柱塞泵依靠柱塞在缸體內部做往復運動,改變密封容積來實現吸油與壓油,是高壓液壓系統的核心動力源。對比齒輪泵、葉片泵,柱塞泵具備多項突出優勢,大量配套應用在工程機械、環衛車、裝載機、重載工程機械等高壓設備上。下面結合實際工況,講解柱塞泵工作原理、分類以及行業應用。
柱塞泵核心優勢:
形成密封容積的核心零件為圓柱形柱塞與缸孔,加工工藝成熟,配合精度高,密封性能優異,高壓工況下依然可以保持很高的容積效率,適配工程機械 16MPa 及以上高壓系統。
僅通過改變柱塞工作行程就可以調節輸出流量,變量控制簡單,很容易實現流量調節,適配設備不同作業速度需求。
柱塞泵主要零部件承受壓應力,材料本身的強度可以得到充分發揮,適合重載高壓工況。
憑借壓力等級高、結構緊湊、工作效率高、流量調節便捷的特點,柱塞泵廣泛應用于高壓、大流量、大功率液壓系統,常見于液壓機、礦山冶金設備、船舶,以及環衛車、裝載機、各類重載工程機械。
按照柱塞排列方式與運動方向,柱塞泵主要分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類別。
徑向柱塞泵
徑向柱塞泵的柱塞沿徑向布置,全部安裝在缸體(轉子)內部。缸體由驅動設備帶動旋轉,柱塞依靠離心力或者低壓油的作用緊緊貼住定子內壁。 1?柱塞;2?缸體;3?襯套;4?定子;5?配油軸
定子與轉子之間存在偏心距 e。轉子旋轉時,柱塞轉動到上半周向外伸出,柱塞底部密封容積不斷變大,形成真空負壓,液壓油通過襯套油孔,經過配油軸完成吸油;當柱塞旋轉至下半周,定子內壁將柱塞向內推壓,柱塞底部容積縮小,液壓油通過配油軸的壓油口向外輸出壓力油。轉子每旋轉一周,每一支柱塞完成一次完整吸油、壓油循環;轉子持續運轉,就實現連續不間斷供油。
配油軸固定安裝在泵殼體上,軸體內加工 4 個軸向油孔:上側兩組為吸油孔,連通吸油管路;下側兩組為壓油孔,連通出油管路。配油軸表面加工吸油槽與壓油槽,中間保留封油區。封油區寬度需要剛好封閉襯套上的油口,避免吸油口與壓油口互通,同時封油區不能過寬,防止產生困油現象。
徑向柱塞泵輸出流量大小由偏心距 e 決定。如果可以調節定子位置改變偏心距,就成為變量泵;當偏心方向發生改變,吸油口與壓油口互相切換,即為雙向變量泵。
徑向柱塞泵短板
徑向柱塞泵徑向外形尺寸大,整體結構復雜;自吸能力偏弱;配油軸承受徑向不平衡液壓作用力,容易產生磨損,因此轉速與工作壓力提升受到限制。同時柱塞往復運動速度呈周期性變化,泵輸出流量存在脈動;柱塞數量越多且柱塞數量為奇數時,流量脈動會明顯降低。
提示:環衛車、裝載機這類重載工程機械,大多選用軸向柱塞泵作為動力源,搭配高壓液壓油缸協同工作。液壓泵輸出壓力、流量參數,需要和油缸額定壓力、缸徑行程相互匹配,參數不匹配會出現推力不足、油缸過早磨損漏油等故障。
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總結
柱塞泵是高壓液壓系統的核心動力部件,高壓、高效率、可變量的特點,非常適配工程機械高壓作業場景。徑向柱塞泵作為其中一類,可實現變量輸出,但受結構限制,多用于部分特種高壓設備;環衛車、裝載機等主流重載工程機械,更多采用軸向柱塞泵。 液壓系統想要穩定耐用,不僅要選合適的柱塞泵,油缸的選型匹配同樣關鍵。有油缸選型、定制需求,可以把泵參數、設備工況提供給江蘇佑嘉欣,一站式幫您匹配合適的油缸
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