Arbeitsprinzip der Axialkolbenpumpe

Erstellt 05.17

Arbeitsprinzip der Axialkolbenpumpe 1

(l) Das Arbeitsprinzip und die Schlüsselpunkte der geraden Achse Axialkolbenpumpe sind in Abb. B dargestellt. In der geraden Achse Axialkolbenpumpe (Durchgangswellenstruktur) ist der Kolben 3 in den gleichmäßig verteilten Kolbenlöchern im Zylinderblock 4 installiert, und der Kopf des Kolbens 3 ist mit dem Gleitschuh 2 ausgestattet. Aufgrund des Rückführmechanismus (nicht in der Abbildung dargestellt) ist die Unterseite des Gleitschuhs immer nahe an der Oberfläche der Schwenkplatte 1. Die Oberfläche der Schwenkplatte hat einen Neigungswinkel γ relativ zur Ebene des Zylinderblocks (A-A-Ebene). Wenn die Antriebswelle 6 den Kolben über den Zylinderblock antreibt, führt der Kolben eine lineare Hin- und Herbewegung im Kolbenloch aus. Um die Bewegung des Kolbens und den Wechsel zwischen dem Ölsaugweg und dem Öldruckweg präzise zu koordinieren, wird eine feste Anschlussplatte 50 zwischen der Anschlussendfläche des Zylinderblocks und dem Ölsaugkanal sowie dem Öldruckkanal der Pumpe platziert, und zwei Bogenkanäle (taillierte Anschlussfenster) werden auf der Anschlussplatte geöffnet. Die Vorderseite der Ventilplatte ist eng mit der Endfläche des Zylinderblocks verbunden und gleitet relativ; während auf der Rückseite der Ventilplatte die beiden taillierten Ventilfenster jeweils mit dem Ölsaugkreis und dem Öldruckkreis der Pumpe verbunden sein sollten.

Wenn der Zylinderblock in die in Abb. B gezeigte Richtung rotiert, beginnt der Kolben, sich vom oberen Totpunkt (entsprechend der 0 °-Position) im Bereich von 0 ° bis 180 ° auszudehnen, und das Volumen des Kolbenraums nimmt kontinuierlich zu, bis zum unteren Totpunkt (entsprechend der 180 °-Position). In diesem Prozess ist der Kolbenraum gerade mit dem Ölsaugfenster der Ventilplatte 5 verbunden, und das Öl wird kontinuierlich in den Kolbenraum gesogen, was der Ölsaugprozess ist. Mit der kontinuierlichen Rotation des Zylinderblocks beginnt der Kolben im Bereich von 180 ° bis 360 °, sich unter dem Einfluss der Schwenkscheibe vom unteren Totpunkt zurückzuziehen, und das Volumen des Kolbenraums nimmt kontinuierlich ab, bis zum oberen Totpunkt. In diesem Prozess ist der Kolbenraum gerade mit dem Öldruckfenster der Portplatte 5 verbunden, und das Öl wird durch das Öldruckfenster abgegeben, was der Öldruckprozess ist. Bei jeder Umdrehung des Zylinderblocks führt jeder Kolben einen halben Zyklus Ölsaugung und einen halben Zyklus Öldruck durch. Wenn die Kolbenpumpe vom Motor angetrieben wird und kontinuierlich rotiert, kann sie kontinuierlich Öl ansaugen und drücken.

Zum Arbeitsprinzip der geraden Wellenaxialkolbenpumpe sollten die folgenden Punkte beachtet werden.

① Variablenproblem Da der Neigungswinkel zwischen der Schwenkscheibe und der Zylinderachse γ beträgt und der Hub des Pumpen mit dem Neigungswinkel zusammenhängt, kann, wenn der Neigungswinkel der Schwenkscheibe nicht einstellbar ist, eine quantitative Pumpe hergestellt werden. Wenn der Neigungswinkel der Schwenkscheibe einstellbar ist, kann die Länge des Kolbenhubes verändert werden, wodurch der Hub der Pumpe verändert wird, das heißt, es wird eine verstellbare Verdrängerpumpe hergestellt, und durch Ändern der Richtung des Neigungswinkels der Schwenkscheibe kann die Richtung der Ölsaugung und des Drucks geändert werden, das heißt, es wird eine doppelt wirkende Pumpe, die variable Pumpe.

