0206B液压泵的结构
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第二节 液压泵[Hydraulic Pump] 3.2 液压泵 843
3.2.1 液压泵图形符号和工作原理(单、双作用及恒压式叶片泵;液压伺服式、恒压式、恒功率式斜盘泵和斜轴泵) √1
3.2.2 单、双作用叶片泵的结构和特点
3.2.3 斜轴泵的结构和特点
3.2.4 液压泵和使用管理 √1
液压泵是利用工作腔容积的变化来进行吸、排液压油,其主要任务就是为液压系统供给足够流量和足够压力的液压油,必要时能改变供油的流向和流量。 液压泵一般为容积式泵,如螺杆泵、叶片泵、柱塞泵等。柱塞泵采用回转油缸,无泵阀,有的设变向变量机构。 按其变量方式分 定量泵(CONSTANT DELIVERY PUMP) 变量泵(VARIABLE PUMP)
一、径向柱塞泵[Radial Plug Variable Pump] 1. 工作原理
由径向柱塞泵的工作原理图可见,径向柱塞泵的柱塞径向布置在缸体上;在转子2上径向均匀分布着数个柱塞孔,孔中装有柱塞5;转子2的中心与定子1的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴3上,相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配油窗口,该配油窗口又分别通过所在部位的两个轴向孔与泵的吸、排油口连通。 对尺寸既定的径向柱塞泵而言,当转速恒定时,只要改变浮动环偏心距e的大小和方向,就能改变油泵的流量和吸排方向。 柱塞个数为奇数:7, 9, 11, 13
流量 zedV242 vnzedQ224 主要泄露途径-----配油轴与缸体之间的径向间隙 受力分析图 PltgTlM 2. 实例 泵体 防逆转机构 3. 特点 (1) 径向尺寸和重量大。 (2) 容积效率低,轴承负荷大,适用压力<20MPa。 (3) 流量和转速不能太高,防止气穴现象。
不适宜在转矩较大和需要较高油压的场合使用,在船舶液压甲板机械中径向柱塞泵逐渐被轴向泵所取代。
二、轴向柱塞泵[Axial Plug Variable Pump] 1. 斜盘式轴向柱塞泵[Swash Plate type] (1) 工作原理 斜盘式轴向柱塞泵的输出流量为: q= z (π/4)d2 Dn ηV tan 式中 S —柱塞行程,S=Dtan,m; D—柱塞孔的分布圆直径,m; — 转轴和斜盘中心线的夹角; F —柱塞横截面积,m2; Z — 柱塞数; n — 泵轴转速,r/s。 在泵的结构尺寸和转速一定时,改变斜盘倾角的大小和倾斜方向,即可改变泵的流量和吸排方向;=0时,Q=0。
径向柱塞泵和斜盘式轴向柱塞泵的几点对比(★★★) 变量机构 流量大小 吸排方向
径向泵 浮动环 浮动环偏心距大小 浮动环偏心方向 斜盘式轴向泵 斜盘 斜盘倾角大小 斜盘倾角方向
受力分析图 (2) 实例(CY14-1) 主体部分:传动轴6与缸体7通过花键连接而驱动缸体转动,均匀分布在缸体上的七个柱塞8绕传动轴的轴线作牵连旋转运动;每个柱塞的球头与滑靴9铰接,回程弹簧4通过内套3、钢球、回程盘2将滑靴紧紧压在斜盘及变量头组件10上,由于斜盘及变量头组件的法线方向与传动轴的轴线方向有一夹角,当缸体旋转时,柱塞沿缸体上的柱塞孔作相对往复运动,通过配流盘5完成吸、排油。 定心弹簧的反力又将缸体压在配流盘上,起预密封作用。由于滑靴和配流盘均采用静压支承结构,因此具有较高的性能参数。 主要泄露途径-----配油盘与缸体之间 伺服变量机构:当旋转变量手轮1时,通过丝杠2带动变量活塞4沿变量活塞壳体3上下运动,活塞4通过拨叉7使斜盘8及变量头组件绕其自身的旋转中心摆动,改变斜盘及变量头组件的法线方向与传动轴的轴线方向的夹角α,从而达到变量的目的。
配油盘
封油角大于配油孔包角,以防漏油,但会引起困油现象(?)。 采用非对称负重迭配油盘(不可逆转)。 非对称:配油盘中线N-N相对于斜盘中线M-M朝缸体转向偏转角; 负重迭:- =0 ~ -1 (★★)阻尼孔D(圆形或三角形):①消除困油现象; ②减轻液压冲击。 (★★)盲孔E:存油润滑,减轻磨损。 端面间隙的自动补偿 配油盘:配油盘密封面的宽度选择适当,则可使缸体压紧配油盘的油压力比撑开力稍大一些(约大6%-10%),既可避免比压过大,造成严重的摩擦损失,同时又可不致使缸体与配油盘间的漏泄过多。 缸体紧压配流盘端面的作用力,除机械装置或弹簧作为预密封的推力外,还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力,此液压力比弹簧力大得多,而且随泵的工作压力增大而增大。由于缸体始终受液压力作用,从而紧贴着配流盘,就使端面间隙得到了自动补偿。
