挖掘机三大件之:液压泵那些事儿

2017-07-27 松骐 325

发动机,液压泵,分配阀是人们常说的挖机三大件,对于一开始接触挖机的小白来说,一定会疑惑,挖掘机为什么不像汽车一样由发动机提供动力,经过变速箱、传动轴驱动整车前进,而是通过发动机带动液压泵转动,由高压液压油通过液压马达、液压油缸等液压执行元件带动整车动作?

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挖机三大件

发动机为液压泵提供动力,液压泵、液压油管路、液压马达、液压油缸等进行液压传动,分配阀进行液压控制。
今天小编先带大家入门,了解挖掘机液压泵的一些基本知识,再循序渐进讲述液压知识。

一、什么是柱塞泵,什么是齿轮泵?

液压泵是将机械能转换为液体压力能,我们一般见到的(挖掘机、装载机用)有齿轮泵和柱塞泵。

共同点:都是通过容积改变来对液体产生压力。

区别:机构不同,容积位置不同。齿轮泵的液体容积在两齿轮之间,通过齿轮旋转改变液体容积。而柱塞泵的容积在每一个柱塞缸内。

常见大中型挖掘机一般将柱塞泵和齿轮泵集合在一起,组成液压泵总成,一般主泵为柱塞泵(输出液压油压力较大)给液压行走马达、液压回转马达、液压油缸供油;先导泵为齿轮泵(输出液压油压力较小)给分配阀供油。


主泵总成

齿轮泵:

齿轮泵是靠两个啮合齿轮旋转时形式的密闭移动来工作的。齿轮泵是齿轮传动来提供动力,齿轮泵是定量泵,多用于低精度中低压控制。

它的主要特点是:结构简单,制造方便,成本低,价格低廉,体积小,重量轻,自吸性能好,对油液污染不敏感和工作可靠等。

其主要缺点是:流量和压力脉动大,噪音大,排量不可调节。

它被广泛应用于各种低压系统中。齿轮泵对油液的要求最低,最早的时候因为压力低,所以一般用在低压系统中(先导泵),现在齿轮泵压力可以做到25MPA左右,常用在压力要求不高的机械上,但是他的油液脉动大,不能变量,好处是自吸性能好。

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齿轮泵原理图

工作原理
外啮合齿轮泵是装载机和部分小型挖掘机液压系统中常用的液压泵。泵体内有一个相同模数,相同齿数的 齿轮,齿轮的两个端面靠泵盖密封。泵体,端盖和齿轮的各齿槽组成了密封的容积,俩齿轮沿的啮合把密闭容积空间分成吸油腔和压油腔俩部分,并且在工作中彼此互不相通。由于齿轮的啮合,使密封的容积逐渐减小,齿槽中的油受到挤压,从排油口排出。齿轮不断旋转,齿轮在啮合时引起的吸油和排油腔的容积大小变化,来实现吸油腔不断吸油,压油腔不断压油。

装载机用齿轮泵(双联泵:一根驱动轴带动两个从动齿轮工作,有两个吸油腔和两个排油腔。)

目前国内的装载机液压系统基本上为定量液压系统,所谓定量液压系统就是说液压泵的排量是不变的,基本上以齿轮泵为主;还有一部分出口的机型,由于国外对整机噪声的要求较高,采用的是叶片泵;剩余很少一部分机型配置的变量液压系统,基本上配置的为变量柱塞泵。

柱塞泵

柱塞泵是靠活塞的往复运动提供动力,柱塞泵是变量泵,多用于高精度高压控制,柱塞泵,工作压力高,其工作压力一般为了20~40MPa,最高可达1000MPa;结构紧凑;效率高及流量调节方便等优点。   

柱塞泵压力高,性能稳定,成本高,脉动最小,可以变量,常用在高压系统和工程工程机械上。但他的自吸性能最差。

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柱塞泵原理图

发动机带动传动轴转动时(上图左端),连杆推动柱塞在缸体中往复运动,同时连杆的侧面带动活塞连同缸体一同旋转,配油盘是固定不动的。

工作时在凸轮与柱塞弹簧的作用下,使柱塞上下反复运动,完成泵油任务。当凸轮凸起部分转过去,在柱塞弹簧的作用下,柱塞向下运动,柱塞上部份空间就是泵油室产生真空,这时柱塞上端柱塞套上的进油口会打开,油泵上油道的液压油经进油孔进入泵油室,柱塞运动到最下面,进油结束。
当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚动体时,柱塞弹簧被压缩,柱塞向上运动,液压油受压,一部分经油孔流回上体油腔 。当柱塞顶面遮住进油孔时,由于柱塞和缸套的配合间隙很小使柱塞顶部的配油室成了一个密封空间,柱塞继续上升,泵油室的油压迅速升高,当泵油压力大于出油弹簧时,推出液压泵,高压液再通过主操作阀进入油缸。
当柱塞供油,与柱塞上的斜槽与缸套上的回油孔想通,泵油室低压油路就和柱塞头部的中孔和斜槽想通,油压下降,出油阀在弹簧的作用下关闭停止供油。柱塞继续上行 ,当凸轮的凸起部分转过去,在弹簧的作用下,柱塞又下行开始下一个循环。

川崎的K3V泵在挖掘机上使用较多。 挖掘机主泵采用的一般都是双泵,额定压力为34MPA,瞬间最高压力可达39MPA。之所以柱塞泵的泵油压力比齿轮泵,是因为其做功和容积效率更高。目前大量使用的液压挖掘机都采用斜盘式变量轴向柱塞泵。通常都采用双泵,用一根通轴将两个柱塞泵串联在一起,所以也称为通轴泵。使用在挖掘机上的通轴泵还可以再串一个小齿轮泵作为伺服泵(就是先导泵)使挖掘机的部局大为简化。

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