制桶設備液壓與氣壓傳動系統的使用與維護(2)

楊文亮

第二章 液壓傳動系統的基礎元件

一、液壓泵

液壓泵將機械能轉換為液壓能，為液壓系統提供具有一定壓力和流量的液體，是制桶設備液壓傳動系統的重要組成部分，它的性能好壞直接影響整個系統工作的可靠性和穩定性。

液壓傳動系統中采用的液壓泵依靠密封工作腔容積大小交替變化進行工作，稱為容積式泵，其正常工作的基本條件為：具有密封的工作腔；密封工作腔的容積大小能交替變化，變大時吸油，變小時壓油；吸油口和壓油口不通溝通。因此，在分析液壓泵的工作原理時，應從液壓泵是否具備正常工作的三個條件入手。

常用液壓系統中使用的液壓泵按結構分有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等。典型的齒輪泵的結構原理如圖６，典型的葉片泵的結構原理如圖７。當原動機驅動泵轉動時，泵吸油側的密封工作腔容積增大，完成吸油工作；泵排油腔的密封工作腔容積變小，完成排油工作。

圖6 典型齒輪泵結構原理圖

圖7 典型葉片泵結構原理圖
1－轉子 2－定子 3－葉片 4－配油盤 5－泵體

如圖8為典型的軸向柱塞泵的結構和工作原理圖。缸體上沿圓周均勻分布7~9個軸向排列的柱塞，柱塞可以在其中靈活滑動，由缸孔和柱塞構成密封工作腔。柱塞在跟隨缸體自上而下回轉時被斜盤推入缸體，使密封工作腔容積不斷減小，經配油盤的配油窗口將油液壓出。缸體旋轉一周，每個柱塞往復運動一次，完成一次吸油和壓油。

圖8 典型軸向柱塞泵的結構和工作原理
1－斜盤 2－柱塞 3－缸體 4－配油盤 5－傳動軸

齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的性能比較如表1所示。

表1 液壓泵性能比較

性能	齒輪泵	葉片泵	柱塞泵
最高輸出壓力	較低（21MPa）	較高	最高
工作效率	較低	較高	最高
油液黏度的影響	影響較大	影響不大	影響最小
轉速	較低	較高	不高
維修保養適應性	拆裝較困難	拆裝容易，好維修	現場維修非常困難
運轉聲	較小	較小	較大
價格	便宜	比較高	價格最高

二、液壓缸

液壓缸是將油液的壓力能轉化為機械能并輸出直線運動的執行元件。在制桶設備液壓系統中多使用活塞式液壓缸，這類液壓缸結構簡單，工作可靠，應用廣泛。活塞式液壓缸分為單出桿液壓缸和雙出桿液壓缸兩類。

單出桿液壓缸又可分為單作用液壓缸和雙作用液壓罐。如圖9為單作用液壓缸，此類液壓缸只能在一個方向供給動力，即液壓缸一腔通壓力油向前移動，返回時靠外力或彈簧力復位。如圖10為雙作用液壓缸，雙作用液壓缸可在兩個運動方向上傳遞動力，由于液壓缸活塞兩端面積不等，所以這種液壓缸通常具有兩種連接方式，即無桿腔進油和有桿腔進油。在封口機滾輪進給運動中，常用單出桿液壓缸的不同連接方式獲得不同的進給速度，以滿足工作的要求。

圖9 單作用液壓缸

圖10 單出桿活塞雙作用液壓缸

如圖11為雙出桿液壓缸，此液壓缸兩端都有活塞桿，通常兩端活塞桿直徑相等，因此它的左、右腔活塞的有效工作面積也相等。當分別向兩腔通入壓力油時，如果壓力、流量都相同，則液壓缸左、右兩個方向輸出的推力和運動速度都是一樣的。這種液壓缸有兩種不同的安裝形式，如圖11所示，因安裝形式不同，其工作活動范圍的大小也不同。當缸體固定時，其工作范圍為有效行程的3倍；而當活塞桿固定時，其工作范圍為有效行程的2倍。

圖11 雙出桿活塞式液壓缸

常用液壓缸的基本結構如圖12所示。活塞采用優質材料并具有很低的表面粗糙度，以保證最小速度和最低壓力時運動自如；液壓缸各部件應具有足夠的剛性和良好的密封性，以滿足最大進給力的要求。液壓缸還設有排氣裝置，以排出液壓缸中存留的氣體；液壓缸的端蓋內設有緩沖裝置，以防止液壓缸在帶動較大慣性負載運行到行程終點時產生較大的沖擊。

圖12 液壓缸的基本結構
1－前端蓋 2、10－動密封 3－活塞 4－緩沖套 5－活塞桿 6－缸筒 7－拉桿螺栓
8－鋼球 9－排氣塞螺釘 11－后端蓋 12－刮油防塵圈 13－導向套
14、15－靜密封 16－節流閥 17－單向閥