軸向活塞泵的性能參數

創建於 05.17

軸向活塞泵的性能參數

軸向活塞泵的主要性能包括壓力、排量、速度、效率和使用壽命。主要結構參數包括活塞直徑、活塞數量、斜盤角度等。

(l) 各種液壓泵的壓力，柱塞泵可以實現最高的工作壓力。直軸和斜軸柱塞泵的壓力一般達到 40 ~ 48mpa，某些軍用產品甚至達到 60MPa；旋轉斜盤柱塞泵的最大壓力達到 100MPa。

(2) 軸向活塞泵的排量主要取決於柱塞的直徑、柱塞的有效行程、斜盤的傾斜角度（傳動軸與缸軸之間的角度）以及每個工作循環中每個柱塞的作用次數。

柱塞泵位移的一般計算公式是

V=Kπ/4d2hZ×10-3 (mL/r)                 (4-1)

Where K -- 每個工作循環中每個活塞的動作次數;

D -- 活塞直徑，毫米；

H -- 活塞有效行程，毫米；

Z -- 活塞的數量。

軸向活塞泵的位移計算公式如下面的表格所示。

軸向活塞泵排量的計算公式

類型	排量（mL/r）計算式	說明
直軸式柱塞泵	V=π/4d2ZDtanγ×10-3	d-柱塞直徑，mm；Z-柱塞數；D-柱塞分布圓直徑，mm；γ-斜盤傾角，（°）
斜軸式柱塞泵	V=π/4d2ZDsinγ×10-3	d-柱塞直徑，mm；Z-柱塞數；D-傳動軸驅動盤上連杆球窩的分布圓直徑，mm；γ-傳動軸與缸體軸線之間的夾角，（°）

常見直軸活塞泵的排量範圍為 1.5 ~ 1500ml / R；傾斜軸活塞泵的排量範圍為 5 ~ 2500ml / R；斜盤活塞泵的排量範圍為 2.5 ~ 100ml / R。

(3) 旋轉活塞泵的允許速度非常高，具體值隨著排量規格而變化。例如，小排量泵的速度可以超過 10000 R / min，中排量泵的速度為 3000 ~ 5000 R / min，而大型重型系列直軸泵在預加載條件下的速度可以達到 2000 R / min 以上。

(4) 在所有已知的液壓泵中，柱塞泵的工作容積具有完全連續的密封線（表面），因此可以實現最高的體積效率。由於運動對之間的潤滑條件良好，其機械效率已達到非常高的水平。目前，40 MPa重型系列軸向活塞泵在額定工作點附近的體積效率和機械效率均超過95%，最高總效率為91% ~ 93%。由於傾斜軸活塞泵的缸體擺動角度可以更大，工作容積中的“死容積”相對較小，且滑塊靜壓軸承沒有泄漏項。此外，缸體和柱塞的應力條件更好，其體積效率和機械效率將高於同級別的直軸活塞泵。

因為漏損和摩擦，通過將容積效率和機械效率相乘得到的總效率曲線顯示出隨著壓力和速度的增加，先上升後下降的趨勢。由於可變排量機構的支撐剛度的影響，可變排量泵的效率始終略低於定排量泵。此外，液壓泵的效率與工作介質的特性、質量和溫度有很大關係。

圖 P 顯示了一個典型傾斜井定量活塞泵的總特徵效率曲線。

(5) 服務壽命 現代活塞泵主要工作部件的摩擦對一般具有良好的液體潤滑層。其中一些是基於科丁靜壓軸承原理設計的，所有這些都由高性能材料製成，並經過精細加工和熱處理。因此，在正確的使用條件下（特別是使用適當粘度的工作介質並保持其足夠的清潔度），活塞泵易於操作。在額定t條件下，服務壽命非常長，例如，對於重型系列軸向活塞泵，可以達到10000 ~ 12000小時以上。一般來說，軸向活塞泵的服務壽命長於徑向活塞泵，而旋轉缸泵的壽命長於直軸活塞泵中的斜盤泵。

(6) 與其他液壓泵相比，柱塞泵的流量脈動和噪音較大。活塞泵的流量脈動是噪音的主要原因。在各種活塞泵中，座閥活塞泵的噪音水平最高，而其他活塞泵的噪音幾乎相同。柱塞的數量對流量脈動有很大影響，奇數柱塞比偶數柱塞更能減少流量脈動。因此，傳統的設計標準是將柱塞數量設為奇數，即5、7、9、11等。

(7) 功率密度和成本性能 高壓、高速和寬範圍的柱塞泵工作範圍使其能夠傳輸大量功率值。高壓系統中的功率密度可以達到超過10kW / kg，特別作為高壓變量泵，具有高成本性能，這是其他類型的泵無法替代的。然而，由於它是一種非承壓外殼元件，每單位結構體積的位移值不如齒輪泵和葉片泵那麼大，因此在中低壓液壓系統中，柱塞泵體積龐大且成本高昂，並且作為定量泵。

(8) 主要結構參數 Z、D 和 R 是三個相互限制的參數，與結構類型、性能、強度、剛度和可加工性有關。當柱塞數量較大時，軸向活塞泵的位移可以增加，但如果柱塞數量過多，泵的徑向尺寸以及整個泵的體積和重量將會增加。為了減少流量脈動，柱塞泵中的柱塞數量應為奇數，通常 z = 5 ~ 9，通過軸柱塞泵為 z = 9，非通過軸柱塞泵為 z = 7。

直軸活塞泵的搖板傾斜角度一般為 18 ° 至 21 ℃。傾斜軸活塞泵的傳動軸與氣缸軸之間的角度通常為 γ max = 25 ° 至 45 °。

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