اصل کار پمپ پیستونی محوری 1
(l) اصل کار و نکات کلیدی پمپ پیستونی محوری محور مستقیم در شکل B نشان داده شده است. در پمپ پیستونی محوری محور مستقیم (ساختار شافت عبوری)، پیستون 3 در سوراخهای پیستونی به طور یکنواخت در بلوک سیلندر 4 نصب شده است و سر پیستون 3 با لغزنده 2 نصب شده است. به دلیل مکانیزم بازگشت (که در شکل نشان داده نشده است)، پایین لغزنده همیشه به سطح صفحه مایل 1 نزدیک است. سطح صفحه مایل دارای زاویه انحراف γ نسبت به صفحه بلوک سیلندر (صفحه A-A) است. هنگامی که شافت انتقال 6 پیستون را از طریق بلوک سیلندر به چرخش در میآورد، پیستون حرکت خطی رفت و برگشتی در سوراخ پیستون انجام میدهد. به منظور هماهنگی دقیق حرکت پیستون و سوئیچ بین مسیر مکش روغن و مسیر فشار روغن، یک صفحه پورت ثابت 50 بین سطح انتهایی پورت بلوک سیلندر و کانال مکش روغن و کانال فشار روغن پمپ قرار داده شده است و دو کانال قوسی (پنجرههای پورت به شکل کمر) بر روی صفحه پورت باز شده است. سطح جلویی صفحه شیر به طور نزدیک با سطح انتهایی بلوک سیلندر متصل است و به طور نسبی سر میخورد؛ در حالی که در سطح پشتی صفحه شیر، دو پنجره شیر به شکل کمر باید به ترتیب با مدار مکش روغن و مدار فشار روغن پمپ متصل شوند.
زمانی که بلوک سیلندر در جهت نشان داده شده در شکل B میچرخد، پیستون شروع به گسترش از نقطه مرگ بالا (متناسب با موقعیت 0 °) در محدوده 0 ° تا 180 ° میکند و حجم حفره پیستون به طور مداوم افزایش مییابد تا به نقطه مرگ پایین (متناسب با موقعیت 180 °) برسد. در این فرآیند، حفره پیستون به طور مستقیم با پنجره مکش روغن از صفحه دریچه 5 متصل میشود و روغن به طور مداوم به داخل حفره پیستون مکیده میشود که این فرآیند مکش روغن است. با چرخش مداوم بلوک سیلندر، در محدوده 180 ° تا 360 °، پیستون تحت محدودیت صفحه مایل از نقطه مرگ پایین شروع به جمع شدن میکند و حجم حفره پیستون به طور مداوم کاهش مییابد تا به نقطه مرگ بالا برسد. در این فرآیند، حفره پیستون به طور مستقیم با پنجره فشار روغن از صفحه پورت 5 متصل میشود و روغن از طریق پنجره فشار روغن تخلیه میشود که این فرآیند فشار روغن است. هر دور چرخش بلوک سیلندر، هر پیستون یک چرخه نیمه مکش روغن و یک چرخه نیمه فشار روغن را انجام میدهد. اگر پمپ پیستون توسط محرک اصلی رانده شود و به طور مداوم بچرخد، میتواند به طور مداوم روغن را جذب و فشار دهد.
در مورد اصل کار پمپ پیستونی محوری شافت مستقیم، نکات زیر باید مورد توجه قرار گیرد.
① مشکل متغیر زیرا زاویه انحراف بین صفحه نوسان و محور سیلندر γ است و جابجایی پمپ به زاویه انحراف مربوط میشود، زمانی که زاویه انحراف صفحه نوسان قابل تنظیم نیست، میتوان آن را به یک پمپ کمی تبدیل کرد. زمانی که زاویه انحراف صفحه نوسان قابل تنظیم است، میتواند طول ضربه پیستون را تغییر دهد و بدین ترتیب جابجایی پمپ را تغییر دهد، یعنی یک پمپ جابجایی متغیر بسازد و با تغییر جهت زاویه انحراف صفحه نوسان، میتواند جهت مکش و فشار روغن را تغییر دهد، یعنی به یک پمپ دوطرفه تبدیل میشود. پمپ متغیر.