Die äußere Dimension und die Unterstützungsform der Schwenkplatte beeinflussen direkt die äußere Dimension und das Gewicht der variablen Verdrängerpumpe. Es gibt zwei typische Strukturen der Schwenkplatte: Trunnion-Typ und Halterungstyp: Die Reaktionskraft R1 des Trunnions des ersteren [Abb. C (a)] ist weit vom Angriffspunkt der resultierenden Kraft F der Kolbenbaugruppe entfernt. Um genügend Steifigkeit und Festigkeit zu haben, muss die Größe der Schwenkplatte erhöht werden, sodass der Platz, den die Schwenkplatte während des Schwingens einnimmt, vergrößert wird; der Abstand zwischen der Reaktionskraft R1 des Trunnions des letzteren [Abb. C (b)] und der resultierenden Kraft F der Kolbenbaugruppe kann sehr klein gestaltet werden. In den letzten Jahren besteht das Problem der Steifigkeit der Schwenkplatte praktisch nicht mehr, gleichzeitig wurde die Form ebenfalls reduziert, sodass der Platz, der während des Schwingens eingenommen wird, verringert wird, was das Gewicht der Pumpe erheblich reduziert.

② Es gibt drei Paare typischer Reibungspaare in der Reibungspaar-Axialkolbenpumpe: Kolbenkopf und Schwenkplatte; Kolben und Zylinderbohrung; Anschlussplatte und Zylinderfläche. Da die Schlüsselkomponenten dieser Reibungspaare unter Bedingungen hoher relativer Geschwindigkeit und hohen Kontaktpressuren arbeiten, beeinflussen Reibung und Verschleiß direkt die volumetrische Effizienz, die mechanische Effizienz, den Arbeitsdruck und die Lebensdauer der Pumpe.

③ Die Kontaktform von Kolben und Schwenkplatte Es gibt zwei Arten von Kontaktformen zwischen Kolbenkopf und Schwenkplatte von axialen Kolbenpumpen mit geradem Achsen: Punktkontakt und Flächenkontakt. Die Struktur der Punktkontakt-Kolbenpumpe mit Kugelkopf ist einfach, aber wenn die Pumpe arbeitet, ist der Kontaktpunkt zwischen dem Kolbenkopf und der Schwenkplatte großen Extrusionsdrücken ausgesetzt. Zum Beispiel, wenn der Durchmesser des Kolbens d = 20 mm, der Neigungswinkel der Schwenkplatte γ = 20 ° und der Arbeitsdruck P = 32 MPa beträgt, kann die durch den Kolbenkopf erzeugte Extrusionskraft f = 10,7 kN erreichen. Um die Extrusionskraft zu reduzieren, müssen der Kolbendurchmesser D und der Arbeitsdruck P der Pumpe begrenzt werden, sodass die Punktkontakt-Kolbenpumpe nicht in Hochdruck- und Großstromsituationen verwendet werden kann. Aus diesem Grund erschien die Flächenkontakt-Kolbenpumpe und wurde in den meisten Produkten von axialen Kolbenpumpen mit Schwenkplatte weit verbreitet.

Wie in Abbildung D gezeigt, ist die Oberflächenkontaktkolbenpumpe normalerweise mit einem Gleitring (auch bekannt als Gleitring) 2 am Kugelkopf des Kolbens 6 ausgestattet, und das Drucköl im Zylinderloch kann durch das kleine Loch zwischen Kolben und Gleitring in die Gleitringölkammer gelangen, wodurch eine hydrostatische Druckunterstützung zwischen der Kontaktfläche des Gleitrings und der Schwenkscheibe entsteht, was die Schmierung der Oberflächenkontakte zwischen Kolben und Schwenkscheibe ermöglicht und somit den Verschleiß zwischen Kolben und Schwenkscheibe sowie den Reibungsverlust erheblich reduziert, sodass der Arbeitsdruck der Pumpe signifikant erhöht wird. Aber seine Struktur ist auch komplex. Wie in Abbildung D gezeigt, sind die meisten Kugel- und Pfannen-Gleitringe und Kolbenkugelköpfe durch Roll- und Kugelwickelprozesse gelenkig verbunden. Darüber hinaus gibt es einen Verbindungsstangen-Gleitring [Abb. e (a)], der im Wesentlichen dem Kugelpfannengleitring ähnlich ist, aber der Kugelkopf ist auf Gleitring 1 gefertigt, um den Zylinder tiefer in das Zylinderloch einzuführen, um die Festigkeit und die Fähigkeit zur Verunreinigungsbekämpfung des Verbindungsbereichs zu verbessern. Mehrere konzentrische Rillen 3 werden auf der Stützfläche an einem Ende der Schwenkscheibe hergestellt, um eine Hilfsstützfläche zu bilden, um den spezifischen Kontaktdruck zu reduzieren; ABB. e (b) zeigt ein Vorspanngerät, das große Verunreinigungen im Anfangszustand (z. B. bei Stillstand) daran hindern kann, in die Fugenfläche des Kugelgelenks einzudringen, und die Fähigkeit zur Verunreinigungsbekämpfung verbessert.

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