柱塞泵是依靠柱塞在缸體內(nèi)作往復運動使泵內(nèi)密封工作腔容積發(fā)生變化實現(xiàn)吸油和壓油的，柱塞泵一般分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。本文興迪源機械帶來液壓機柱塞泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點詳解。
一、軸向柱塞泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點：
①軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)
軸向柱塞泵可分為斜盤式和斜軸式兩種。如圖3-15所示是一種國產(chǎn)的斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)。該泵是由主體部分(圖中左半部)和變量部分(圖中右半部)組成的,在主體部分中,傳動軸通過花鍵軸帶動缸體旋轉(zhuǎn),使均勻分布在缸體上的柱塞繞傳動軸的軸線旋轉(zhuǎn),由于每個柱塞的頭部通過滑履結(jié)構(gòu)與斜盤連接,因此可以任意轉(zhuǎn)動而不脫離斜盤,隨著缸體的旋轉(zhuǎn),柱塞在軸向往復運動,使密封工作腔的容積發(fā)生周期性的變化,通過配流盤完成吸油和壓油工作。
圖3-15 斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)
在變量機構(gòu)中,由斜盤的角度來決定泵的排量,而泵的角度是通過液壓力和彈簧的作用,使調(diào)節(jié)柱塞往復運動來調(diào)整的?？梢娺@種泵的變量調(diào)節(jié)機構(gòu)是自動的。
?、谳S向柱塞泵的工作原理
斜盤式軸向柱塞泵的工作原理如圖3-16所示,柱塞軸向均勻排列安裝在缸體同一半徑圓周處,缸體由電動機帶動旋轉(zhuǎn),柱塞靠機械裝置(如滑履)或在低壓油的作用下頂在斜盤上。當缸體旋轉(zhuǎn)時,柱塞即在軸向左右移動,使得工作腔容積發(fā)生變化。軸向柱塞泵是靠配流盤來配流的,配流盤上的配流窗口分為左右兩部分。
若缸體如圖3-16所示方向旋轉(zhuǎn),則圖中左邊配流窗口a為吸油區(qū)(柱塞向左伸出,工作腔容積變大);右邊配流窗口b為壓油區(qū)(柱塞向右縮回,工作腔容積變小),軸向柱塞泵每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),工作腔容積變化一次,完成吸油、壓油各一次。軸向柱塞泵是靠改變斜盤的傾角,從而改變每個柱塞的行程使得泵的排量發(fā)生變化的。
圖3-16 斜盤式軸向柱塞泵的工作原理
③斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點
a.三對摩擦副:柱塞與缸體孔,缸體與配流盤,滑履與斜盤,容積效率較高,額定壓力可達31.5MPa。
b.泵體上有泄漏油口。
c.傳動軸是懸臂梁,缸體外有大軸承支承。
d.為減小瞬時理論流量的脈動性,取柱塞數(shù)為奇數(shù):5,7,9。
e.為防止密閉容積在吸、壓油轉(zhuǎn)換時因壓力突變引起的壓力沖擊,在配流盤的配流窗口前端開有減振槽或減振孔。
?、茌S向柱塞泵性能 如圖3-17所示。
圖3-17 軸向柱塞泵性能
軸向柱塞泵的性能穩(wěn)定,耐沖擊性能好,工作可靠；但其徑向尺寸大,結(jié)構(gòu)復雜,自吸能力差,且配油受到不平衡液壓力的作用,容易磨損,這些都限制了它的轉(zhuǎn)速和壓力的提高。
二、徑向柱塞泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點：
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徑向柱塞泵的工作原理如圖3-18所示。轉(zhuǎn)子為缸體,其上均布七個柱塞孔,柱塞底部空間為密閉工作腔,柱塞靠離心力(或在低壓油的作用下)使頭部滑履頂在定子的內(nèi)壁上。定子與缸體是偏心安裝的。電動機帶動→轉(zhuǎn)子(缸體)→柱塞沿徑向里外移動→工作容積變化→完成吸壓油過程。
徑向柱塞泵是靠配流軸來配油的,徑向柱塞泵每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),工作腔容積變化一次,完成吸油、壓油各一次。改變其偏心距可使其輸出流量發(fā)生變化,成為變量泵。
由于該泵上下各部分為吸油區(qū)和壓油區(qū),因此,泵在工作時受到徑向不平衡力作用。
圖3-18徑向柱塞泵的工作原理
徑向柱塞泵由于泵中的柱塞在缸體中的移動速度是變化的,泵的輸出流量是脈動的,在柱塞數(shù)較多卻為奇數(shù)時,流量脈動較小。
?、谂淞鬏S式徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)特點
a.配流軸配流,因配流軸上與吸、壓油窗口對應的方向開有平衡油槽,使液壓徑向力得到平衡,容積效率較高。
b.柱塞頭部裝有滑履,滑履與定子內(nèi)圓為面接觸,接觸面比壓很小。
c.可以實現(xiàn)多泵同軸串聯(lián),液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊。
d.改變定子相對缸體的偏心距可以改變排量，且變量方式多樣。
?、蹚较蛑玫男阅?如圖3-19所示。
圖3-19徑向柱塞泵性能
?、茇撦d敏感型徑向變量柱塞泵 如圖3-20所示為負載敏感型徑向變量柱塞泵工作原理。
圖3-20 負載敏感型徑向變量柱塞泵工作原理
這種變量形式的液壓泵不僅輸出的流量適應執(zhí)行元件的流量需求,而且泵的出口壓力P1隨負載壓力P2而變化,因此稱為負載變量泵,或功率(壓力和流量)自適應變量泵。由于結(jié)構(gòu)上的一些改進,圖3-20所示的徑向柱塞泵的額定壓力可達35MPa,加之變量方式靈活，且可以實現(xiàn)雙向變量,因此應用日益廣泛。
【興迪源機械簡介】
興迪源機械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。
興迪源機械是先進輕量化成形技術(shù)的提供者，從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、模具研制、方案定制，直至最終交付及提供增值服務，我們?yōu)榭蛻籼峁┑牟粌H僅是一臺液壓設(shè)備，而是一整套智能制造成形方案。
部分文段和圖片摘自：
《圖解液壓技術(shù)基礎(chǔ)》
作者：李麗霞 楊宗強 何敏祿
由興迪源機械編輯
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