当前课程知识点:液压传动 > 第四章:液压泵及马达 > 4.7 柱塞泵的结构分析 > 4.7.2柱塞泵的结构分析
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今天我们学习的内容是
柱塞泵的结构分析
上次课我们学习了柱塞泵的工作原理
那么柱塞泵工作过程中
哪些部件之间存在摩擦呢
柱塞泵工作时
斜盘和配流盘不动
缸体和柱塞旋转
所以滑靴和斜盘间存在滑动摩擦
缸体和配流盘之间也是滑动摩擦
柱塞和柱塞孔
既存在滑动也存在一定的转动
柱塞泵工作时
一般转速在2000到3000转每分钟
那么这么高的转速
如果不解决部件之间的摩擦问题
柱塞泵它是无法实现工程应用的
一
如何解决滑靴与斜盘间的摩擦问题呢
生活中我们有这样的经验
如果两个金属元件出现摩擦问题
通常要加润滑油
而液压系统本身就有液压油
所以解决的办法
是引压力油作为润滑油
由于柱塞腔内充满液压油
所以在柱塞和滑靴上开小孔
将液压油引至滑靴底部
并且在滑靴底部开槽形成油室
使滑靴和斜盘间
形成一层0.01到0.03mm的润滑油膜
从而将两个金属元件隔开
避免了高速干摩擦
滑靴压的太紧形不成油膜
而间隙太大
泄漏又比较严重
降低泵的容积效率
那么如何才能保证
滑靴和斜盘既可靠接触
又可靠润滑呢
首先我们对滑靴进行受力分析
柱塞腔的压力油产生液压力
作用于柱塞上
柱塞再通过柱塞球头
作用于滑靴上
这是一个使滑靴压紧斜盘的压紧力
另一方面滑靴底部油室
也有压力油
也会产生液压力
这是使滑靴离开斜盘的一个反推力
利用静压平衡剩余压紧力原理
应该使压紧力略大于反推力
二者比值大概在1.05到1.1之间
这样就保证了滑靴和斜盘
既可靠接触又可靠润滑
这是滑靴底部的阻尼孔
这个阻尼孔的直径非常小
如果阻尼孔堵塞
则油液无法到达滑靴和斜盘之间
无法平衡压紧力
滑靴和斜盘间存在高速干摩擦
材质较软的滑靴很快被磨损掉
磨下来的金属碎屑
就会二次污染油液
堵塞更多的阻尼孔
所以柱塞泵对油液的清洁度
要求比较高
图中的柱塞泵就是因为
油液污染造成阻尼孔堵塞
致使滑靴磨损
这个泵已经彻底无法使用
二
如何解决高压高速下
缸体和配流盘间的摩擦问题
先来分析一下缸体受哪些力
中心弹簧的弹簧力
会通过外面的套筒传递给缸体
使缸体压向配流盘
另外 缸体底部的油口为腰形孔
缸体上面是柱塞孔
腰形孔的通流面积比柱塞孔小
这样会在柱塞孔底部的台阶上
产生液压力使缸体压向配流盘
这样在这两个力的作用下
缸体压紧配流盘
压紧力太大
会使缸体和配流盘之间
存在高速干摩擦
必须有一定的力平衡
配流盘上的排油窗口上有压力油
压力油作用缸体底部产生液压力
这是推开缸体的反推力
另外除排油窗口外
在配流盘的内外密封带之间
也有油液
也会产生反推力
也采用剩余压紧力原理
使压紧力略大于反推力
比值大概1.06到1.10之间
这样就保证了缸体和配油盘间
可靠密封和润滑
三
如何解决柱塞与缸体孔之间的
摩擦和泄漏问题
柱塞在柱塞孔内既要滑动也要转动
那么柱塞受到哪些力呢
滑靴会通过球头给柱塞一个支撑力
柱塞右端是压力油
会给柱塞液压力
另外柱塞在柱塞孔内运动会受到摩擦力
因此柱塞的受力比较复杂
容易造成磨损
因此 为了防止柱塞受力不均
而造成偏磨
在伸入柱塞孔的
这部分柱塞上开多道环形槽
称为均压槽
使柱塞受力比较均匀
防止发生偏斜
柱塞和柱塞孔之间存在间隙
有间隙就会有泄漏
如何减少柱塞与缸体孔之间的泄漏呢
这里采用了间隙密封减少泄漏
柱塞和柱塞孔间的配合间隙
在0.01到0.015毫米之间
非常的小
这样就保证可靠的密封
减少了泄漏
如果油液污染
污染物会进入到
柱塞和缸体孔之间的间隙
这是某工程装备上拆下的柱塞泵
由于油液被重度污染
柱塞和缸体之间的运动间隙
被污染物堵塞
柱塞被卡在缸孔内
不能往复运动
随着缸体高速旋转
