轴向柱塞泵基本原理
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斜盘式轴向柱塞泵的工作原理柱塞装在柱塞泵缸体中,沿轴向圆周均匀分布。
柱塞端部带有滑靴,由弹簧通过回程盘将其压紧在斜盘上,同时在弹簧力和工作油压力作用下,缸体被压向固定的配流盘。
配流盘上有两个腰形配流窗和,一个与泵壳体的吸油口相连,称进油窗口;另一个壳体的排油口相连,称排油窗口。
配流窗口之间的宽度应大于缸体底部通油口宽度,以防高低压腔串通。
轴向液压柱塞泵在工作中,主传动轴带动缸体转动。
由于斜盘具有倾角,当柱塞泵缸体转动时柱塞就在缸体的柱塞孔内作往复运动,完成液压泵的吸油压油过程。
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
当缸体轴线和传动轴轴线重合时,称为斜盘式轴向柱塞泵;当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上,而成一个夹角γ时,称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑,工作压力高,容易实现变量等优点。
图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转,斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内,柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时,柱塞一方面随缸体转动,另一方面,在缸体内作往复运动。
显然,柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态,油液经配油盘的吸油口a吸入;柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态,油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周,每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向,就能改变泵的排量和吸、压油的方向,此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画)中,当传动轴1在电动机的带动下转动时,连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动,同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节,就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向,此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
图3.28a 斜盘式1-传动轴;2一斜盘;3一柱塞;4-缸体;5一配油盘图3.28b 斜轴式l-传动轴;2一连杆;3-缸体;4一柱塞;5一平面配油盘轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d,柱塞数为Z,柱塞中心分布圆直径为D,斜盘倾角为γ,则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中,n一泵的转速;ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。
当缸体轴线和传动轴轴线重合时,称为斜盘式轴向柱塞泵;当缸体轴线和传动轴轴线不在一条直线上,而成一个夹角γ时,称为斜轴式轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵具有结构紧凑,工作压力高,容易实现变量等优点。
图3.28a(动画)和图3.28b(动画)分别为斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。
工作原理斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转,斜盘2和配油盘5是固定不动的。
柱塞3均布于缸体4内,柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。
斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。
当传动轴按图示方向旋转时,柱塞一方面随缸体转动,另一方面,在缸体内作往复运动。
显然,柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态,油液经配油盘的吸油口a吸入;柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态,油液从配油盘的压油口b压出。
缸体每转一周,每个柱塞完成吸、压油一次。
如果可以改变斜角γ的大小和方向,就能改变泵的排量和吸、压油的方向,此时即为双向变量轴向柱塞泵。
在图3.28b(动画)中,当传动轴1在电动机的带动下转动时,连杆2推动柱塞4在缸体3中作往复运动,同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转。
配油盘5是固定不动的。
如果斜角度γ的大小和方向可以调节,就意味着可以改变泵的排量和吸、压油方向,此时的泵为双向变量轴向柱塞泵。
轴向柱塞泵的排量和流量设柱塞直径为d,柱塞数为Z,柱塞中心分布圆直径为D,斜盘倾角为γ,则柱塞行程泵的排量和流量分别为式中,n一泵的转速;ηpv一泵的容积效率。
轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。
理论分析和实验研究表明,当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。
从结构和工艺考虑,柱塞个数多采用7或9。
表3.3流量脉动率与柱塞数Z的关系Z56789101112δq(%) 4.9814 2.537.8 1.53 4.98 1.02 3.45轴向柱塞泵结构图3.30 滑靴的静压支承原理图1.柱塞2.滑靴3.斜盘(1)斜盘式轴向柱塞泵图3.29是一种轴向柱塞泵的结构简图。
