柱塞泵分為軸向與徑向兩大類，與前述各類泵不同,柱塞泵中的液壓油,除了有少量可能會從出口高壓腔泄漏到進(jìn)口低壓腔外,還可能會泄漏到殼體內(nèi)。本文興迪源機械帶來液壓機柱塞泵的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理。
一、柱塞泵的分類及特點：
柱塞泵分為軸向與徑向兩大類，與前述各類泵不同,柱塞泵中的液壓油,除了有少量可能會從出口高壓腔泄漏到進(jìn)口低壓腔外,還可能會泄漏到殼體內(nèi)。因此,殼體上除了進(jìn)、出口外, 還有一個泄漏口③,需要單獨接油管回油箱(見圖6-13)。
圖6-13 帶泄漏口的泵
前述各類型泵的密封區(qū)域都是線形的密封效果不佳。而柱塞泵中,由于柱塞與缸體中的柱塞孔都是圓柱形的,加工方便,配合間隙可以做到很小(3~6um),形成很好的密封面。所以, 柱塞泵的容積效率是各類泵中最高的,可達(dá)98%以上。
二、軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及工作原理：
柱塞與旋轉(zhuǎn)軸基本平行。
1)斜盤式：
也稱直軸泵,結(jié)構(gòu)大致如圖6-14所示。
圖6-14斜盤式軸向柱塞泵(力士樂)
a)外形b)工作原理
1—主軸2一缸體3一柱塞滑靴組件4一斜盤
主軸帶動缸體轉(zhuǎn)動,缸體帶動柱塞滑靴組件轉(zhuǎn)動,滑靴被壓在斜盤上,斜盤不轉(zhuǎn)動。因此,柱塞在斜盤的作用下在缸體內(nèi)做往復(fù)運動,從而吸入排出液壓油。
在高壓時,柱塞、滑靴、斜盤間有很大的作用力(一個直徑20mm的柱塞在工作壓力35MPa時的作用力約為10000N),滑靴在此作用力下在斜盤上做高速運動。因此,其間的潤滑狀態(tài)是非常重要的。為此采取了很多特殊措施。例如,柱塞中心帶小孔,把高壓油引到滑靴底部,滑靴底部帶溝槽,以形成潤滑層(見圖 6-15a),等等。
為了減小往復(fù)運動時的沖擊,有的柱塞還做成中空的(見圖6-15b) 以減輕柱塞的質(zhì)量。
圖6-15柱塞滑靴組件
a)柱塞滑靴組件 b)中空柱塞
改變斜盤傾斜的角度,就可改變柱塞的行程,從而改變排量。斜盤式軸向柱塞泵因此而特別受青睞,成為最普遍應(yīng)用的變量泵。此外,它還由于結(jié)構(gòu)原因，便于實現(xiàn)高耐壓,而成為液壓泵中的王牌,長期以來,一直被研究動改進(jìn)。目前，好的斜盤式軸向柱塞泵的耐壓已達(dá)60MPa,甚至更高。
斜盤式軸同柱塞泵的主軸可以直通,因此，可以幾個泵串接在一起(見圖6-16), 由一個發(fā)動機驅(qū)動,所以也被稱為通軸泵。
圖6-16雙聯(lián)斜盤柱
2）斜軸式：
主軸帶動柱塞旋轉(zhuǎn),柱塞帶動缸體旋轉(zhuǎn),由于缸體相對主軸有一個傾斜角,所以 柱塞會在缸體內(nèi)做往復(fù)運動,從而吸入和排出液壓油(見圖6-17) 。
圖6-17斜軸式軸向柱塞泵(力士樂)
a)外形b)工作原理
1—主軸2一柱塞3一缸體
斜盤式軸向柱塞泵斜盤的傾斜角一般不宜超過20°,而斜軸式軸向柱塞泵的缸體相對主軸的傾斜角可達(dá)36°,因此,柱塞可有更長的行程,排出更多的油。
改變缸體相對主軸的傾斜角,也可改變柱塞的行程,從而改變排量,所以，也可做成變量泵,只是,與斜盤式相比,斜軸式缸體的質(zhì)量遠(yuǎn)大于斜盤,因此動態(tài)響應(yīng)就不如斜盤式靈敏。
斜軸式的主軸不能像斜盤式那樣穿過殼體,因此,不能兩個泵串接。
挖掘機工作時有很高的壓力沖擊,柱塞泵幾乎是唯一被采用的泵型。目前， 世界上只有少數(shù)幾個公司的柱塞泵的持久工作時間能達(dá)到8000以上。要想持久工作時間超過3000h，就必須對滑靴-斜盤(低速時)的摩擦潤滑特性、缸體柱塞組件在高速旋轉(zhuǎn)時的振動特性,以及變量控制器,做很深入的研究。
三、徑向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及工作原理：
柱塞徑向布置,轉(zhuǎn)子與定子不同心,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,柱塞做往復(fù)運動,吸入和排出液壓油。理論上來說,有兩種可能的形式(見圖6-18)。
圖6-18徑向柱塞的工作原理
a)柱塞在定子上,不轉(zhuǎn)動b)柱塞在在轉(zhuǎn)子上,隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動
1—定子2一柱塞3一轉(zhuǎn)子
圖6-19所示為一種柱塞不轉(zhuǎn)動的徑向柱塞泵。
圖6-19柱塞不轉(zhuǎn)動的徑向柱塞泵
a)外形b)結(jié)構(gòu)
1—定子2一轉(zhuǎn)子3一柱塞
這種結(jié)構(gòu)較容易做到耐高壓(50~70MPa),但在柱塞數(shù)少,偏心距大時,輸流量很不均勻。
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《白話液壓》
作者：張海平
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