液压机柱塞泵的工作原理及结构特点详解

行业动态     |     2020-01-06
摘要:柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动使泵内密封工作腔容积发生变化实现吸油和压油的,柱塞泵一般分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。本文兴迪源机械带来液压机柱塞泵的工作原理及结构特点详解。

  柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动使泵内密封工作腔容积发生变化实现吸油和压油的,柱塞泵一般分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。本文兴迪源机械带来液压机柱塞泵的工作原理及结构特点详解。
 
  一、轴向柱塞泵的工作原理及结构特点
 
  ①轴向柱塞泵的结构
 
  轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两种。如图3-15所示是一种国产的斜盘式轴向柱塞泵的结构。该泵是由主体部分(图中左半部)和变量部分(图中右半部)组成的,在主体部分中,传动轴通过花键轴带动缸体旋转,使均匀分布在缸体上的柱塞绕传动轴的轴线旋转,由于每个柱塞的头部通过滑履结构与斜盘连接,因此可以任意转动而不脱离斜盘,随着缸体的旋转,柱塞在轴向往复运动,使密封工作腔的容积发生周期性的变化,通过配流盘完成吸油和压油工作。
 
 
  图3-15 斜盘式轴向柱塞泵的结构
 
  在变量机构中,由斜盘的角度来决定泵的排量,而泵的角度是通过液压力和弹簧的作用,使调节柱塞往复运动来调整的。可见这种泵的变量调节机构是自动的。
 
  ②轴向柱塞泵的工作原理
 
  斜盘式轴向柱塞泵的工作原理如图3-16所示,柱塞轴向均匀排列安装在缸体同一半径圆周处,缸体由电动机带动旋转,柱塞靠机械装置(如滑履)或在低压油的作用下顶在斜盘上。当缸体旋转时,柱塞即在轴向左右移动,使得工作腔容积发生变化。轴向柱塞泵是靠配流盘来配流的,配流盘上的配流窗口分为左右两部分。
 
  若缸体如图3-16所示方向旋转,则图中左边配流窗口a为吸油区(柱塞向左伸出,工作腔容积变大);右边配流窗口b为压油区(柱塞向右缩回,工作腔容积变小),轴向柱塞泵每旋转一转,工作腔容积变化一次,完成吸油、压油各一次。轴向柱塞泵是靠改变斜盘的倾角,从而改变每个柱塞的行程使得泵的排量发生变化的。
 
 
  图3-16 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理
 
  ③斜盘式轴向柱塞泵的结构特点
 
  a.三对摩擦副:柱塞与缸体孔,缸体与配流盘,滑履与斜盘,容积效率较高,额定压力可达31.5MPa。
 
  b.泵体上有泄漏油口。
 
  c.传动轴是悬臂梁,缸体外有大轴承支承。
 
  d.为减小瞬时理论流量的脉动性,取柱塞数为奇数:5,7,9。
 
  e.为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力突变引起的压力冲击,在配流盘的配流窗口前端开有减振槽或减振孔。
 
  ④轴向柱塞泵性能 如图3-17所示。
 
 
  图3-17 轴向柱塞泵性能
 
  轴向柱塞泵的性能稳定,耐冲击性能好,工作可靠;但其径向尺寸大,结构复杂,自吸能力差,且配油受到不平衡液压力的作用,容易磨损,这些都限制了它的转速和压力的提高。
 
  二、径向柱塞泵的工作原理及结构特点
 
  ①径向柱塞泵的工作原理
 
  径向柱塞泵的工作原理如图3-18所示。转子为缸体,其上均布七个柱塞孔,柱塞底部空间为密闭工作腔,柱塞靠离心力(或在低压油的作用下)使头部滑履顶在定子的内壁上。定子与缸体是偏心安装的。电动机带动→转子(缸体)→柱塞沿径向里外移动→工作容积变化→完成吸压油过程。
 
  径向柱塞泵是靠配流轴来配油的,径向柱塞泵每旋转一转,工作腔容积变化一次,完成吸油、压油各一次。改变其偏心距可使其输出流量发生变化,成为变量泵。
 
  由于该泵上下各部分为吸油区和压油区,因此,泵在工作时受到径向不平衡力作用。
 
 
  图3-18径向柱塞泵的工作原理
 
  径向柱塞泵由于泵中的柱塞在缸体中的移动速度是变化的,泵的输出流量是脉动的,在柱塞数较多却为奇数时,流量脉动较小。
 
  ②配流轴式径向柱塞泵结构特点
 
  a.配流轴配流,因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽,使液压径向力得到平衡,容积效率较高。
 
  b.柱塞头部装有滑履,滑履与定子内圆为面接触,接触面比压很小。
 
  c.可以实现多泵同轴串联,液压装置结构紧凑。
 
  d.改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量,且变量方式多样。
 
  ③径向柱塞泵的性能 如图3-19所示。
 
 
  图3-19径向柱塞泵性能
 
  ④负载敏感型径向变量柱塞泵 如图3-20所示为负载敏感型径向变量柱塞泵工作原理。
 
 
  图3-20 负载敏感型径向变量柱塞泵工作原理
 
  这种变量形式的液压泵不仅输出的流量适应执行元件的流量需求,而且泵的出口压力P1随负载压力P2而变化,因此称为负载变量泵,或功率(压力和流量)自适应变量泵。由于结构上的一些改进,图3-20所示的径向柱塞泵的额定压力可达35MPa,加之变量方式灵活,且可以实现双向变量,因此应用日益广泛。
 
  【兴迪源机械简介
 
  兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来,兴迪源机械一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备,现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。
金属管材内高压成型液压机
 
  兴迪源机械是先进轻量化成形技术的提供者,从产品研发、设备生产、模具研制、方案定制,直至最终交付及提供增值服务,我们为客户提供的不仅仅是一台液压设备,而是一整套智能制造成形方案。
 
  部分文段和图片摘自:
 
  《图解液压技术基础》
 
  作者:李丽霞 杨宗强 何敏禄
 
  由兴迪源机械编辑
 
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