柱塞泵 图文讲解柱塞泵的结构及工作原理

柱塞泵的结构组成

柱塞泵主要由动力端和液压端组成，配有皮带轮、单向阀、安全阀、稳压装置和润滑系统。

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电力端

(1)曲轴

曲轴是该泵的关键部件之一。采用整体式曲轴，将完成从旋转运动到往复直线运动的关键步骤。为了平衡它，每个曲柄销与中心成120°。

(2)连杆

连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，并将曲轴的旋转运动转化为柱塞的往复运动。连杆横截面为工字形，大头为分体式，轴瓦为分体式薄壁衬套，小头衬套为轴套并由其定位。

(3)十字头

十字头连接摆动连杆和往复柱塞，具有导向功能。它与连杆封闭连接，并与柱塞夹连接。

(4)浮动套

浮动套固定在底座上，一方面将油箱与污油池隔离，另一方面作为十字头导杆的浮动支点，可以延长动密封部件的使用寿命。

(5)机座

发动机底座是安装动力端和连接液压端的受力部件。发动机底座后部两侧有轴承孔。前部设有与液压端连接的定位销孔，保证滑道中心与泵头中心对齐。

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液压端

(1)泵头

泵头由不锈钢整体锻造而成，吸入阀和排出阀垂直布置。吸入孔在泵头底部，排出孔在泵头侧面，与阀腔相通，简化了排出管路系统。

(2)密封信

密封箱通过法兰与泵头连接，柱塞的密封形式为碳纤维编织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。

(3)柱塞

(4)进水阀和排水阀

进出口阀和阀座适用于输送高粘度液体的低阻尼锥形阀结构，具有降低粘度的特点。接触面具有较高的硬度和密封性能，以保证进出口阀有足够的使用寿命。

三

辅助支撑部件

主要有止回阀、压力调节器、润滑系统、安全阀、压力表等。

(1)止回阀

泵头排出的液体通过低阻尼止回阀流入高压管道。当液体反向流动时，止回阀关闭，阻止高压液体回流到泵体。

(2)稳压器

从泵头排出的高压脉动液体经过压力稳定器后，成为相对稳定的高压液流。

(3)润滑系统

齿轮油泵主要从油箱中抽出油来润滑曲轴和十字头的转动部件。

(4)压力表

压力表有两种:普通压力表和电接触压力表。电接触压力表是一种仪表系统，可以达到自动控制的目的。

(5)安全阀

排放管道上安装有弹簧微开安全阀，可保证泵在额定工作压力下的密封，并在超压时自动开启，起到泄压保护的作用。

柱塞泵的分类

柱塞泵一般分为单柱塞泵、卧式柱塞泵、轴向柱塞泵和径向柱塞泵。

1台单柱塞泵

结构主要由偏心轮、柱塞、弹簧、缸体和两个单向阀组成。在柱塞和缸膛之间形成封闭的容积。偏心轮转动一次，柱塞上下往复一次，向下运动吸油，向上运动排油。泵每转一圈排出的油量称为排量，只与泵的结构参数有关。

2卧式柱塞泵

卧式柱塞泵是几个柱塞(通常是3个或6个)并联安装的液压泵，曲轴通过连杆滑块或偏心轴直接推动柱塞往复运动，实现吸液和排液。它们都采用阀式配流装置，大多数是定速泵。煤矿液压支架系统中的乳化液泵一般为卧式柱塞泵。

乳化液泵用于采煤工作面，为液压支架提供乳化液。工作原理是通过曲轴的转动带动活塞往复运动，从而吸收和排出液体。

3轴向型

轴向柱塞泵是往复方向平行于气缸中心轴线的活塞泵。轴向柱塞泵是利用柱塞平行于传动轴在柱塞孔内往复运动引起的容积变化来工作的。由于柱塞和柱塞孔是圆形零件，加工时可以实现高精度匹配，因此容积效率高。

4直轴旋转斜盘

直轴斜盘活塞泵分为压力供油型和自吸型两种。大多数带压力供油的液压泵都使用气动油箱。对于气压供给的液压油箱，每次启动机器后，液压油箱达到工作气压后，机器才能运行。如果液压油箱中的气压不足，启动机器会导致液压泵中的滑靴脱落，从而导致泵体中的回油板和压盘异常磨损。

5径向型

径向柱塞泵可分为阀配流和轴配流。配阀径向柱塞泵存在故障率高、效率低的缺点。70、80年代发展起来的轴向径向柱塞泵克服了阀式径向柱塞泵的缺点。由于径向泵的结构特点，轴向流量分配固定的径向柱塞泵与轴向柱塞泵相比，具有抗冲击、寿命长、控制精度高等优点。变冲程短的泵的变冲程是在变柱塞和限位柱塞的作用下，通过改变定子的偏心实现的，最大偏心5-9mm(取决于排量)，变冲程很短。可变机构设计成由高压操作并由控制阀控制。因此，泵的响应速度很快。径向结构设计克服了轴向柱塞泵滑靴的偏磨问题。使其抗冲击性能大大提高。

6液压型

液压柱塞泵的液压油箱由气压供油。每次启动机器后，只有在液压油箱达到工作气压后，机器才能运行。直轴斜盘活塞泵分为压力供油型和自吸型两种。带压力供油的液压泵大多采用气动油箱，部分液压泵有补油子泵向液压泵的进油口供给压力油。自吸式液压泵自吸能力强，无需外力供油。

柱塞泵的工作原理

柱塞泵的总往复行程L是恒定的，由凸轮的升程决定。柱塞每个周期的供油取决于供油冲程，在没有凸轮轴控制的情况下，供油冲程是可变的。供油开始时间不随供油行程的变化而变化。转动柱塞可以改变供油的结束时间，从而改变供油量。柱塞泵工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮和柱塞弹簧的作用下，柱塞被迫上下往复运动，完成泵油任务。抽油过程可分为以下两个阶段。

进油过程

凸轮凸起部分转动时，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空(称为泵油室)产生真空度。当柱塞的上端面打开柱塞套上的进油孔时，充入油泵上体油路的柴油通过进油孔进入泵油室，柱塞向下止点移动，进油结束

回油过程

柱塞向上供油。当柱塞上的滑槽(停止供油侧)与套筒上的回油孔连通时，泵油室的低压油路与柱塞头的中间孔、径向孔和滑槽连通，油压突然下降。出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。之后，柱塞再次上升。当凸轮的凸起部分翻转时，柱塞在弹簧的作用下再次下降。这时，下一个周期开始了。

柱塞泵是在单柱塞原理的基础上引入的。一个柱塞泵有两个方向相反的单向阀。当柱塞向一个方向移动时，气缸内出现负压。此时，一个单向阀打开，液体被吸入气缸。当柱塞向另一个方向移动时，另一个单向阀在压缩液体后打开，吸入气缸的液体被排出。这种操作方式在连续运动后形成连续供油。

资料来源:化学工业707