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德國REXROTH力士樂柱塞泵的工作原理解析
REXROTH柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。REXROTH柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點。
REXROTH柱塞泵被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。
REXROTH柱塞泵一般分為單REXROTH柱塞泵、臥式REXROTH柱塞泵、軸向REXROTH柱塞泵和徑向REXROTH柱塞泵。
單REXROTH柱塞泵
結(jié)構(gòu)組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞上下往復(fù)運動一次，向下運動吸油，向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。
臥式REXROTH柱塞泵
臥式REXROTH柱塞泵是由幾個柱塞（一般為3個或6個）并列安裝，用1根曲軸通過連桿滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往復(fù)運動，實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置，而且大多為定量泵。煤礦液壓支架系統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式REXROTH柱塞泵。乳化液泵用于采煤工作面，為液壓支架提供乳化液，工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做往復(fù)運動，實現(xiàn)吸液和排液。
軸向式
軸向REXROTH柱塞泵（英文名：Piston pump）是活塞或柱塞的往復(fù)運動方向與缸體中心軸平行的REXROTH柱塞泵。軸向REXROTH柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運動所產(chǎn)生的容積變化來進(jìn)行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，可以達(dá)到很高的精度配合，因此容積效率高。
直軸斜盤式
直軸斜盤式REXROTH柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱，靠氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動機(jī)器之后，必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓后，才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)器，會對液壓泵內(nèi)的滑靴造成拉脫現(xiàn)象，會造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
徑向式
徑向REXROTH柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向REXROTH柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配流徑向REXROTH柱塞泵克服了閥配流徑向REXROTH柱塞泵的不足。由于徑向泵結(jié)構(gòu)上的特點，固定了軸配流徑向REXROTH柱塞泵比軸向REXROTH柱塞泵耐沖擊、壽命長、控制精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下，改變定子的偏心距實現(xiàn)的，而定于的最大偏心距為 5—9mm（根據(jù)排量大小不同），變量行程很短。且變量機(jī)構(gòu)設(shè)計為高壓操縱，由控制閥進(jìn)行控制。故該泵的響應(yīng)速度快。徑向結(jié)構(gòu)設(shè)計克服了如軸向REXROTH柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗沖擊能力大幅度提高。
液壓式
液壓REXROTH柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動機(jī)器后，必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓后，才能操作機(jī)械。直軸斜盤式REXROTH柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱，也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強(qiáng)，無需外力供油。
REXROTH柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構(gòu)形式的軸向REXROTH柱塞泵和徑向REXROTH柱塞泵；由于徑向REXROTH柱塞泵
屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵，隨著國產(chǎn)化的不斷加快，徑向REXROTH柱塞泵必然會成為REXROTH柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分；徑向REXROTH柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運動方向與驅(qū)動軸垂直的REXROTH柱塞泵。徑向REXROTH柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子，定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。位于轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞，通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連，并通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時，它依靠離心力和液壓力壓在定于內(nèi)表面上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于定于的偏心作用，柱塞將作往復(fù)運動，它的行程為定于偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節(jié)。油液的進(jìn)出通過泵體和配流軸上的流道，并由配流軸上吸油口控制，泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法，形成了開環(huán)控制。支承驅(qū)動軸的軸承只起支承作用，不受其他外力的作用。液壓系統(tǒng)中:軸向REXROTH柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運動所產(chǎn)生的容積變化來進(jìn)行工作的。由于REXROTH柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達(dá)到很高的精度配合;
