液压机柱塞泵的分类、结构及工作原理

行业动态     |     2019-11-27
摘要:柱塞泵分为轴向与径向两大类,与前述各类泵不同,柱塞泵中的液压油,除了有少量可能会从出口高压腔泄漏到进口低压腔外,还可能会泄漏到壳体内。本文兴迪源机械带来液压机柱塞泵的分类、结构及工作原理。

  柱塞泵分为轴向与径向两大类,与前述各类泵不同,柱塞泵中的液压油,除了有少量可能会从出口高压腔泄漏到进口低压腔外,还可能会泄漏到壳体内。本文兴迪源机械带来液压机柱塞泵的分类、结构及工作原理。
 
  一、柱塞泵的分类及特点
 
  柱塞泵分为轴向与径向两大类,与前述各类泵不同,柱塞泵中的液压油,除了有少量可能会从出口高压腔泄漏到进口低压腔外,还可能会泄漏到壳体内。因此,壳体上除了进、出口外, 还有一个泄漏口③,需要单独接油管回油箱(见图6-13)。
 


图6-13 带泄漏口的泵
 
  前述各类型泵的密封区域都是线形的密封效果不佳。而柱塞泵中,由于柱塞与缸体中的柱塞孔都是圆柱形的,加工方便,配合间隙可以做到很小(3~6um),形成很好的密封面。所以, 柱塞泵的容积效率是各类泵中最高的,可达98%以上。
 
  二、轴向柱塞泵的结构及工作原理
 
  柱塞与旋转轴基本平行。
 
  1)斜盘式:
 
  也称直轴,结构大致如图6-14所示。
 
 
  图6-14斜盘式轴向柱塞泵(力士乐)
 
  a)外形b)工作原理
 
  1—主轴2一缸体3一柱塞滑靴组件4一斜盘
 
  主轴带动缸体转动,缸体带动柱塞滑靴组件转动,滑靴被压在斜盘上,斜盘不转动。因此,柱塞在斜盘的作用下在缸体内做往复运动,从而吸入排出液压油。
 
  在高压时,柱塞、滑靴、斜盘间有很大的作用力(一个直径20mm的柱塞在工作压力35MPa时的作用力约为10000N),滑靴在此作用力下在斜盘上做高速运动。因此,其间的润滑状态是非常重要的。为此采取了很多特殊措施。例如,柱塞中心带小孔,把高压油引到滑靴底部,滑靴底部带沟槽,以形成润滑层(见图 6-15a),等等。
 
  为了减小往复运动时的冲击,有的柱塞还做成中空的(见图6-15b) 以减轻柱塞的质量。
 
 
  图6-15柱塞滑靴组件
 
  a)柱塞滑靴组件 b)中空柱塞
 
  改变斜盘倾斜的角度,就可改变柱塞的行程,从而改变排量。斜盘式轴向柱塞泵因此而特别受青睐,成为最普遍应用的变量泵。此外,它还由于结构原因,便于实现高耐压,而成为液压泵中的王牌,长期以来,一直被研究动改进。目前,好的斜盘式轴向柱塞泵的耐压已达60MPa,甚至更高。
 
  斜盘式轴同柱塞泵的主轴可以直通,因此,可以几个泵串接在一起(见图6-16), 由一个发动机驱动,所以也被称为通轴泵。
 
  图6-16双联斜盘柱
 
  2)斜轴式:
 
  主轴带动柱塞旋转,柱塞带动缸体旋转,由于缸体相对主轴有一个倾斜角,所以 柱塞会在缸体内做往复运动,从而吸入和排出液压油(见图6-17) 。
 
 
  图6-17斜轴式轴向柱塞泵(力士乐)
 
  a)外形b)工作原理
 
  1—主轴2一柱塞3一缸体
 
  斜盘式轴向柱塞泵斜盘的倾斜角一般不宜超过20°,而斜轴式轴向柱塞泵的缸体相对主轴的倾斜角可达36°,因此,柱塞可有更长的行程,排出更多的油。
 
  改变缸体相对主轴的倾斜角,也可改变柱塞的行程,从而改变排量,所以,也可做成变量泵,只是,与斜盘式相比,斜轴式缸体的质量远大于斜盘,因此动态响应就不如斜盘式灵敏。
 
  斜轴式的主轴不能像斜盘式那样穿过壳体,因此,不能两个泵串接。
 
  挖掘机工作时有很高的压力冲击,柱塞泵几乎是唯一被采用的泵型。目前, 世界上只有少数几个公司的柱塞泵的持久工作时间能达到8000以上。要想持久工作时间超过3000h,就必须对滑靴-斜盘(低速时)的摩擦润滑特性、缸体柱塞组件在高速旋转时的振动特性,以及变量控制器,做很深入的研究。
 
  三、径向柱塞泵的结构及工作原理
 
  柱塞径向布置,转子与定子不同心,转子转动时,柱塞做往复运动,吸入和排出液压油。理论上来说,有两种可能的形式(见图6-18)。
 
 
  图6-18径向柱塞的工作原理
 
  a)柱塞在定子上,不转动b)柱塞在在转子上,随转子转动
 
  1—定子2一柱塞3一转子
 
  图6-19所示为一种柱塞不转动的径向柱塞泵。
 
 
  图6-19柱塞不转动的径向柱塞泵
 
  a)外形b)结构
 
  1—定子2一转子3一柱塞
 
  这种结构较容易做到耐高压(50~70MPa),但在柱塞数少,偏心距大时,输流量很不均匀。
 
  【兴迪源机械液压机优势
 
  兴迪源机械以流体压力成形技术为核心,主导产品有:内高压成型设备、板材充液成形设备、管材零件液压成形设备、水胀液压成形设备、多工位连体液压拉深设备、四柱式液压机设备、框架式液压机设备等,并可按照客户的需求设计制造特殊的非标液压设备、非标油缸、非标液压系统和配备自动化传动系统。
金属管材内高压成型液压机

        兴迪源生产的液压机设备广泛用于航天航空、核电、石化、汽车配件、自行车部件、五金制品、仪表仪器、医疗设备、家用电器、家用器皿、卫生厨具等制造行业。
 
  部分文段和图片摘自:
 
  《白话液压》
 
  作者:张海平
 
  由兴迪源机械编辑
 
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