更新時(shí)間:2019-10-29
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柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結(jié)構(gòu)形式;由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分。
柱塞泵是往復(fù)泵的一種,屬于體積泵 ,其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng),其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí),工作室內(nèi)壓力降低,出口閥關(guān)閉,低于進(jìn)口壓力時(shí),進(jìn)口閥打開(kāi),液體進(jìn)入;柱塞內(nèi)推時(shí),工作室壓力升高,進(jìn)口閥關(guān)閉,高于出口壓力時(shí),出口閥打開(kāi),液體排出。
內(nèi)帶滑靴結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵是目前使用較廣泛的軸向柱塞泵,安放在缸體中的柱塞通過(guò)滑靴與斜盤(pán)相接觸,當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí),斜盤(pán)將柱塞從缸體中拉出或推回,完成吸排油過(guò)程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過(guò)配油盤(pán)分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來(lái)改變斜盤(pán)的傾角,通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)的傾角可改變泵的排量。
柱塞泵(液壓馬達(dá))由于構(gòu)成密封工作腔的構(gòu)件一一柱塞和缸體內(nèi)孔均為圓柱表面,加工方便,容易得到較高的配合精度,密封性好,故容積效率高,工作壓力高。同時(shí)這種泵只要改變柱塞的行程就可以很方便的改變其流量,易于實(shí)現(xiàn)變量。因此柱塞泵在高壓、大流量、大功率的液壓系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合,如龍門(mén)刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶機(jī)械等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。
柱塞泵(液壓馬達(dá))按其柱塞的排列方式和運(yùn)動(dòng)方向的不同,可分為軸向柱塞泵(液壓馬達(dá))和徑向柱塞泵(液壓馬達(dá))兩大類(lèi)。軸向柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,徑向尺寸小,質(zhì)量輕,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且易于實(shí)現(xiàn)變量,壓力高(可達(dá)到40MPa或更高),可在高壓高速下工作,并具有較高的容積效率。因此這種泵在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。不足的是該泵對(duì)油液的污染十分敏感,一般需要精過(guò)濾。同時(shí)該泵自吸能力差,常需要由低壓泵供油。
軸向柱塞泵具有可逆性,當(dāng)輸入高壓油時(shí)就可以作液壓馬達(dá)使用。軸向柱塞液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩小,轉(zhuǎn)速較高,因此多用于小轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速的工作場(chǎng)合。
和軸向柱塞泵比,徑向柱塞泵的徑向尺寸較大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,且配油軸受到徑向不平衡力作用,易于磨損,因而限制了轉(zhuǎn)速和壓力的提高(壓力在2OMPa左右),故目前生產(chǎn)中應(yīng)用不多。該泵的容積效率較高,一般可達(dá)~。
與軸向柱塞液壓馬達(dá)相反,徑向柱塞液壓馬達(dá)多應(yīng)用于低速大轉(zhuǎn)矩液壓系統(tǒng)。該馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大(柱塞直徑大,行程長(zhǎng)、數(shù)目多)、壓力高、密封性好。但其尺寸及體積大,不能用于反應(yīng)靈敏、頻繁換向的系統(tǒng)中。在礦山機(jī)械、采煤機(jī)械、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及船舶方面,低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)得到了廣泛虛用。
綜上所述,從使用角度看,上述三大類(lèi)泵的優(yōu)劣次序是柱塞泵、葉片泵、齒輪泵。從結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、價(jià)格,及抗污染能力等方面來(lái)看,齒輪泵好,而柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高、對(duì)油液的清潔度要求也較苛刻。因此,每種泵(馬達(dá))都有自己的特點(diǎn)和使用范圍,使用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體工況,結(jié)合各類(lèi)泵的性能、特點(diǎn)及適用場(chǎng)合,合理選擇。
液壓傳動(dòng)是一種可達(dá)到傳遞動(dòng)力、增加動(dòng)力、改變速比等目的的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì),靠處于密閉容器內(nèi)的液體靜壓力來(lái)傳遞力的傳動(dòng)方式,靜壓力的大小取決于負(fù)載,而負(fù)載速度的傳遞是按液體容積變化相等的原則進(jìn)行的,其速度大小取決于流量;如果忽略損失,液壓傳動(dòng)所傳遞的力與速度無(wú)關(guān)。
液壓傳動(dòng)相比其他傳統(tǒng)傳動(dòng)方式優(yōu)勢(shì)較為明顯:1)功率重量比大,能以較輕的設(shè)備重量取得更大的力和轉(zhuǎn)矩;2)慣性小,啟動(dòng)、制動(dòng)迅速;3)無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速范圍大,低速性能好;4)高響應(yīng)速度;5)高負(fù)載剛度;6)可控性好,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,液壓元件位臵可以根據(jù)設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)整。
REXROTH軸向柱塞泵A2FO63/61R-VBB05