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A10VSO—DFR1系列轴向柱塞泵原理及调节【摘要】德国力士乐公司的A10VSO-DFR1系列液压泵应用广泛,很多进口设备液压站都使用该液压泵。
本文介绍了该系列液压泵的工作原理和现场调节。
【关键词】斜盘轴向柱塞泵;负载敏感;恒压控制阀;恒流控制阀0 概述A10VSO-DFR/DFR1系列斜盘轴向柱塞泵是德国力士乐公司研制的新型柱塞泵,由于其结构紧凑、节能、工作稳定、寿命高等特点在工业生产中得到广泛的应用,特别是现在越来越多的公司都使用进口设备,进口设备中很多液压站都使用该液压泵,我公司主要使用SMS-Meer西马克-梅尔设备,其中多台液压站就是使用这种A10VSO-DFR1液压泵(X口与油箱无连接),下面就该液压泵原理、调节及负载敏感节能技术进行阐述。
该柱塞泵属于斜盘变量柱塞泵,流量正比于驱动转速和排量,并通过调节斜盘倾角实现无级变量。
除了压力控制功能外,借组于负载(如小孔)压差,可以改变泵的流量。
泵仅提供执行机构的实际流量。
图1 A10VSO-DFR1原理图1 工作原理负载敏感DFR的原理,DFR分两个部分,一个是压力控制DR,一个是流量控制FR。
DR恒压控制,即通过阀控变量油缸来保证出口压力基本不变,就是压力控制阀(原理图下面的三通阀)控制变量油缸,出口压力在稳态时与压力控制阀右端的可调弹簧力相平衡,变量泵的变量压力PP通过调节压力阀的弹簧设定,当系统压力没有达到调定的恒压压力时,泵排出最大流量,相当于一个定量泵。
当系统压力达到所调的恒压压力时,泵进入恒压工况,负载的速度进入可调阶段。
速度进入可调阶段,流量即发生变化,该变化是系统要求泵输出的流量要有所变化的。
例如开始阶段油缸是快速动作,泵提供最大流量例如150L/min,下一个阶段系统只要求50L/min的流量就够了,这个时候,泵输出流量相当于负载的速度要求要大,如果泵不改变输出的150L/min流量,就会出现供(150)过于求(50),根据压力流量基本公式,系统压力就会升高,在节流阀上的压力损失将增加,压力阀的弹簧被压缩,阀芯右移,泵主动变量缸推动斜盘使角度减小,输出流量相对减小,直到泵打出去的流量正好是50L/min,系统压力恢复到设定值,下面这个恒压控制阀就回到中位初始位置,泵稳定在输出50L/min的斜盘位置上。
斜盘式轴向柱塞泵的工作原理表示了斜盘式轴向柱塞的工作原理。
图中斜盘1的倾角为r。
斜盘1和配流盘4 固定不转,电机带动轴5、缸体2及缸体内柱塞3一起旋转。
柱塞底部装有弹簧6,用以保证柱塞头部始终紧贴斜盘的端面。
如果轴的旋转方向如图所示,当柱塞进入前半面(A-A面上由○1转至○4)时,柱塞开始由外向里运动,柱寒端面和缸体上孔所形成的密封容积由大变小,进行压油;当柱塞进入后半面时,柱塞在弹簧作用下由里向外运动,密封容积由小变大,进行吸油,在与每一柱塞相应的缸体右端面上开有与柱寨孔相通的腰形孔(见A -A面),供油液进出。
配流盘4的端面与缸体端面紧密贴合,其上开有两个月汗形槽,月牙形槽与腰形孔的分布圆直径相同,宽度一致(B-B面)。
当柱寒位于吸油区时,其密封腔通过腰形孔与吸油窗口相通,当柱塞位于压油区时,则其密封腔通过腰形孔与压油窗口相通,而吸油窗口、压油窗口则分别与油箱、压油管通。
这里采用的是配流盘配流。
吸油窗口、压油窗口对称于斜盘顶点,其间距为L。
缸体上腰形孔的长度为m,理论上L=m 时为最理想。
因为如果L<m,密封容积将同时和吸油窗口、压油窗口联通,引起内泄漏;而L>m 时将使密封容积在一定角度内既不与吸油窗口又不与压油窗口通,而此时密封容积仍有变化,密封容积变小时压力会升高,密封容积变大时又会产生空穴,这就是困油。
但实际上,在L=m 的情况下,密封容积从吸油区进入压油区(或脱离压油区进入吸油区)时有压力突变。
压力突变使流量脉动,会产生冲击和噪声。
解决此问题的办法是使密封容积在离开吸油窗口后,先压缩一下,产生一点压力后再进入压油窗口,而在密封容积离开压油窗口后先膨胀一下,使压力降低一些再进入吸油窗口。
即使吸油窗口、压油窗口的起始点都沿转子的转方向转一个角度,但这使得L>m,将产生困油。
为减少困油,在吸油窗口、压油窗口的起始点开一条小三角槽。
三角槽的顶点与另一槽的距离略小于m,这样可使压力变化平稳(略有泄漏)。
大流量轴向柱塞泵及其控制原理铁道部第十六工程局第四工程处李永清广泛用于工程机械的大流量、高性能轴向柱塞式变量泵(简称PVH泵),已逐渐为广大用户所接受。
本文简要介绍这种泵的结构与工作原理。
1 构造与工作原理1.1 构造如图1所示。
1.2 工作原理如图2所示,当传动轴带动柱塞缸体旋转时,柱塞也一起转动。
由于柱塞总是压紧在斜盘上,且斜盘相对刚体是倾斜的。
因此,柱塞在随缸体旋转运动的同时,还要在柱塞缸体内的柱塞孔中往复直线运动。
当柱塞从缸体柱塞塞孔中向外拉出时,缸体柱塞孔中的密闭容积便增大,通过配流盘的进油口将液压油吸进缸体柱塞孔中;当柱塞被斜盘压入缸体柱塞孔时,缸体柱塞孔内的容积便减小,液压油在一定的压力下,经配油盘的出油口排出。
如此循环,连续工作。
PVH泵的控制系统能调节液压泵的工况,使排出液压油满足工作装置需要。
2 控制系统PVH泵的控制系统分为两种:压力补偿控制系统和载荷感应压力限定控制系统。
压力补偿控制系统是通过改变液压泵的流量,保持设定的工作压力来满足工作要求的一种控制方式。
载荷感应压力限定控制系统,是通过对工作载荷的压力变化进行感应,自动调节液压泵的工作状态,以满足特定系统工况的要求。
2.1 压力补偿控制系统如图3所示,工作时,载荷或系统压力总是作用于斜盘活塞上,斜盘活塞总保持液压泵的流量趋于最大。
同时,载荷或系统压力也为补偿阀腔提供压力,使补偿阀腔压力与补偿的弹簧里保持平衡。
一般情况下,载荷或系统压力升高,是因为液压泵流量大于载荷所需的流量,造成过量供油而引起的。
所以,控制系统通过减少液压泵排量来降低压力。
当载荷或系统压力低于补偿弹簧设定压力时,补偿阀保持关闭,液压泵继续做最大排量运转。
当载荷或系统压力达到补偿阀设定压力时,补偿阀芯将克服弹簧力开始向右移动,液压油将按比例流进控制活塞腔。
由于控制活塞面积比斜盘活塞面积大,所以控制活塞就推动斜盘向减少液压泵排量的方向移动。
补偿控制系统继续按比例给控制活塞供油。