淺析柱塞泵的分類、結構原理及特點

段寶昌 呂曉偉 劉海玲

【摘 要】隨著工業技術的不斷發展，液壓傳動高壓傳輸也越來越廣，而作為液壓傳動與高壓傳輸系統心臟的泵就顯得更加重要。柱塞泵是液壓系統和高壓傳輸系統中的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。

【關鍵詞】柱塞泵；分類；工作原理；特點；效率

一、柱塞泵的分類

按機械分類：軸向柱塞泵和徑向柱塞泵

1、軸向柱塞泵是活塞或柱塞的往復運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往復運動所產生的容積變化來進行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達到很高的精度配合，因此容積效率高，運轉平穩，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高等優點，但對液壓油的污染較敏感，結構較復雜，造價較高。

2、徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由于徑向泵結構上的特點，固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐沖擊、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的，而定于的最大偏心距為 5—9mm（根據排量大小不同），變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱，由控制閥進行控制。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗沖擊能力大幅度提高。

二、柱塞泵的結構原理

1、柱塞泵的結構

柱塞泵由電器部分、動力端、液力端、傳動部分組成。電氣部分由電功機和電控箱組成。動力端由動力箱、曲軸、連桿、軸承、十字頭體、密封組成。液力端總成內裝進排液閥、柱塞、密封、安全閥和緩沖器？（高壓泵有）。傳動部分由大小皮帶輪和一組窄形皮帶及護罩組成。

2、柱塞泵的工作原理

柱塞泵是由電機做為動力源，經過鼓型齒聯軸器帶動減速機轉動。減速機帶著曲軸旋轉，然后通過曲柄連桿機構將旋轉運動轉變成十字頭和柱塞為往復運動。當柱塞向后死點移動時，柱塞泵內的容積腔慢慢的變大，柱塞泵腔內的壓力越來越低，當柱塞泵腔內的壓力低于進口壓力時，吸入閥在壓力作用下開啟，此時液體被吸入泵腔內；當柱塞向前死點移動時，柱塞泵內壓力越來越大，此時吸入閥門在壓力作用下關閉，排出閥門被打開，液體被擠出液缸，柱塞泵完成一次吸入和排出。其原理較為簡單，泵的傳動軸與缸體用花鍵聯接，帶動缸體旋轉，使均勻分布在缸體上的七個柱塞繞傳動軸中心轉動。每個柱塞端部有一個滑靴，定心彈簧通過內套鋼球、回程盤，將滑靴壓在與軸線成一定傾斜角的斜盤上。當缸體旋轉時，柱塞同時作往復運動，完成吸油和壓油動作。定心彈簧通過外套將缸體壓配油盤上，起初如密封作用。滑靴和配油盤均采用了油壓靜力平衡，不但減少了泵的磨損，而且使泵具有很高壓的容積效率和機械效率。

三、柱塞的特點

1、柱塞泵的優點

1）參數高：額定壓力高，轉速高，泵的驅動功率大。

2）效率高，容積效率為95%左右，總效率為90%左右。

3）使用壽命長。

4）變量方便，形式多。

5）單位體積的重量輕。

6）由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達到很高的精度配合，柱塞泵主要零件均受壓應力，材料強度性能可得以充分利用因此具有容積效率高，運轉平穩，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高等優點。

2、柱塞泵的缺點

1）結構較復雜，零件數較多。

2）自吸性差。

3）柱塞要求高的硬度、耐磨性和使用壽命以及高的精度等制造工藝要求較高，成本較貴。

4）對油液的污染較敏感，要求較高的過濾精度，對使用和維護要求較高。

總結

通過對柱塞泵的分類、結構、工作原理、和特點的分析了解，讓我們知道了輸送什么介質選用什么類別的柱塞泵，輸送多少流量選用多大型號的柱塞泵，如何去根據實際生產需要去選取所要使用的柱塞泵，以達到發揮其最大的工作效率和特點。

（作者單位：1.大慶油田有限責任公司第四采油廠第一油礦；

2.大慶油田技術培訓中心）