滑靴及静压支承结构 一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装一滑靴,如图所示,滑靴是按静压轴承原理设计的,缸体中的压力油经过柱塞球头中间小孔流入滑靴油室5,使滑靴和斜盘间形成液体润滑,改善了柱塞头部和斜盘的接触情况,有利于提高轴向柱塞泵的压力和其它参数,使其在高压、高速下工作。
∴ 柱塞与滑履可实现静力平衡,缸体与配油盘也可基本实现静力平衡。 问题:若柱塞与滑履上的小孔堵塞,将导致( 滑履严重磨损 )后果。
该泵特点: (1)主要零件静力平衡,机械效率高; (2)主要间隙自动补偿,容积效率高; (3)径向尺寸小,吸油孔大,转速和流量大; (4)平面配油,滤油精度要求高; (5)辅泵供油,可防止球铰受拉,防止气穴;
2. 斜轴式轴向柱塞泵 (1) 工作原理
调整油缸体的倾角------可改变油泵流量大小和吸排方向. (2) 实例(CY14-1) 3. 斜轴泵与斜盘泵相比的特点 (1)用铰接柱塞球头代替滑履和斜盘,提高强度和耐冲击性。 (2)油缸摆角大于斜盘倾角,流量变化范围大。 (3)泵轴不穿过配油盘,泄漏少、吸入性能好。 (4)滤油精度要求低。 (5)尺寸大,工艺要求高,价格高。
三、变量泵的变量控制方式[Control Mode] 按控制力是否通过液压放大来区分,有直接变量和间接变量之分;
控制信号的形式来分,有手控、机控、电控、液控等多种; 自动变量泵,如限压式、恒功率式、恒压式、恒流量式等。
1. 限压式变量泵 该泵在工作压力低时全流量工作,当工作压力超过整定值时流量迅速降低,可限制泵的工作压力过高。
带压力补偿器的限压式斜盘泵 换成软弹簧,可构成恒压式变量泵。 感受工作油压的变量控制元件与两个弹簧相平衡其中一个弹簧在变量控制元件的位移量增大到一定的数值后在参与工作
Q A
D P
B B B C C 2. 恒功率变量泵 泵的自动变量机构可设计成使流量Q 随排出压力p 变化,近似符合 pQ=常数的恒功率型式,称之为恒功率变量泵。
3. 不同控制方式的变量泵(A4V) 电气比例控制 电磁控制 液压控制
Q p constpQ
(双曲线[hyperbola]) 一﹑单选题: 1. 径向柱塞泵改变排油方向是靠改变 。 A.转向 B.油缸体偏移方向 C.斜盘倾斜方向 D.浮动环偏心方向 2. 斜盘式轴向柱塞泵改变排油方向是靠改变 。 A.转向 B. 油缸体偏移方向 C. 斜盘倾斜方向 D. 浮动环偏心方向 3. 斜轴式轴向柱塞泵改变排油方向是靠改变 。 A.转向 B.油缸体偏移方向 C.斜盘倾斜方向 D.浮动环偏心方向 4. 径向柱塞泵改变流量是靠改变 。 A.转速 B.油缸体摆角 C.浮动环偏心距 D.斜盘倾角 5. 斜盘式轴向柱塞泵改变流量是靠改变 。 A.转速 B.油缸体摆角 C.浮动环偏心距 D.斜盘倾角 6. 斜盘式轴向柱塞泵吸入压力过低容易损坏的部位是 。 A.柱塞 B.滚柱轴承 C.斜盘 D.滑履铰接处 7. 对斜盘式轴向柱塞泵的容积效率影响最大的密封是 。 A.柱塞与柱塞孔之间 B.配油盘与缸体之间 C.配油盘与泵体之间 D.配油轴与缸体之间 8. 斜轴式轴向柱塞泵改变流量是靠改变 。 A.转速 B.油缸体摆角 C.浮动环偏心距 D.斜盘倾角 9. 径向柱塞泵下列部件中不转动的是 。 A.油缸体 B.滑履 C.浮动环 D.配油轴 10. 径向柱塞泵通常最主要的漏泄途径是在 。 A.柱塞与缸体之间 B.配油轴与缸体之间 C.轴封 D. 端盖与泵壳之间 11. 柱塞式液压泵壳体上的泄油回应 。 A.朝上 B.朝下 C.朝左 D.朝右 12. 对径向柱塞泵每转理论排量不直接产生影响的是 。 A.柱塞直径 B.浮动环偏心距 C.柱塞个数 D.柱塞长度 13. 会影响径向柱塞泵每转排量的是 。 A.转速 B.柱塞长度 C.配油轴直径 D.浮动环偏心距 14. 经正常使用过的轴向柱塞泵工作压力达不到要求最常见的原因是 。 A.容积效率变低 B.机械效率变低 C.转速变低 D.轴封失效 15. 轴向柱塞泵排油量不足的主要原因有 。 A. 缸体与配油盘间磨损 B.工作温度高 C.工作压力高 D.轴封失效 16. 造成轴向柱塞泵滑履异常磨损的常见原因可能是 。 A.工作压力过高 B.元件油孔堵塞 C.转速过高 D.操作失误 17. 造成轴向柱塞泵缸体与配油盘磨损过快的常见原因是 。 A.工作压力过高 B.转速过高 C.液压油污染 D.操作失误 18. 柱塞式液压泵的柱塞数目 。