Rexroth力士乐柱塞泵工作原理与说明.doc

1、Rexroth 力士乐柱塞泵工作原理与说明 Rexroth 柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的 变化来实现吸油与压油的液压泵，与齿轮泵和叶 片泵相比， 这种泵有许多优点。首先，构成密封容积的零件为圆柱形的柱 塞和缸孔，加工方便，可得到较 高的配合精度，密封性能好， 在高压工作仍有较高的容积效率；第二，只需改变柱塞的工作 行程就能改变 流量，易于实现变量；第三，柱塞泵中的主要 零件均受压应力作用，材料强度性能可得到充分利用。由于 柱塞泵压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便，故在需要 高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙 门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械

2、、船舶上得 到广泛的应用。柱塞泵按柱 塞的排列和运动方向不同，可分 为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类 Rexroth 柱塞泵工作原理与说明柱塞泵原理 一、径向柱塞泵 特征：各柱塞排列在传动轴半径方向，即柱塞 中心线垂直于传动轴中心线 1. 径向柱塞泵的工作原理 结构： 定子、转子、柱塞、配油轴等 偏心 固定 工作原理：V 密形成同上 上半周，吸油 V 密变化转子顺转 下半 周，压油 排量 V = d22ez/4 2） 流量 qt = Vn =d22ezn/4 q = Vnpv =d22eznpv/4 变量原理：径向柱 塞泵的排量和流量 改变偏心距的大小和方向， 即可以改变输 出油液的大小和方向。

3、 阀配流径向柱塞泵的工作原理 径向柱 塞泵的特点： 流量大，压力高，便于作成多排柱塞的形式，工 作可靠但径向尺寸大， 自吸能力差， 配流轴径向力不平衡， 易磨损，间隙不能补偿， 故限制了转速和压力的提高。1.轴向 柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同 缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。 轴向柱塞泵有两种形式,直轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式), 二、轴向柱塞泵 特征：柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线 1. 轴向柱塞泵的工作原理 1） 斜盘式轴向柱塞泵 组成：配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘等 工作原理：V 密形成柱塞和缸体配合而成 右半周，V 密增 大，吸油 V

4、密变化，缸体逆转 左半周，V 密减小，压油 吸压 油口隔开配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔 2） 斜轴式轴向柱塞泵 特点：传动轴轴线与缸体轴线倾斜一 角。 组成： 工作原理：V 密形成同上 右半周，吸油 V 密变化传动轴逆转 左半周，压油 吸压油口隔开同 上 2. 轴向柱塞泵的排量和流量 1） 排量 若柱塞数为 z,柱塞直径为 d,柱塞孔的分布圆直径为 D, 斜盘倾角为 ， 则柱塞的行程为：h=Dtan,故缸体转一 转， 泵的排量为： V=Zhd /4= d2 ZD(tan)/4 2） 流 量 理论流量： qT = Vn = d2D(tan)z/4 实际流量： q = qTpv =d2D(t

5、an)zpv/4 结论： (1) qT = f(几何参数、 n、) (2) n = c 大小变化，流量大小变化 方向变化，输油方向 变化 变量原理： = 0 q = 0 大小变化，流量大小变化 方向变化，输油方向变化 轴向柱塞泵可作为双向变量 泵 瞬时流量： 柱塞的轴向位移： s = ab=oa-ob = Dtan/2 Dcosttan/2 = D(1-cost)tan/2 柱塞的 瞬时移动速度： u = ds/dt = Dtansint/2 单个柱塞的 瞬时流量为： q=d2u/4=d2Dtansint/8 单个柱 塞的瞬时流量按正弓玄规律变化 整个泵的瞬时流量也按正 弓玄规律变化 故 瞬时

6、流量是脉动的，其脉动情况用脉动率 来表示， 一般： z = 奇数， 小 z = 偶数， 大 常取 z = 7 或 z = 9 3. 轴向柱塞泵的结构 （1） 斜盘式轴向柱塞泵 1） 非通轴式轴向柱塞泵 CY141 轴向柱塞泵主体部分： 使泵具有自吸性能 中心弹簧 提高容积效率 中心弹簧 缸体端 面间隙的自动补偿 缸体底部通油孔 p * 除中心弹簧使缸体 紧压配流盘外，柱塞孔底部的液压力也使缸体紧贴配 流盘,补 偿端面间隙，提高了容积效率 A 滑靴和斜盘 球形头部和 斜盘接触为点接触，接触应力大，易磨损。 柱塞头部结构 滑 靴结构和斜盘接触为面接触，大大降低了磨损。 B 柱塞和 缸体 CY141

7、 轴向柱塞泵变量机构 手动*转动手轮控制斜盘， 改变倾角即可 变量机构 自动 2） 通轴式轴向柱塞泵 非通轴 结构（半轴）：受力状态不佳，寿命短，噪声大，成本高。 区 别 通轴结构：主轴采用两端支承，受力情况变好；在泵的外 端安装 一小型辅助泵,简化油路。 （2） 斜轴式轴向柱塞泵 特点：传动轴轴线与缸体轴线倾斜一 角。 工作原理： V 密形成同上 右半周，吸油 V 密变 化传动轴逆转 左半周，压油 吸压油口隔开同上 ) 2.轴向柱塞泵的排量和流量计算： 轴向柱塞泵的实际数输出流 量为 其余符号意义同前。 实际上,由于柱塞在缸体孔中运动 的速度不是恒速的,因而输出流量是有脉动的,当柱塞数为奇数

8、 时,脉 动较小,且柱塞数多脉动也较小,因而一般常用的柱塞泵 的柱塞个数为 7、9 或 11。 叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其 工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。 所以它被广泛 应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低 液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污 染 也比较敏感。 根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油 液次数的不同，叶片泵分为两类，即完成一次吸、排油液的单 作用叶片泵和完成两次吸、排油液的双作用叶片泵，单作用叶 片泵多为变量泵，工作压力最大为 7.0Mpa，双作用叶片泵均 为定量泵，一般最大工作压力亦为 7.0Mpa，结构经改进的高压 叶片

9、泵最大的工作压力可达 16.021.0Mpa。 直轴式轴向柱塞泵的工作原理, 这种泵主体由缸体 1、配油盘 2、柱塞 3 和斜盘 4 组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘 轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装置或在低压油作用下 压紧在斜盘上(图中为弹簧),配油盘 2 和斜盘 4 固定不转,当原 动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸 体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进 行吸油和压 油。回转方向,当缸体转角在 2 范围内,柱塞向外伸出,柱 塞 底部缸孔的密封工 作容积增大,通过配油盘的吸油窗口吸油;在 0 范围内,柱塞被斜盘推入缸体,使缸孔容积减小,通过配油 盘 的压油窗口压油。缸体每转一周,每个柱塞各完成吸、压油 一次,如改变斜盘倾角 ,就能改变柱塞行程的长 度,即改变液 压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即 成为双向变量泵。 Rexroth 柱塞泵工作原理与说明