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液壓傳動(dòng)已成為現(xiàn)代機(jī)械裝備與機(jī)電產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)技術(shù),在工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括:工業(yè)生產(chǎn)(鍛壓機(jī)械、注塑機(jī)、機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、礦山機(jī)械、包裝機(jī)械等)、行走機(jī)械(工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)等)、航空航天(飛機(jī)、宇宙飛船、衛(wèi)星發(fā)射裝臵等)、艦船(船舶及艦艇甲板機(jī)械、操作及控制系統(tǒng))、海洋工程(海洋開(kāi)發(fā)平臺(tái)、海底鉆探、水下作業(yè)等)。以國(guó)外為例,約95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%的自動(dòng)化生產(chǎn)線均采用液壓傳動(dòng)。此外,根據(jù)工業(yè)機(jī)械設(shè)備使用的液壓系統(tǒng)壓力條件不同,可按其額定壓力分為低壓系統(tǒng)(<6.3MPa)、中壓系統(tǒng)(6.3-10MPa)、中高壓系統(tǒng)(10-20MPa)和高壓系統(tǒng)(>20MPa)。
液壓系統(tǒng)主要由5個(gè)部分組成,泵、閥、油缸、馬達(dá)為核心元件。典型的液壓系統(tǒng)由動(dòng)力元件(主要是液壓泵)、控制元件(主要是液壓閥)、執(zhí)行元件(包括液壓油缸、液壓馬達(dá))、輔助元件(包括油箱、過(guò)濾器、蓄能器、熱交換器)、工作介質(zhì)(包括礦物油、乳化液、液壓油等)5個(gè)部分組成,其中泵、閥、油缸、馬達(dá)的技術(shù)難度大、產(chǎn)品附加值高、價(jià)值占比較高,是液壓系統(tǒng)的核心元件。
液壓泵:主要有柱塞泵、齒輪泵、葉片泵和螺桿泵。其中,柱塞泵、葉片泵屬于高壓泵,齒輪泵屬于低壓泵。以柱塞泵為例,其密封工作腔構(gòu)件為圓柱形的柱塞和缸體,容易得到較高的配合精度,特點(diǎn)是泄漏量小,容積效率高,可以在高壓下工作;由于柱塞泵壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、流量調(diào)節(jié)方便,故在需要高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合,如工程機(jī)械、礦山冶金機(jī)械、船舶、重型刨床及液壓機(jī)等設(shè)備上廣泛應(yīng)用。
液壓閥:主要分為方向閥、流量閥、壓力閥。方向閥用于控制系統(tǒng)中的油流方向,包括換向閥、單向閥等;流量控制閥,用于控制液壓系統(tǒng)中油的流量,包括節(jié)流閥、調(diào)速閥等;壓力控制閥,用于控制系統(tǒng)中的油壓,包括溢流閥、減壓閥、順序閥等;上述三類(lèi)閥可組成各種復(fù)合閥。
液壓油缸:液壓缸由缸體、可移動(dòng)的活塞和連接活塞的活塞桿組成,缸體兩端用端蓋進(jìn)行封閉,端蓋可采用螺紋、卡圈、拉桿或焊接等方式與缸體連接;分為雙作用式、單作用式、伸縮式。
液壓馬達(dá):分為單向、雙向液壓馬達(dá),也分為定量馬達(dá)與變量馬達(dá)。
液壓件的批量穩(wěn)定生產(chǎn)需要企業(yè)具有多學(xué)科、全方面的技術(shù)實(shí)力和較為雄厚的資金實(shí)力。液壓件為精密制造產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程工序多、管理難度大,涉及材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬材料、金屬工藝學(xué)、熱處理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等多個(gè)學(xué)科,需要企業(yè)具備較高的研發(fā)測(cè)試水平、生產(chǎn)工藝控制和過(guò)程控制能力,才能大批量生產(chǎn),并保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。另一方面,液壓產(chǎn)品的生產(chǎn)需要前期大規(guī)模的固定資產(chǎn)投入,特別是精密加工設(shè)備、熱處理設(shè)備、高壓液壓件的鑄件生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等,且大量精密生產(chǎn)設(shè)備依賴(lài)進(jìn)口,對(duì)企業(yè)有較高的資金要求。
液壓件制造主要分為鑄件生產(chǎn)、機(jī)械加工和裝配測(cè)試三大環(huán)節(jié):1)精密鑄件的鑄造工序:砂處理、制芯→造型→合箱→熔化→澆注→落砂→去冒口→拋丸→打磨→熱處理→拋丸等;2)鑄件、鍛件、棒材的加工工序:粗機(jī)械加工→熱處理→精機(jī)械加工→去毛刺→清洗→防銹等;3)使用標(biāo)準(zhǔn)件及調(diào)節(jié)元件對(duì)液壓元件進(jìn)行組裝成品工序:清洗→裝配→測(cè)試→清洗→噴涂等。
力士樂(lè)REXROTH柱塞泵,軸向柱塞泵,液壓油泵:
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徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向與驅(qū)動(dòng)軸垂直的柱塞泵。柱塞泵噪聲低,工作壓力高等優(yōu)點(diǎn),但柱塞泵對(duì)液壓油的污染較敏感,造價(jià)較高。
徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向與驅(qū)動(dòng)軸垂直的柱塞泵。
驅(qū)動(dòng)扭矩由驅(qū)動(dòng)軸 通過(guò)十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。位于轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,并通過(guò)卡簧鎖定。二個(gè)保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。
泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它依靠離心力和液壓力壓在定于內(nèi)表面上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于定于的偏心作用,柱塞將作往復(fù)運(yùn)動(dòng),它的行程為定于偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對(duì)的兩個(gè)柱塞來(lái)調(diào)節(jié)。
油液的進(jìn)出通過(guò)泵體和配流軸上的流道,并由配流軸上吸油口控制,泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過(guò)平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開(kāi)環(huán)控制。支承驅(qū)動(dòng)軸的軸承只起支承作用,不受其他外力的作用。
軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進(jìn)行工作的。由于柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達(dá)到很高的精度配合。
柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng),使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。
博世力士樂(lè)在斜板和斜軸設(shè)計(jì)軸向柱塞泵是專(zhuān)為中高壓力范圍。許多變化的設(shè)計(jì),性能范圍和調(diào)整選項(xiàng)提供*的解決方案,移動(dòng)和固定的應(yīng)用范圍
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