工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論① 柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程，供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。3. 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列REXROTH柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機(jī)單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機(jī)的需要。國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。REXROTH柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和泵體
為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進(jìn)行通訊，具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用于生化、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等行業(yè)，滿足以上行業(yè)需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
內(nèi)容簡介
REXROTH柱塞泵柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。REXROTH柱塞泵工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下兩個階段。
進(jìn)油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當(dāng)柱塞上端面把柱塞套上的進(jìn)油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室，柱塞運動到下止點，進(jìn)油結(jié)束
回油過程
柱塞向上供油，當(dāng)上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。REXROTH柱塞泵以一個柱塞為原理介紹，一個REXROTH柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi)，柱塞向另一個方向運動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油 。
REXROTH柱塞泵缸體鑲裝銅套的，可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞桿外徑修整到統(tǒng)一尺寸，再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法：（a）缸體加溫?zé)嵫b或銅套低溫冷凍擠壓，過盈裝配；（b）采有樂泰膠粘著裝配，這咱方法要求銅外套外徑表面有溝槽；（c）缸孔攻絲，銅套外徑加工螺紋，涂樂泰膠后，旋入裝配。
熔燒結(jié)合方式的缸體與銅套，安裝方法如下：
（a）采用研磨棒，手工或機(jī)械方法研磨修復(fù)缸孔；（b）采用坐標(biāo)鏜床，重新鏜缸體孔；（c）采用鉸刀修復(fù)缸體孔。
采用“表面工程技術(shù)"，方法如下：（a）電鍍技術(shù)：在柱塞表面鍍一層硬鉻；（b）電刷鍍技術(shù)：在柱塞表面刷鍍耐磨材料；（c）熱噴涂或電弧噴涂或電噴涂：噴涂高碳馬氏體耐磨材料；（d）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。（4）缸體孔無銅套的缸體材料大都是球墨鑄鐵的，在缸體內(nèi)壁上制備非晶態(tài)薄膜或涂層。因為缸體孔內(nèi)壁有了這種特殊物質(zhì)，所以才能組成硬—硬配對的磨擦副。
采用補油泵供油的REXROTH柱塞泵，使用3000h后，操作人員每日需對REXROTH柱塞泵檢查1-2次，檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時，就應(yīng)該對補油泵解體檢查，檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象，內(nèi)齒輪泵間隙是否過大。對于自吸油型REXROTH柱塞泵，液壓油箱內(nèi)的油液不得低于油標(biāo)下限，要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高，液壓泵的使用壽命越長。REXROTH柱塞泵最重要的部件是軸承，如果軸承出現(xiàn)游隙，則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙，同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度，降低REXROTH柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵制造廠提供的資料，軸承的平均使用壽命為10000h，超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承，沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的游隙的，只能采用目測，如發(fā)現(xiàn)滾柱表面有劃痕或變色，就必須更換。在更換軸承時，應(yīng)注意原軸承的英文字母和型號，REXROTH柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承，購買原廠家，原規(guī)格的產(chǎn)品，如果更換另一種品牌，應(yīng)請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換，目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。REXROTH柱塞泵使用壽命的長短，與平時的維護(hù)保養(yǎng)，液壓油的數(shù)量和質(zhì)量，油液清潔度等有關(guān)。避免油液中的顆粒對REXROTH柱塞泵磨擦副造成磨損等，也是延長REXROTH柱塞泵壽命的有效途徑。在維修中更換零件應(yīng)盡量使用原廠生產(chǎn)的零件，這些零件有時比其它仿造的零件價格要貴，但質(zhì)量及穩(wěn)定性要好，如果購買售價便宜的仿造零件，短期內(nèi)似乎是節(jié)省了費用，但由此出帶來了隱患，也可能對REXROTH柱塞泵的使用造成更大的危害。配流盤有平面配流和球面配流兩種形式。球面配流的磨擦副，在缸體配流面劃痕比較淺時，通過研磨手段修復(fù)；缸體配流面溝槽較深時，應(yīng)先采用“表面工程技術(shù)"手段填平溝槽后，再進(jìn)行研磨，不可盲目研磨，，以防銅層變薄或漏油出鋼基。REXROTH柱塞泵也可用變頻器節(jié)約電能，上海正藝的工程師指出：REXROTH柱塞泵在實際生產(chǎn)過程中，通常運行的情況下都是以壓力或流量來調(diào)節(jié)工作狀態(tài)。當(dāng)實際壓力大于需要壓力時，都是通過溢流閥來調(diào)節(jié)，使其工作壓力保持穩(wěn)定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一直處于全速運行反復(fù)動作，功耗不變。當(dāng)采用溢流來調(diào)節(jié)壓力和流量時，有部分的余量溢流回原系統(tǒng)，從而造成REXROTH柱塞泵存在無用功率，工作效率低，若使用創(chuàng)杰節(jié)能變頻器后，溢流閥可定它封閉，通過節(jié)能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力，保持工作壓力的穩(wěn)定，自動追蹤設(shè)備的壓力。實現(xiàn)自動化控制，從而節(jié)省能耗。這種調(diào)節(jié)方式就是能降低REXROTH柱塞泵的運行能耗，節(jié)電效果可達(dá)30%以上。
