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徑向柱塞泵的特點及工作原理

發布時間： 2021/12/21

　　徑向柱塞泵及徑向柱塞馬達的擠子也是柱塞(與傳動軸相互垂直)，并依靠柱塞在專門的缸體中往復運動吸或壓和排出液體。
　　1、徑向柱塞泵的類型特點
　　(1)分類徑向柱塞泵的品種不像軸向柱塞泵那樣豐富。圖1所示為徑向柱塞泵的詳細分類。徑向柱塞泵多采用座閥配流和軸配流。
　　徑向柱塞泵-按流量可否調節分類－定量徑向柱塞式、變量徑向柱塞式
　　按配流機構的類型分類－座閥配流式、端面配流式、軸配流式、擺動耳軸配流式
　　按柱塞與定子的接觸類型分類－點接觸型、面接觸型（滑履型）
　　(2)特點見表1。
　　圖1徑向柱塞泵的分類
　　表1 徑向柱塞泵的特點
　　

　　2、徑向柱塞泵的工作原理
　　(1)閥配流徑向柱塞泵的工作原理及其要點圖2所示為閥配流徑向柱塞泵的工作原理。由于徑向柱塞泵的柱塞組與傳動軸相互垂直，所以其工作原理與內燃機的曲柄連桿機構極為相似。缸體6為定子，偏心為e的偏心軸1作為轉子，柱塞2為擠子；柱塞2在彈簧作用下與偏心輪上的軸承7貼緊；柱塞2的上端與缸體6的柱塞孔之間形成大小可變的工作容腔；吸油閥5與壓油閥4組成泵的配流機構。
　　

　　圖2 閥配流徑向柱塞泵的工作原理
　　1-偏心軸；2-柱塞；3-彈簧；4-壓油閥；吸油閥；6-缸體；7-軸承；8-工作容腔
　　當偏心軸1由原動機帶動旋轉時，柱塞作上下往復運動。當柱塞2向下運動時，工作容腔逐漸變大，形成真空，缸體6的吸油口與油箱連接，故油箱中的液壓油在大氣壓的作用下打開吸油閥5進入并充滿該容腔，完成吸油過程。這時，壓油閥4是關閉的。當柱塞2向上運動時，柱塞將工作容腔中的液壓油壓縮，并推開壓油閥4，使液壓油壓人到系統中去工作，這就是壓油過程。這時，吸油閥5被受壓的液壓油關閉。偏心輪每轉一周，每個柱塞腔各吸、壓油一次。
　　上述工作原理是最基本的，實際徑向柱塞泵的結構要復雜得多。例如，柱塞在徑向布置有許多個(圖3)。
　　

