞被斜盤推著逐漸向里縮回，使密封油腔的容積減小，將液體從配油窗口b排出去。這樣，缸體每轉(zhuǎn)動一周，完成一次吸油和一次壓油過程。 軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點（1）柱塞和

25、柱塞孔的加工、裝配精度高。柱塞上開設(shè)均壓槽，以保證軸孔的最小間隙和良好的同心度，使泄漏流量減小。（2）缸體端面間隙的自動補償。由圖3-17可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機械裝置或彈簧的推力外，還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大很多，而且隨泵工作壓力的增大而增大。由于缸體始終受力緊貼著配流盤，所以使端面間隙得到了補償。（3）滑履結(jié)構(gòu)。在斜盤式軸向柱塞泵中，如果各柱塞球形頭部直接接觸斜盤而滑動，即為點接觸式，這種形式的液壓泵，因其接觸應(yīng)力大而極易磨損，故只能用在p10MPa的場合，當(dāng)工作壓力增大時，通常都在柱塞頭部裝一滑履（圖3-18）?；陌挫o壓原理設(shè)計，缸體中的壓力

26、油經(jīng)柱塞球頭中間的小孔流入滑履油室，致使滑履和斜盤間形成液體潤滑，因此減少了滑履的磨損。使用這種結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵壓力可達32Mpa以上，流量也可以很大。 （4）軸向柱塞泵沒有自吸能力。軸向柱塞泵靠加設(shè)輔助設(shè)備，如采用回程盤或在每個柱塞后加返回彈簧，也可在柱塞泵前安裝一個輔助泵提供低壓油液，強行將柱塞推出，以便吸油充分。（5）變量機構(gòu)。變量軸向柱塞泵中的主體部分大致相同，其變量機構(gòu)有各種結(jié)構(gòu)形成，有手動、手動伺服、恒功率、恒流量、恒壓變量等。圖3-19所示的是手動伺服變量機構(gòu)簡圖。該機構(gòu)由缸筒1、活塞2和伺服閥組成?；钊?的內(nèi)腔構(gòu)成了伺服閥的閥體，并有c、d和e三個孔道分別溝通缸筒1的下腔a、上

27、腔b和油箱。主體部分的斜盤4或缸體通過適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)與活塞2下端相連，利用活塞2的上下移動來改變傾角。當(dāng)用手柄操縱伺服閥閥芯3向下移動時，上面的閥口打開，a腔中的壓力油經(jīng)孔道c通向b腔，活塞因上腔面積大于下腔的面積而向下移動，活塞2移動時又使伺服閥上的閥口關(guān)閉，最終使活塞2停止運動。同理，當(dāng)閥芯向上移動時，下面的閥口打開，b腔經(jīng)孔道d和e接通油箱，活塞在a腔壓力油的作用下向上移動，并在該閥口關(guān)閉時自行停止運動。變量機構(gòu)就是這樣依照伺服閥的動作來實現(xiàn)其控制的。 3.4.2 3.4.2 徑向柱塞泵徑向柱塞泵1徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞砂的工作原理如圖3-16所示。它是由柱塞1、缸體2（又稱轉(zhuǎn)子）、襯

28、套（傳動軸）3、定子4和配流軸5等組成。轉(zhuǎn)子的中心與定子中心之間有一偏心距 ，柱塞徑向排列安裝在缸體中，缸體由原動機帶動連同柱塞一起旋轉(zhuǎn)，柱塞在離心力（或低壓油）的作用下抵緊定子內(nèi)壁，當(dāng)轉(zhuǎn)子連同柱塞按圖3-16所示方向旋轉(zhuǎn)時，上半周的柱塞往外滑動，柱塞底部的密封工作腔容積增大，于是通過配流軸軸向孔吸油；下半周的柱塞往里滑動，柱塞孔內(nèi)的密封工作腔容積減小，于是通過配流軸軸向孔壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，柱塞在缸孔內(nèi)吸油、壓油各一次。 當(dāng)移動定子改變偏心距 的大小時，泵的排量就得到了改變；當(dāng)移動定子使偏心距從正值變?yōu)樨?fù)值時，泵的吸、壓油腔就互換。因此徑向柱塞泵可以制成單向或雙向變量泵。徑向柱塞泵徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，自吸能力差，且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了其轉(zhuǎn)速與壓力的提高，故應(yīng)用范圍較小，常用于拉床、壓力機或船舶等大功率系統(tǒng)。3.5 液壓泵的性能比較及應(yīng)用 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是供給系統(tǒng)一定流量和壓力的油液，因此也是液系統(tǒng)的核心元件。合理地選擇液壓泵對于降低液壓系統(tǒng)的能耗。提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。 選擇液壓泵的原則是：應(yīng)根據(jù)主機工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，首先確定液壓泵的結(jié)構(gòu)類型，然后按系統(tǒng)所