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1.REXROTH軸向柱塞泵
為了構(gòu)成柱塞的往復運動條件,REXROTH軸向柱塞泵都具有傾斜結(jié)構(gòu),所以REXROTH軸向柱塞泵根據(jù)其傾斜結(jié)構(gòu)的不同分為斜盤式(直軸式)和斜軸式(擺缸式)兩種形式.
圖R所示為斜盤式REXROTH軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體由缸體1、配油盤2、柱塞3和斜盤4組成.幾個柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi).斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機械裝置或在低壓油(圖中為彈簧)作用下壓緊在斜盤上,配油盤2和斜盤4固定不轉(zhuǎn).當原動機通過傳動軸使缸體轉(zhuǎn)動時,由于斜盤的作用迫使柱塞在缸體內(nèi)做往復運動,并通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油.
REXROTH軸向柱塞泵的工作原理
如圖R所示,當柱塞運動到下半圓范圍(π~2π)內(nèi)時,柱塞將逐漸向缸套外伸出,柱塞底部的密封工作容積將增大,通過配油盤的吸油窗口進行吸油;而在0~π時,柱塞被斜盤推人缸體,使密封容積逐漸減小,通過配油盤的壓油窗口壓油.缸體每轉(zhuǎn)一周,每個柱塞各完成吸油、壓油一次.
改變斜盤傾角就能改變柱塞行程的長度,即改變液壓泵的排量;改變斜盤傾角的方向,就能改變吸油和壓油的方向,從而使泵成為雙向變量泵.
配油盤上吸油窗口和壓油窗口之間的密封區(qū)寬度1應稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度l1.但不能相差太大,否則會發(fā)生困油現(xiàn)象.一般在兩配油窗口的兩端部開有小三角槽,以減小沖擊和噪聲.
2.斜盤武REXROTH軸向柱塞泵的一般結(jié)構(gòu)
圖S所示為一種斜盤式REXROTH軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)圖,它由右邊的主體結(jié)構(gòu)和左邊的變量調(diào)整機構(gòu)所組成.
斜盤式REXROTH軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖
其主體部分由裝在中間泵體16內(nèi)的缸體10、柱塞17、斜盤4和配流盤13所組成,缸體10由傳動軸l2帶動進行旋轉(zhuǎn).在缸體的各個軸向柱塞孔內(nèi)各裝有柱塞17,柱塞頭部與滑履1采用球面配合,而外面加以鉚合,使柱塞和滑履既不會脫落,又使配合球面間能相對運動;使回程盤2和柱塞滑履一同轉(zhuǎn)動時,在排油過程中借助斜盤4推動柱塞作軸向運動;彈簧11通過鋼球8推壓回程盤2,以便在吸油時依靠回程盤、鋼球和彈簧所組成的回程裝置將滑履1緊緊壓在斜盤4的表面上滑動,這樣就可以使泵具有白吸能力.在滑履1與斜盤4相接觸的部位有一油室,它通過柱塞17中間的小孔與缸體10中的工作腔相連,以便使壓力油進入油室后在滑履與斜盤的接觸面間形成一層油膜,起到靜壓支承的作用,使滑履作用在斜盤上的力大大減小,磨損也減小.傳動軸12通過其左端的花鍵來帶動缸體10進行旋轉(zhuǎn),柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)的同時在缸體中作往復運動.缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配流盤13與泵的進出口相通的.隨著傳動軸的轉(zhuǎn)動,液壓泵就連續(xù)地吸油和排油.
缸體10通過大軸承9支承在中間泵體上,這樣斜盤4通過柱塞作用在缸體上的徑向分力可以由大軸承承受,使傳動軸l2不受彎矩作用,并改善了缸體的受力狀態(tài),從而保證缸體端面與配流盤更好地接觸.
左邊的變量調(diào)整機構(gòu)用來進行輸出流量的調(diào)節(jié).在變量REXROTH軸向柱塞泵中都設置有專門的變量調(diào)整機構(gòu),可以用來改變斜盤傾角的大小,以調(diào)節(jié)泵的流量.
REXROTH軸向柱塞泵的變量控制形式一般有手動控制和液壓伺服控制兩種.圖S所示為手動變量控制機構(gòu),其工作原理為:轉(zhuǎn)動手輪7,使螺桿6轉(zhuǎn)動,可以使變量活塞5作上下移動,從而帶動插入變量活塞5下端的斜盤4繞著外殼上的圓弧面進行擺動,使斜盤4的傾斜角度發(fā)生變化,達到了手動控制輸出流量的目的.
液壓伺服變量機構(gòu)圖T所示為一種液壓伺服變量控制機構(gòu),其控制機構(gòu)由殼體5和隨動活塞4所組成.其基本工作原理為:泵輸出的壓力油由通道經(jīng)單向閥a進入變量機構(gòu)殼體5的下腔d,液壓力作用在變量活塞4的下端.當與伺服閥閥芯1相連接的拉桿不動時(圖示狀態(tài)),變量活塞4的上腔g處于封閉狀態(tài),變量活塞不動,斜盤3在某一相應的位置上.當使拉桿向下移動時,推動閥芯1一起向下移動,d腔的壓力油經(jīng)通道e進人上腔g.由于變量活塞上端的有效面積大于下端的有效面積,向下的液壓力大于向上的液壓力,故變量活塞4也隨之向下移動,直到將通道e的油口封閉為止.變量活塞的移動量等于拉桿的位移量.當變量活塞向下移動時,通過軸銷帶動斜盤3擺動,斜盤傾斜角增加,泵的輸出流入隨之增加;當拉桿帶動伺服閥閥芯向上運動時,閥芯將通道f打開,上腔g通過卸壓通道接通油箱而卸壓,變量活塞向上移動,直到閥芯將卸壓通道關(guān)閉為止.它的移動量也等于拉桿的移動量.這時斜盤也被帶動作相應的擺動,使傾斜角減小,泵的流量也隨之相應地減小.