ابعاد خارجی و شکل پشتیبانی صفحه سوئش به طور مستقیم بر ابعاد خارجی و وزن پمپ جابجایی متغیر تأثیر میگذارد. دو ساختار معمولی از صفحه سوئش وجود دارد: نوع تروینیون و نوع براکت: نیروی واکنشی R1 تروینیون نوع اول [شکل C (الف)] از نقطه عمل نیروی حاصل F مجموعه پیستون فاصله زیادی دارد. برای داشتن سختی و استحکام کافی، اندازه صفحه سوئش باید افزایش یابد، بنابراین فضای اشغال شده توسط صفحه سوئش در حین نوسان افزایش مییابد؛ فاصله بین نیروی واکنشی R1 تروینیون نوع دوم [شکل C (ب)] و نیروی حاصل F مجموعه پیستون میتواند بسیار کوچک طراحی شود. در سالهای اخیر، مشکل سختی صفحه سوئش اساساً وجود ندارد، در عین حال، شکل نیز کاهش یافته است، بنابراین فضای اشغال شده در حین نوسان کاهش یافته و به طور قابل توجهی وزن پمپ کاهش مییابد.
② در پمپ پیستونی محوری جفتهای اصطکاکی معمولی سه جفت وجود دارد: سر پیستون و صفحه مایل؛ پیستون و سوراخ سیلندر؛ صفحه پورت و سطح سیلندر. از آنجا که اجزای کلیدی این جفتهای اصطکاکی در شرایط اصطکاکی با سرعت نسبی بالا و فشار تماس بالا قرار دارند، اصطکاک و سایش به طور مستقیم بر کارایی حجمی، کارایی مکانیکی، فشار کاری و عمر مفید پمپ تأثیر میگذارد.
③ فرم تماس پیستون و صفحه سوئش دو نوع فرم تماس بین سر پیستون و صفحه سوئش در پمپ پیستون محوری محور مستقیم وجود دارد: تماس نقطهای و تماس سطحی. ساختار پمپ پیستون محوری با تماس نقطهای سر توپ ساده است، اما زمانی که پمپ در حال کار است، نقطه تماس بین سر پیستون و صفحه سوئش تحت فشار فشاری زیادی قرار میگیرد. به عنوان مثال، زمانی که قطر پیستون d = 20 mm، زاویه انحراف صفحه سوئش γ = 20 ° و فشار کاری P = 32 MPa باشد، نیروی فشاری تولید شده توسط سر پیستون میتواند به f = 10.7 kn برسد. برای کاهش نیروی فشاری، قطر پیستون D و فشار کاری پمپ P باید محدود شوند، بنابراین پمپ پیستون محوری با تماس نقطهای نمیتواند در شرایط فشار بالا و جریان بزرگ استفاده شود. به همین دلیل، پمپ پیستون با تماس سطحی ظاهر شد و به طور گستردهای در اکثر محصولات پمپ پیستون محوری صفحه سوئش استفاده شد.
همانطور که در شکل D نشان داده شده است، پمپ پیستونی با تماس سطحی معمولاً با لغزنده (که به آن لغزنده نیز گفته میشود) 2 بر روی سر توپ پیستون 6 مجهز است و روغن تحت فشار در سوراخ سیلندر میتواند از طریق سوراخ کوچک بین پیستون و لغزنده به محفظه روغن لغزنده عبور کند و یک پشتیبانی هیدرواستاتیک بین سطح تماس لغزنده و صفحه سوئش ایجاد کند که باعث میشود سطح تماس روانکاری بین پیستون و صفحه سوئش ایجاد شود و در نتیجه سایش بین پیستون و صفحه سوئش به طور قابل توجهی کاهش یابد و تلفات اصطکاک کاهش یابد، به طوری که فشار کاری پمپ به طور قابل توجهی افزایش یابد. اما ساختار آن نیز پیچیده است. همانطور که در شکل D نشان داده شده است، بیشتر لغزندههای توپ و سوکت و سر توپ پیستون با فرآیند رولینگ و پوشش توپ متصل شدهاند. علاوه بر این، یک لغزنده میلهای وجود دارد [شکل e (a)] که اساساً مشابه لغزنده توپ و سوکت است، اما سر توپ بر روی لغزنده 1 ساخته شده است تا میله ستون عمیقتر به داخل سوراخ سیلندر وارد شود و به این ترتیب قدرت و توانایی ضد آلودگی قسمت متصل را بهبود بخشد. چندین شیار هممرکز 3 در سطح پشتیبانی در یک انتهای صفحه سوئش ایجاد شده است تا یک سطح پشتیبانی کمکی تشکیل دهد و به این ترتیب فشار خاص تماس را کاهش دهد؛ شکل e (b) یک دستگاه پیش بارگذاری را نشان میدهد که میتواند از ورود آلودگیهای بزرگ به سطح اتصال مفصل توپ در حالت اولیه (مانند خاموشی) جلوگیری کند و توانایی ضد آلودگی را بهبود بخشد.