　　吸油口壓油口
　　圖3軸配流多柱塞徑向柱塞泵的工作原理
　　1-柱塞；2-定子環；3-缸體；4-村套；配流軸；6-輸油孔；a，b-窗口
　　3、關于閥配流徑向柱塞泵的工作原理應注意以下要點。
　　①變量問題泵的偏心軸保持偏心距e，而泵的排量與偏心距e相關。故當偏心距e不可調節時即制成定量泵；當偏心距e可調節時，就能改變泵的排量大小，即制成變量泵。工程實際中閥配流的徑向柱塞泵多為定量泵。盡管通過調節傳動軸偏心距之類的方式可實現變量，但由于其變量機構一般過于復雜，實用產品采用的變量方式及機構往往基于另外一些原理，典型的變量機構見5．1．2(3)。
　?、趥鲃虞S及其支承系統徑向柱塞泵的傳動軸及其支承系統應有足夠的剛度及耐磨性以承受柱塞組傳來的多方向的交變負荷。
　?、垓寗蛹盎爻谭绞? 閥配流的徑向柱塞泵的缸體均固定在殼體上，徑向柱塞泵軸通過偏心軸、凸輪或以曲軸形式驅動柱塞往復運動，柱塞一般靠彈簧力或以機械約束方式回程。
　?、苤? 閥配流徑向柱塞泵的柱塞數可選范圍很大，實用產品中從單柱塞的到裝有20只以上柱塞者均有，且不分奇、偶數。此類泵便于制成帶獨立配流系統的缸體一柱塞副系列化的模塊單元，然后把它們用單體、對置、直列(單列或多列)、星形(單排或多排)等多種方式組合布置在傳動軸的周圍，拼裝成各種規格的產品。每一單元均可作為獨立的壓力油源使用，也可讓部分或全部單元合流以滿足不同的需求。有時可通過公共的滑閥(可能即為柱塞本身)或轉閥(配流軸)吸油，但壓油閥必須是各缸獨立的座閥。
　?、菖淞鏖y 座閥是閥配流泵的關鍵部件，簡單廉價的球閥由于流量特性不好，僅限于小型泵上。廣泛使用的是帶導向裝置的錐閥，其閥芯和閥座均需精細加工并經硬化處理，有些產品還鑲裝硬質合金的閥口以進一步提高耐磨和耐腐蝕性。為避免由于慣性過大造成高轉速時的啟閉滯后現象，閥芯應有較小的運動質量。
　　(2)軸配流徑向柱塞泵的工作原理及其要點如圖3所示，軸配油式徑向柱塞泵的定子環2與缸體(轉子)3間偏心安裝；柱塞1沿圓周徑向均勻分布于缸體中，柱塞可在轉子上徑向均布的柱塞孔內自由伸縮，形成可變的密封工作容腔；固定不動的配流軸5內鉆有軸向輸油孔6，與吸油窗口a和壓油窗口b相通，并引至泵的吸油口和壓油口；與缸體內孔緊配的襯套4套裝于配流軸5上。
　　當缸體3在原動機帶動下順時針方向旋轉時，柱塞1在離心力(或低壓油)作用下壓緊在定子環2的內壁上。由于偏心e的存在，故處于上半周的各柱塞底部的工作腔容積將逐漸增大，于是通過配流軸上的吸油窗口a吸油。而處于下半周的各柱塞底部的工作腔容積將逐漸減小，通過配流軸上的窗口b壓油。缸體每轉一周，每個工作腔各吸、壓油一次。
　　關于軸配流徑向柱塞泵的工作原理應注意以下要點。
　?、僮兞繂栴}軸配流徑向柱塞泵的柱塞組一般裝在旋轉缸體中，柱塞組的外端支承在一個偏心定子環內，向外側運動時吸油，向內側時壓油。定子環偏心輪或轉子與缸體軸線之間保持偏心距e，當偏心距e不可調節時即制成定量泵，當偏心距e可調節時，就能改變柱塞行程并改變泵的排量大小，即制成變量泵。
　　②支承系統及柱塞的回程方式采用上述配置的軸配流徑向柱塞泵，其傳動軸上可以安裝尺寸較大的滾動或滑動軸承，甚至有足夠位置布置靜壓軸承。在吸油區可利用缸體旋轉時柱塞所受的離心力幫助回程，不過很多情況下仍然需要一套位置約束的回程機構。
　?、叟淞鬏S 是軸配流泵的關鍵部件。配流軸與襯套之間的配合間隙要適當，過小易造成咬死或損傷，過大會引起嚴重泄漏。由于配流軸受徑向不平衡力，故軸配流式泵的工作壓力不高。
　　(3)徑向柱塞泵的變量機構
　　①閥配流徑向柱塞泵的變量機構
　　a．吸油管節流變量如圖4所示，吸油管節流變量是利用設在吸油管內的流量調節閥(孔)6控制吸入量來調節輸出流量，此法結構簡單，功率損失不大，但輸出流量脈動和噪聲較大。
　　

　　圖4調節吸油管內流量閥的變量方式
　　1-缸體；2-偏心傳動軸；3-柱塞；4-壓油閥；吸油閥；6-流量調節閥
　　b．調節柱塞有效行程變量有力調節和位置調節兩種方式。對于彈簧回程的柱塞副，如圖5所示，利用彈簧2的彈性推力隨行程變化的特點，通過調節在泵偏心傳動軸6腔內油液壓力來控制柱塞的實際回程量(在回程終點彈簧推力與作用于柱塞底面上的液壓力相平衡，柱塞底面與驅動偏心滑道脫離并出現間隙)。
　　

　　圖5用殼體內壓力控制柱塞有效行程的變量方式
　　1-吸油閥；2-彈簧；3-壓油閥；4-柱塞；殼體；6-偏心傳動軸；7-減壓閥
　　位置調節方式源于內燃機的燃料噴射泵技術，如圖6所示，它是在兼有吸油配流滑閥功能的柱塞上制出螺旋槽，當通過某種機構(齒輪齒條副等)使柱塞旋轉時，即可利用此螺旋槽的密封棱邊與缸體內固定的吸油窗口之間相對距離的變化，改變柱塞的有效吸油行程，進而調節泵的流量。
　　　排油閥進油窗口　　　實時有效行程
　　

　　圖6 用螺旋卸荷槽控制柱塞有效行程的變量方式
　　c．單元體組合有級變量利用座閥配流的各缸體一柱塞單元均可以獨立供油的特點，也可通過各單元輸出流量的分流、合流將一臺多缸泵作為有級變量泵使用。
　?、谳S配流柱塞泵的變量機構
　　a．偏心環浮動平移式變量如圖7所示，變量機構沿偏心環直徑方向布置在殼體兩側，通過液控變量機構的液壓力操縱偏心環浮動平移，‘與葉片泵定子沿徑向浮動平移類似。
　　

　　圖7 軸配流的偏心環浮動平移式變量機構圖8偏心環繞銷軸擺動式變量機構
　　b．偏心環繞銷軸擺動式變量圖8所示為鋼球作為柱塞的軸配流徑向變量柱塞泵，其變量機構安裝在偏心環的切線方向上，使偏心環繞一根銷軸擺動而變量。

上一條：從操縱控制力的方式角度簡述變量機構的特點及適用場合下一條：關于直軸式軸向柱塞泵的工作原理應注意以下要點

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