斜軸式(彎軸式)軸向柱塞泵的典型結(jié)構(gòu)
①定量泵 圖M所示為德國力士樂( Rexroth)公司的A2F系列斜軸式定量軸向柱塞泵結(jié)構(gòu),它是在A2F型泵/馬達(dá)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。既可作液壓泵使用,也可作液壓馬達(dá)使用。該泵由泵殼2、后蓋8、傳動主軸1、芯軸3、碟形彈簧4、球面配流盤6、柱塞10、缸體11等構(gòu)成,采用球面配流,圓錐滾子軸承組支承傳動軸及驅(qū)動盤,其最大特點(diǎn)為用錐形柱塞加活塞環(huán)密封代替了原來的連桿柱塞副;傳動主軸與缸體軸線之間的夾角由25°增大為40°。因此,排量增加了52%,轉(zhuǎn)矩增大約70%。簡化了結(jié)構(gòu)和工藝,降低了成本,減小了體積和重量。但是泵對油液清潔度要求提高了,若油液清潔度不合要求,則會縮短其使用壽命。產(chǎn)品最高壓力達(dá)45MPa,排量為12~180mL/r,適用于工程、冶金、礦山、起重運(yùn)輸和石油等機(jī)械設(shè)備的開式和閉式液壓系統(tǒng)。
②變量泵 圖N所示為德國Rexroth公司A7V系列斜軸式變量柱塞泵結(jié)構(gòu),其芯部零件結(jié)構(gòu)與A2F泵/馬達(dá)相同,都是傳動主軸18旋轉(zhuǎn)通過連桿柱塞副17帶動缸體1旋轉(zhuǎn),使柱塞在缸體孔內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)吸油和壓油動作。該泵有恒壓變量、恒功率變量及電控比例變量等變量方式。
圖N所示泵的變量機(jī)構(gòu)由裝在后蓋中的變量活塞4、撥銷9、控制閥芯8、閥套7、調(diào)節(jié)彈簧6、調(diào)節(jié)螺釘5、噴嘴15、先導(dǎo)活塞14、導(dǎo)桿13及大小彈簧10與11等組成。傳動軸及驅(qū)動盤采用球軸承組支承。變量活塞4為階梯狀的柱塞,其上端直徑較細(xì)稱變量活塞小端,而下部直徑較粗稱變量活塞大端。變量活塞大端有一橫孔,穿過一個撥銷,撥銷的左端與配流盤的中心孔相配合,撥銷的右端套在導(dǎo)桿上。變量活塞上腔為高壓,下腔為低壓,從而在兩端壓力差作用下上下滑動,帶動配流盤沿著后蓋的弧形滑道滑動,從而改變缸體軸線與主軸之間的夾角。故在主軸轉(zhuǎn)速不變時就可通過壓力的變化改變輸出流量的大小。
變量活塞的上腔通過油道與壓油口的高壓油相通,同時這股高壓油連通到控制閥芯8的兩個臺階之間。當(dāng)壓力不高時,壓力油作用于先導(dǎo)活塞上并推動導(dǎo)桿傳到控制閥芯上的力小于或等于調(diào)節(jié)彈簧的力,高壓油被控制閥芯的兩個臺階封住,高壓油通不到變量活塞所在的大腔。這時,變量活塞上腔為高壓、下腔為低壓,在壓差的作用下變量活塞處于下端,即處于最大擺角,流量最大。
當(dāng)壓力升高時,高壓油通過噴嘴作用到先導(dǎo)活塞上端并推動控制閥芯。由于此推動力大于調(diào)節(jié)彈簧力,控制閥芯向下移動,使高壓油通過一橫孔流入變量活塞的下腔。這時,變量活塞上下兩端壓力相等,由于下端面積大于上端面積,故變量活塞在兩端壓力差的作用下向上運(yùn)動,從而使擺角變小,實(shí)現(xiàn)了變量的目的。與此同時,套在導(dǎo)桿上的大、小彈簧也受到壓力,該壓力通過導(dǎo)桿作用于先導(dǎo)活塞上,使先導(dǎo)活塞下端受到的力與上端的液壓力相平衡,導(dǎo)桿對控制閥芯的壓力減小,此時控制閥芯下端受調(diào)節(jié)彈簧的彈簧力大于上端導(dǎo)桿對它的壓力便向上移動,直到切斷閥套上橫孔的控制油路,于是變量活塞就固定在某一個位置上。當(dāng)壓力減小,低于恒功率曲線上的某一點(diǎn)時,調(diào)節(jié)彈簧通過作用于控制閥芯、導(dǎo)桿傳到先導(dǎo)活塞上的壓力大于先導(dǎo)活塞上端的液壓力,控制閥芯在調(diào)節(jié)彈簧的作用下向閥套上方移動,將變量閥芯大腔的控制油與低壓腔連通,變量活塞小端壓力高而大端壓力低,變量活塞又在壓差的作用下向下移動,使缸體與主軸之間的擺角增大。同時,大、小彈簧對先導(dǎo)活塞的壓力減小,先導(dǎo)活塞在上面壓力的作用下又推動導(dǎo)桿和控制閥芯下移,直到與調(diào)節(jié)彈簧的力相平衡,這時變量活塞又在某一位置處于新的平衡狀態(tài)。
當(dāng)壓力升高,開始變量以后,壓力升高則流量減小,泵從大擺角向小擺角變化;反之,當(dāng)壓力減小,則泵從小擺角向大擺角變化,流量增大。因此,可以始終大致保持流量與壓力的乘積不變,即恒功率變量。
此種泵采用了重載長壽命軸承,可廣泛應(yīng)用于行走機(jī)械及各種工業(yè)設(shè)備的液壓系統(tǒng)。圖O所示為斜軸式變量柱塞泵的實(shí)物外形,其壓力達(dá)40MPa,排量范圍為20.5~500mL/r,最高轉(zhuǎn)速達(dá)4750r/min。