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        第四章 動力元件(液壓泵)-4
                   44 柱

          441 特點

        柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復運動造成密封容積的變化來實現吸油與壓油的液壓泵。

        與齒輪泵和葉片泵相比,這種泵有許多優點。

        首先,構成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可得到較高的配合精度,密封性能好,在高壓工作仍有較高的容積效率;

        第二,只需改變柱塞的工作行程就能改變流量,易于實現變量;

        第三,柱塞泵中的主要零件均受壓應力作用,材料強度性能可得到充分利用。

        由于柱塞泵壓力高,結構緊湊,效率高,流量調節方便,故在需要高壓、大流量、大功率的系統中和流量需要調節的場合,如龍門刨床、拉床、液壓機、工程機械、礦山冶金機械、船舶上得到廣泛的應用。

        柱塞泵按柱塞的排列和運動方向不同,可分為:徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類。
             
           

                           圖:軸向柱塞泵、徑向柱塞泵立體圖

           4.4.2 徑向柱塞泵

        1、徑向柱塞泵的工作原理

        徑向柱塞泵的工作原理,如下圖所示,柱塞徑向排列裝在缸體中,缸體由電動機帶動連同柱塞一起旋轉,所以缸體一般稱為轉子,柱塞在離心力的(或在低壓油)作用下抵緊定子的內壁,當轉子按圖示方向回轉時,由于定子和轉子之間有偏心距e,柱塞繞經上半周時向外伸出,柱塞底部的容積逐漸增大,形成部分真空,因此便經過襯套(襯套3是壓緊在轉子內,并和轉子一起回轉)上的油孔從配油軸和吸油口吸油;當柱塞轉到下半周時,定子內壁將柱塞向里推,柱塞底部的容積逐漸減小,向配油軸的壓油口壓油,當轉子回轉一周時,每個柱塞底部的密封容積完成一次吸壓油,轉子連續運轉,即完成壓吸油工作。

                   

                 

         徑向柱塞泵結構較復雜,徑向尺寸較大,運動件的轉動慣量較大,制造和維修難度也大,故近年來逐漸被軸向柱塞泵所替代。

          4.4.2 軸向柱塞泵

       1、軸向柱塞泵是將多個柱塞配置在一個共同缸體的圓周上,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。

         按配流方式,可分為端面配流式、閥配流式。

         端面配流式又分為:直軸式(斜盤式)、斜軸式(擺缸式)。

       2、斜盤式軸向柱塞泵的工作原理

              

        如上圖所示為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體由缸體、配油盤、柱塞和斜盤組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機械裝置(比如彈簧)或在低壓油作用下壓緊在斜盤上,配油盤和斜盤固定不轉,當電動機通過傳動軸使缸體轉動時,由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內作往復運動,并通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。如上圖中所示回轉方向,當缸體轉角在π~2π范圍內,柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容積增大,通過配油盤的吸油窗口吸油;在0~π范圍內,柱塞被斜盤推入缸體,使缸孔容積減小,通過配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉一周,每個柱塞各完成吸、壓油一次。

        如改變斜盤傾角,就能改變柱塞行程的長度,即改變液壓泵的排量;改變斜盤傾角方向,就能改變吸油和壓油的方向,即成為雙向變量泵。

              排量計算

          式中:d—柱塞直徑;D—柱塞在缸體上的分布圓直徑;δ—斜盤傾角;z—柱塞數

         軸向柱塞泵中的柱塞,一般。 7、9、11。這主要是因為,柱塞數為奇數時流量脈動小,而且柱塞數越多,脈動越小。

        3. 斜軸式軸向柱塞泵

        如圖4.4-3所示。其缸體軸線相對傳動軸軸線成一傾角,傳動軸端部用萬向鉸鏈、連桿與缸體中的每個柱塞相聯結,當傳動軸轉動時,通過萬向鉸鏈、連桿使柱塞和缸體一起轉動,并迫使柱塞在缸體中作往復運動,借助配油盤進行吸油和壓油。

        這類泵的優點是變量范圍大,泵的強度較高。但和上述斜盤式相比,其結構較復雜,外形尺寸和重量均較大。

               

         4.軸向柱塞泵的優點是:

        結構緊湊、徑向尺寸小,慣性小,容積效率高,目前最高壓力可達40MPa,甚至更高,一般用于工程機械、壓力機等高壓系統中;但其軸向尺寸較大,軸向作用力也較大,結構較復雜。

                                                                  [編著:曾保國]

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