1、 1.轴向柱塞泵概述 1.1 轴向柱塞泵简介 轴向柱塞泵由于柱塞结构紧凑、 工作压力高、 效率高、 容易实现变量等优点， 因此被广泛应用于工作压力高、流量大而又需要调节的液压系统中。 轴向柱塞泵可分为阀配流与轴配流两大类。阀配流轴向柱塞泵存在故障率 高、效率低等缺点。国际上 70、80 年代发展的轴配流轴向柱塞泵克服了阀配流 轴向柱塞泵的不足。由于轴向泵结构上的特点，轴配流轴向柱塞泵耐冲击、寿命 长、控制精度高。使其成为一种优良的高压泵，代表当今国际上液压泵制造的先 进水平。但是，它技术含量高、加工制造难度大，国际上只有博世（ BOSCH）公 司、沃依特（ VOITH）公司等少数几家公司能够生
2、产。而博世公司只能生产 90mL 以下规格的泵，沃依特公司只生产 110 一 250mLr 规格的泵。 我国从 80 年代末 90 年代初有很多科研机构与生产厂家开始研究开发这种 产品，但都没有取得实质性进展。主要因为在理论上有待深化，在实际生产中不 能解决转子与配流轴、滑靴与定子两对摩擦副烧研的问题。有些生产厂家在柱塞 内孔通过浇铸轴承合金等方法来克服烧研，但效果并不理想。这种办法在小排量 泵中使用，虽然能够防止摩擦副烧研的问题，但泵的使用寿命不长。由我国著名 的液压专家卢望研究员和材料专家闰秉均教授及其课题组经过多年研究与开发， 取得了“过平衡压力补偿方法及双排轴向柱塞泵”和“一种新型高压
3、大排量轴向 柱塞泵”两项技术专利、 “合金奥氏体一贝氏体球铁开发应用研究”一项国家新 材料技术成果。这些技术成果的取得，使我国轴向柱塞泵的研制在设计理论与材 料工艺方面取得突破性进展。 兰州永新科技股份有限公司以上述两项专利与一项 新材料技术成果为支持，成功地开发生产的 JBP 系列机电控制式轴向柱塞泵，是 国家科技部“八五”攻关和国家科技部火炬计划项目。该泵在多家企业进行了 2-3 年的工业考核试验，性能优良。 泵的技术发展一如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。当今 社会，可进发展日新月异，人们在以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续 发展为主所产生的巨大需求的大背景下， 对于
4、包括泵行业在内的许多行业或领域 都带来了技术的飞速变革和发展。随着电子、计算机、材料、制造等相关技术的 发展，多学科交叉应用于轴向柱塞泵的研究，使仿真和试验更为接近现实，轴向 柱塞泵设计和优化的效率大大提高。 产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求创新，做到与众不 同，正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在： (1) 输送介质的多样性 (2) 产品结构的差异性 (3) 运行要求的不同性 从输送介质来看，最早泵的输送对象为单一的水及其它可流动的液体、气体 或浆体到现在可输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物 体，如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于
5、泵的内部结构要求均不同。 除了输送对象对泵的结构有不同要求外，泵的安装形式、管道布置形式、 维护维修等方面对泵的内在或外在的结构也提出了新要求。同时，各个生产厂商 在结构的设计上又加入了各自企业的理念，更加提高了泵结构的多元化程度。 基于可持续发展和环保的总体背景， 泵的运行环境对泵的设计又提出了众多 的要求，如泄漏减少、噪声振动降低、可调性增加、寿命延长等等均对泵的设计 提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。 目前我国的轴向柱塞泵技术还比较落后， 但旺盛的需求对轴向柱塞泵技术的 发展有很大的推动作用。因此只要能紧跟国际技术潮流，发挥后发优势，一定能 赶上国际先
6、进水平，甚至后来居上。 1.2 直轴式轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔内的往复运动，造成密封容积的变化，来实 现吸油和排油。 直轴式轴向柱塞泵的结构如图 1-1 所示， 柱塞的头部安装有滑靴， 滑靴底面始终贴着斜盘平面运动。当缸体带动柱塞旋转时，由于斜盘平面相对缸 体平面（xoy 面）存在一倾斜角 r，迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。缸体 按 n 方向旋转，在180360范围内，柱塞由180开始不断伸出，柱塞腔容积 不断增大，直至0。在这过程中，柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通，油液被吸 人柱塞腔内，这是吸油过程。随着缸体继续旋转，在0180，柱塞在斜盘约 束下开始不断进入腔内，柱塞腔容积不断减小，直至下孔点止。在这过程中，柱 塞腔刚好与配油盘排油窗相通，油液通过排油窗排出。这就是排油过程。可见， 缸体每转一圈，各个柱塞有半周吸油、半周排油。如果缸体不断旋转，泵便连续 地吸油和排油。 如果改变传动轴的旋转方向或斜盘的倾斜方向， 就可改变泵的吸、 排油方向；泵的排量大小可通过改变斜盘的倾角 r 的大小来实现。这也是斜盘式 轴向柱塞泵通常
