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：
也称直轴泵,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。
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《白话液压》
作者：张海平
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