柱塞被剪断
因此
柱塞泵要正常工作必须保证油液的清洁
由工作原理可知
吸排油的隔开
是通过配流盘上的封油区实现的
即封油区的夹角
大于缸体底部腰形孔的夹角
但缸体在封油区转动的这段区域内
柱塞腔的体积还在变化
而这时是无法吸油和排油的
从而使油液困在其中
所以柱塞泵也存在困油现象
困油现象的危害
我们前面也讲过
使驱动轴受到附加的不平衡力
造成轴颈磨损
存在振动和噪声
并产生气蚀现象
那么如何降低困油现象带来的影响呢
解决办法是在配流盘
吸排油窗口边缘开三角形的卸荷槽
在腰形孔离开吸油窗口后
还可以通过卸荷槽继续吸油
在进入排油窗口之前
可以通过卸荷槽预先排油
这样就极大减小了困油现象的影响
以上就是柱塞泵结构分析的授课内容
谢谢收看
-1.1 液压传动的工作原理
--1.1.3小节测验
-1.2 液压传动系统的组成及图形符号
--小节测验
-1.3 章节讨论
--1.3.1讨论一
--1.3.2讨论二
-2.1 液压油的主要性质
--2.1.3小节测验
-2.2 液压油的污染与控制
--2.2.3小节测验
-2.3 章节讨论
--2.3.1讨论一
--2.3.2讨论二
-3.1 静止液体的力学特性
--3.1.3小节测验
-3.2 连续性方程
--3.2.3 小节测验
-3.3 伯努利方程
--3.3.3小节测验
-3.4 动量方程
--3.4.2小节测验
-3.5 液体流态的判定
--3.5.3小节测验
-3.6 液体流动时的能量损失
--3.6.3小节测验
-3.7 液体在小孔中的流动
--3.7.3小节测验
-3.8 液体在间隙中的流动
--3.8.3小节测验
-3.9 章节讨论
--3.9.1讨论一
--3.9.2讨论二
-4.1 液压泵概述
--4.1.3小节测验
-4.2 齿轮泵的结构及原理
--4.2.3小节测验
-4.3 齿轮泵的结构分析
--4.3.3小节测验
-4.4 叶片泵的结构及原理
--4.4.3小节测验
-4.5 叶片泵的结构分析
--4.5.3小节测验
-4.6柱塞泵的结构及原理
--4.6.3小节测验
-4.7 柱塞泵的结构分析
--4.7.3小节测验
-4.8 液压马达概述
--4.8.3小节测验
-4.9 章节讨论
--4.9.1讨论一
--4.9.2讨论二
-5.1液压缸的类型与原理
--5.1.3小节测验
-5.2液压缸的结构及安装
--5.2.3小节测验
-5.3 章节讨论
--5.3.1讨论一
--5.3.2讨论二
-6.1液压阀概述
--6.1.3小节测验
-6.2 单向阀
--6.2.3小节测验
-6.3 换向阀
--6.3.3小节测验
-6.4 溢流阀
--6.4.3小节测验
-6.5 减压阀
--6.5.3小节测验
-6.6 顺序阀
--6.6.3小节测验
-6.7 节流原理及节流阀
--6.7.3小节测验
-6.8 调速阀
--6.8.3小节测验
-6.9 章节讨论
--6.9.1讨论一
--6.9.2讨论二
-7.1密封元件
--7.1.3小节测验
-7.2蓄能器
--7.2.3小节测验
-7.3液压滤油器
--7.3.3小节测验
-7.4 章节讨论
--7.4.1讨论一
--7.4.2讨论二
-8.1调压回路
--小节测验
-8.2卸荷回路
--小节测验
-8.3平衡回路
--8.3.3小节测验
-8.4节流调速回路
--小节测验
-8.5容积调速回路
--小节测验
-8.6方向控制回路
--小节测验
-8.7顺序动作回路
--小节测验
-8.8同步控制回路
--小节测验
-8.9 汽车起重机液压系统支腿油路
--8.9.3小节测验
-8.10 汽车起重机的上装液压系统——回转及伸缩臂回路
--8.10.3小节测验
-8.11 汽车起重机的上装液压系统——变幅及起升回路
--小节测验
-8.12 章节讨论