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  第四章 動(dòng)力元件(液壓泵)-5
      4.4.3  軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  1. 典型結(jié)構(gòu)。

        

                   圖4.4-4  CY型軸向柱塞泵

           1-中間泵體 2-軸承 3-滑履 4-柱塞 5-缸體 6-定位銷 7-前泵體 8-軸承  9-傳動(dòng)軸 10-配油盤 11-彈簧 12-內(nèi)套筒
         13-外套銷 14-鋼球 15-回程盤   16-調(diào)節(jié)手輪 17-調(diào)節(jié)螺桿 18-變量活塞 19-導(dǎo)向鍵 20-斜盤 21-銷軸 22-后端蓋

  圖4.4-4所示為一種斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)。柱塞的球狀頭部裝在滑履3內(nèi),以缸體作為支撐的彈簧11通過鋼球推壓回程盤15,回程盤和柱塞滑履一同轉(zhuǎn)動(dòng)。在排油過程中借助斜盤20推動(dòng)柱塞作軸向運(yùn)動(dòng);在吸油時(shí)依靠回程盤、鋼球和彈簧組成的回程裝置將滑履緊緊壓在斜盤表面上滑動(dòng),彈簧11一般稱之為回程彈簧,這樣的泵具有自吸能力。在滑履與斜盤相接觸的部分有一油室,它通過柱塞中間的小孔與缸體中的工作腔相連,壓力油進(jìn)入油室后在滑履與斜盤的接觸面間形成了一層油膜,起著靜壓支承的作用,使滑履作用在斜盤上的力大大減小,因而磨損也減小。傳動(dòng)軸9通過左邊的花鍵帶動(dòng)缸體5旋轉(zhuǎn),由于滑履3貼緊在斜盤表面上,柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配油盤10與泵的進(jìn)出口相通的。隨著傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),液壓泵就連續(xù)地吸油和排油。

       

                圖4.4-5  手動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)

        1、拉桿 2、滑閥 3、閥套 4、變量活塞

  2. 變量機(jī)構(gòu)。若要改變軸向柱塞泵的輸出流量,只要改變斜盤的傾角,即可改變軸向柱塞泵的排量和輸出流量,下面介紹常用的軸向柱塞泵的手動(dòng)變量和伺服變量機(jī)構(gòu)的工作原理。

 ①手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)。如圖4.4-4所示,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪16,使絲杠17轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)變量活塞18作軸向移動(dòng)(因?qū)蜴I的作用,變量活塞只能作軸向移動(dòng),不能轉(zhuǎn)動(dòng))。通過軸銷21使斜盤20繞變量機(jī)構(gòu)殼體上的圓弧導(dǎo)軌面的中心(即鋼球中心)旋轉(zhuǎn)。從而使斜盤傾角改變,達(dá)到變量的目的。當(dāng)流量達(dá)到要求時(shí),可用鎖緊螺母鎖緊。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,但操縱不輕便,且不能在工作過程中變量。

 ②伺服變量機(jī)構(gòu)。圖4.4-5所示為軸向柱塞泵的伺服變量機(jī)構(gòu),以此機(jī)構(gòu)代替圖4.4-4所示軸向柱塞泵中的手動(dòng)變量機(jī)構(gòu),就成為手動(dòng)伺服變量泵。

  其工作原理為:圖4.4-5所示的伺服變量機(jī)構(gòu),是由一個(gè)變量活塞和一個(gè)伺服滑閥組成的伺服系統(tǒng)。變量活塞4的小端A腔(直徑D2)常通泵的壓力油口,滑閥2連接三個(gè)油口:a通進(jìn)口高壓油;b通變量活塞大端的B腔;c通低壓(回油)。當(dāng)拉桿1靜止時(shí),滑閥2亦不動(dòng),油口a、b、c被滑閥2封閉,變量活塞4的兩端A、B腔亦處于封閉狀態(tài),因此變量活塞亦靜止,此時(shí)的斜盤傾角保持某一值不變,泵的排量亦不變。

   當(dāng)用手拉動(dòng)拉桿1帶動(dòng)滑閥2向上移動(dòng)時(shí),油孔b、c連通,變量活塞B腔油液經(jīng)孔b、c流入泵體內(nèi)回油。變量活塞在A腔高壓油作用下向上移動(dòng),斜盤傾角隨之?dāng)[動(dòng)。當(dāng)滑閥2又將油孔a、b、c封閉時(shí),變量活塞不動(dòng)。泵的排量保持減小后的量不變。當(dāng)推動(dòng)拉桿向下移動(dòng)時(shí),b、c被封閉,變量活塞兩端的A、B腔通過a孔連通,都作用著高壓油,但由于上腔的作用面積大,因此變量活塞向下移動(dòng),斜盤傾角隨之增加,泵的排量亦隨之增加。當(dāng)滑閥2將油孔a、b、c通道封閉時(shí),變量活塞不動(dòng),泵的排量保持增加后的量不變。拉桿帶動(dòng)滑閥不斷地上下移動(dòng),a、b、c油上的通斷隨之改變,使得變量活塞不斷地隨滑閥上下移動(dòng),從而不斷改變泵的排量。這就是手動(dòng)伺服變量的工作原理。

   由上述可知,伺服變量機(jī)構(gòu)是通過操作液壓伺服閥動(dòng)作,利用泵輸出的壓力油推動(dòng)變量活塞來實(shí)現(xiàn)變量的。拉桿可用手動(dòng)方式或機(jī)械方式操作,斜盤可以傾斜±18°,故在工作過程中泵的吸壓油方向可以變換,因而這種泵就成為雙向變量液壓泵。

除了以上介紹的兩種變量機(jī)構(gòu)以外,軸向柱塞泵還有很多種變量機(jī)構(gòu)。如:恒功率變量機(jī)構(gòu)、恒壓變量機(jī)構(gòu)、恒流量變量機(jī)構(gòu)等,這些變量機(jī)構(gòu)與軸向柱塞泵的泵體部分組合就成為各種不同變量方式的軸向柱塞泵。

      4.4.4  液壓泵噪聲

    降低噪聲的措施:

(1)消除液壓泵內(nèi)部油液壓力的急劇變化。

(2)為吸收液壓泵流量及壓力脈動(dòng),可在液壓泵的出口裝置消音器。

(3)裝在油箱上的泵應(yīng)使用橡膠墊減振。

(4)壓油管的一段用橡膠軟管,對(duì)泵和管路的連接進(jìn)行隔振。

(5)防止泵產(chǎn)生空穴現(xiàn)象,可采用直徑較大的吸油管,減小管道局部阻力;采用大容量的吸油濾油器,防止油液中混入空氣;合理設(shè)計(jì)液壓泵,提高零件剛度。

      4.4.5 液壓泵的性能比較與選用

  選擇液壓泵的原則是:根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求,首先確定液壓泵的類型,然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號(hào)。下表列出了液壓系統(tǒng)中常用液壓泵的主要性能。

           

   一般來說,由于各類液壓泵各自突出的特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)、功用和動(dòng)轉(zhuǎn)方式各不相同,因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇合適的液壓泵。一般在機(jī)床液壓系統(tǒng)中,往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵;而在筑路機(jī)械、港口機(jī)械以及小型工程機(jī)械中往往選擇抗污染能力較強(qiáng)的齒輪泵;在負(fù)載大、功率大的場(chǎng)合往往選擇柱塞泵。

                                                            [編著:曾保國]

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