由上述可知,伺服變量機構(gòu)是通過操作液壓伺服閥動作,利用泵輸出的壓力油來推動變量活塞實現(xiàn)變量的,在拉桿上加很小的力就可以靈敏地控制較大的活塞4,所以變量活塞4被稱為伺服隨動活塞.拉桿可用手動方式或機械方式操作,斜盤可以傾斜士18°,故在工作過程中泵的吸壓油方向可以變換,因而這種泵就稱為雙向變量液壓泵.
3.通軸武REXROTH軸向柱塞泵的基本結(jié)構(gòu)
通軸式REXROTH軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)圖S所示的柱塞泵也稱為非通軸式REXROTH軸向柱塞泵,其主要缺點之一是要采用大型滾柱軸承來承受斜盤4施加給缸體的巨大徑向分力,軸承的壽命較低,且轉(zhuǎn)速不高,噪聲大,成本高.為此,近年來發(fā)展了一種通軸式向柱塞泵,圖U所示為它的典型結(jié)構(gòu).其工作原理和非通軸式基本相同.不同之處主要在于:通軸泵的主軸直接采用了如圖U所示的兩端支承,使斜盤通過柱塞作用在缸體上的徑向分力可以直接由主軸來承受,因而取消了缸體外緣的大軸承,使通軸泵的轉(zhuǎn)速得以提高.
4.斜軸武REXROTH軸向柱塞泵
(1)斜軸式REXROTH軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu).圖V所示為斜軸式單向變量泵的一種典型結(jié)構(gòu),它由主軸、泵殼、軸承、帶連桿的柱塞、中心軸、缸體、配流盤和變量機構(gòu)等主要部分組成.主軸由原動機帶動旋轉(zhuǎn),并通過連桿、柱塞帶動缸體旋轉(zhuǎn).由于缸體軸線與轉(zhuǎn)動軸線相交一個角度,當缸體旋轉(zhuǎn)時,柱塞在缸體內(nèi)作往復運動,并通過配流盤吸油和壓油.配流盤與變量殼體的接觸面做成弧形,通過一個撥銷將配流盤與變量機構(gòu)連接起來.
斜軸式柱塞泵
(2)斜軸式REXROTH軸向柱塞泵的白動補償原理.這種泵通過右邊的白動補償調(diào)整機構(gòu)可以在輸出壓力減小時自動地通過增加流量來補償和調(diào)整壓力.當負載壓力升高時,壓力油通過噴嘴2作用到先導活塞3的上端,并推動導桿4和控制閥芯9,由于此推力大于調(diào)節(jié)彈簧兒的作用力,控制閥芯9將向下移動,使壓力油通過閥套10的徑向孔進入變量活塞13的下腔,由于活塞下端的面積大而上端面積小,活塞13將向上移動,從而帶動缸體16使擺角變小,減小了泵的流量,實現(xiàn)了變量的目的.與此同時,套在導桿上的大小彈簧也受到壓力.該壓力通過導桿作用于先導活塞上,使先導活塞下端受到的力與上端的液壓力相平衡,導桿對控制閥芯的壓力減小,使控制閥芯上移直到閥套徑向孔被關(guān)閉,于是變量活塞就固定在某一個位置上.反之,當負載壓力減小時,調(diào)節(jié)彈簧通過作用力控制閥芯、導桿傳到活塞上的壓力大于先導活塞上端的壓力時,控制閥芯在調(diào)節(jié)彈簧的作用下向上移動,將變量活塞大腔的控制油與低壓腔溝通,變量活塞小端壓力高而大端壓力低,變量活塞又在液壓力的差值作用下向下移動,通過撥銷使缸體與主軸之間的擺角增大、流量增大.同時,大小彈簧對先導活塞的壓力減小,先導活塞在上面壓力的作用下叉推動導桿和控制閥芯下移,直到與調(diào)節(jié)彈簧力相平衡,這時變量活塞又在某一位置處于新的平衡狀態(tài).因此,這種變量方式是使流量隨著壓力的變化而自動作相應的變化,可以大致保持流量與壓力的乘積不變,即恒功率變量.
(3)斜軸式REXROTH軸向柱塞泵的特點.與斜盤式泵相比較,這類泵的大特點是變量范圍大,這種斜軸式泵由于柱塞和缸體所受的徑向作用力較小,泵的強度較高,允許的傾角較大,所以變量范圍較大.一般斜盤式泵的大傾角為20°左右,而斜軸式泵的大傾角可達40°.另一方面,由于其結(jié)構(gòu)較復雜,外形尺寸和質(zhì)量均較大,由于它靠擺動缸體來改變流量,故其體積和變量機構(gòu)的慣量較大,變量機構(gòu)動作的響應速度較低.。