阀配流径向柱塞泵的工作原理及其要点
径向柱塞泵及径向柱塞马达的挤子也是柱塞(与传动轴相互垂直),并依靠柱塞在专门的缸体中往复运动吸或压和排出液体。
类型特点
(1)分类 径向柱塞泵的品种不像轴向柱塞泵那样丰富。图A所示为径向柱塞泵的详细分类。径向柱塞泵多采用座阀配流和轴配流。
(2)特点见下表。
径向柱塞泵的特点
主要优点 |
主要缺点 |
①工作压力较高,一般为20~40MPa,甚至高达70~100MPa
②轴向尺寸相对较小
③易于制造
④工作可靠
⑤寿命较长 |
①结构复杂、体积较大,功率密度低
②转速较低
③变量困难
④工作噪声高
⑤应用范围较小 |
工作原理
(1)阀配流径向柱塞泵的工作原理及其要点 图B所示为阀配流径向柱塞泵的工作原理。由于径向柱塞泵的柱塞组与传动轴相互垂直,所以其工作原理与内燃机的曲柄连杆机构极为相似。缸体6为定子,偏心为e的偏心轴1作为转子,柱塞2为挤子;柱塞2在弹簧作用下与偏心轮上的轴承7贴紧;柱塞2的上端与缸体6的柱塞孔之间形成大小可变的工作容腔;吸油阀5与压油阀4组成泵的配流机构。
当偏心轴1由原动机带动旋转时,柱塞作上下往复运动。当柱塞2向下运动时,工作容腔逐渐变大,形成真空,缸体6的吸油口与油箱连接,故油箱中的液压油在大气压的作用下打开吸油阀5进入并充满该容腔,完成吸油过程。这时,压油阀4是关闭的。当柱塞2向上运动时,柱塞将工作容腔中的液压油压缩,并推开压油阀4,使液压油压入到系统中去工作,这就是压油过程。这时,吸油阀5被受压的液压油关闭。偏心轮每转一周,每个柱塞腔各吸、压油一次。
上述工作原理是最基本的,实际径向柱塞泵的结构要复杂得多。例如,柱塞在径向布置有许多个(图C)。
关于阀配流径向柱塞泵的工作原理应留意以下要点。
①变量问题 泵的偏心轴保持偏心距e,而泵的排量与偏心距g相关。故当偏心距e不可调节时即制成定量泵;当偏心距e可调节时,就能改变泵的排量大小,即制成变量泵。工程实际中阀配流的径向柱塞泵多为定量泵。尽管通过调节传动轴偏心距之类的方式可实现变量,但由于其变量机构一般过于复杂,实用产品采用的变量方式及机构往往基于另外一些原理。
②传动轴及其支承系统 径向柱塞泵的传动轴及其支承系统应有足够的刚度及耐磨性以承受柱塞组传来的多方向的交变负荷。
③驱动及回程方式 阀配流的径向柱塞泵的缸体均固定在壳体上,径向柱塞泵轴通过偏心轴、凸轮或以曲轴形式驱动柱塞往复运动,柱塞一般靠弹簧力或以机械约束方式回程。
④柱塞 阀配流径向柱塞泵的柱塞数可选范围很大,实用产品中从单柱塞的到装有20只以上柱塞者均有,且不分奇、偶数。此类泵便于制成带独立配流系统的缸体一柱塞副系列化的模块单元,然后把它们用单体、对置、直列(单列或多列)、星形(单排或多排)等多种方式组合布置在传动轴的周围,拼装成各种规格的产品。每一单元均可作为独立的压力油源使用,也可让部分或全部单元合流以满足不同的需求。有时可通过公共的滑阀(可能即为柱塞本身)或转阀(配流轴)吸油,但压油阀必须是各缸独立的座阀。
⑤配流阀座阀是阀配流泵的关键部件,简单廉价的球阀由于流量特性不好,仅限于小型泵上。广泛使用的是带导向装置的锥阀,其阀芯和阀座均需精细加工并经硬化处理,有些产品还镶装硬质合金的阀口以进一步提高耐磨和耐腐蚀性。为避免由于惯性过大造成高转速时的启闭滞后现象,阀芯应有较小的运动质量。