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                轴向柱塞泵(马达)的发展历史

                发布时间:2022-04-09 浏览次数:738

                轴向柱塞泵(马达)是现代液压传动中使用最广的液压元件之一。由于其可以很方便地实现变量,使液压系统容易实↙现功率调节和无级变速,因此〓被广泛地应用于各种液压系统中。

                轴向柱塞泵(马达)的雏形可以追溯到16世纪初,Ramelli开发了用于从矿井里往外汲水的皮革密封的轴向柱塞泵,从结构上看,它和⌒现在的柱塞泵已经十分相似。直到1905年,美国Harvey Wlliam教授和Reynold Janny工程师设计了端面配流的ξ 斜盘泵(马达)的静液传动装置,用在军舰炮塔转向的液压系统中,后来人们称此结构的卐泵为Janny泵,而且他们首次把矿物油引入传动介质,为现代液压技术的发展拉开了序幕。

                1907年,美国人Renault改进了Janny泵柱塞传动机械,有效地提高了其运行效率。

                斜轴式柱塞泵发展较晚,1930年,瑞士Hans Thomas教授设计了第一台斜轴泵,后人∑ 常把斜轴泵称为Thomas泵,其缸体中心线与传动轴中◇心线成一夹角,使缸体对配流盘的倾复力矩减小,因此允许的倾角较大。

                20世纪50年代中期,美国Denison公司和英国Lucas公司摆脱Janny泵的传统,设计了轴承支承缸体的斜盘泵。这种泵传动轴只传递转矩,不传递弯矩,保障了配流︼副的良好接触,加上制造水平的提高,使其工作压力提高到35MPa,转速也大⌒幅提高,引起斜盘泵历史上的一次飞跃。

                20世纪60年代中期,由于对液压系统集成化的要求,特别是在行走车辆闭式回路的应用,通轴泵获得了新的发展。由于主轴尾端可以安装辅助泵或其他作用的泵,使通轴泵具有Ψ 集成多种元件的复合功能,大大简化了液压系统,这是斜盘泵(马达)发展的另一次飞跃。

                20世纪70年代以后,欧美很多轴向柱塞泵(马达)的↑制造商逐渐崛起,针对不同领♀域做了很多技术革新,比如Vickers公司针对注塑机节能的要求推出▅▅PVB轻型泵;泵(马达)和电子技术的结合也越来越紧密,出现了多种多样的控制方式。

                1966年,我国综合了国外斜盘式柱塞泵的特点后,设计出了CY14-1型⊙轴向柱塞泵(马达)。经过30多年的实线,对CY14.1型泵(马达)相继做过四次大的改进,前两次以标准化和缩小体积为主,改进为CY14-1A型;第三次针对配油盘烧损和斜盘磨损以及工艺问题,形成了CY14-1B型泵(马达);第四∴次针对CY14-1B型噪声高、转速低、易松靴脱∞靴、可靠性差、自吸能力差、规格不全和无通轴泵等缺陷,开发了Q“CY14-1Bk系列开式低噪声泵和QT“CY14-1Bk系列通轴泵。

                进入20世纪90年代后,德国Bosch Rexroth公司开发出了A4V泵。柱塞与传动轴成一交角【,工作时离心力有助于→柱塞的回程,也有利于减小配流盘直径,降低缸体配流面的线速度;采用球面♀配流,有利于补偿轴向偏载对缸体产生的倾覆力矩,这种类型的泵已经广泛应用于现代工业领域。目前,作为变量泵◎和变量马达使用的几乎全部是轴向柱塞泵,它又分为斜轴式与斜盘式两种,现分别叙述如下。

                (1)弯轴或轴向柱塞泵※(马达)这是汉斯·托马(Hans Thoma)1940年的.发明。此后于1946年,他又对缸体Ψ的同步驱动进行了改进,将万向接头改为连杆方式,将阀板由平面改成球面。最近,博世力士乐(Bosch Rexroth)公司又推出了将连杆与柱塞组成一体的采用锥形柱塞(柱塞杆装在密☆封部上)的改︽进型式。该发明自问世以来60多年间内不断进行改进,现在已经成〖为各领域最广泛应用的产品。

                目前只有博世力士乐公司生产变量弯轴泵,主要品种有A7V系列,排量为20~1000mL/r,最高压力←为35MPa,变量角为18°。该公司还开发了A7VO系列泵,该泵为锥〗形连杆活塞式,排量为28~1000mL/r,最高压力为¤40MPa。

                在A7V和A7VO基础上,博世力士乐公司还开发了A6V和A6VM变量马达。此外,林德公司●也生产BMV/R型变量弯轴马达,但最大排量只有50.2~60.3mL/r,额定压力¤为42MPa,最高压力为50MPa,供小型液压设备◣闭式回路用。目前,北京华德液压集团有限公司、上海液压泵厂、贵阳501厂等生产博世力士乐的弯轴泵和马达。弯轴泵和马达的发展趋势如☆下。

                1)由于结构ξ原因,弯轴泵不能带辅助泵,因此只能作为开式回路◆用泵;此外,由于弯轴泵的变量机构带动缸体一起摆动,因此变量的响应速度较低。

                2)作为变量泵,由于其制造ω工艺复杂,成本较高,因此,排量在250mL/r以下的变量泵正逐步丧失竞争优势,但大排量泵还非其莫属。

                3)无论定量还是变量马达,特别是弯轴角40°的锥形连杆ζ 活塞结构,由于其具有起动和传递转矩】大的独特优点,有较№好的发展前途。

                (2)斜盘式轴向柱塞泵与马达这是对1905年哈维·威廉(Harvey Wil-liams)和雷诺兹·詹尼(Reynolds Janney)发明的轴式液压传动装置进行改进后得到的,结构更加简单的变ω 量泵与变量马达,1950年后已开始了大量生产。与斜轴式相比,它体积小、重量轻,具有良好的排」量控制响应性能,所以在各种液压泵中的应用日益扩大。斜盘式轴向柱塞泵与马达还可以有轻型与重载之分。

                1)轻型※轴向柱塞泵和马达。早在20世纪60年代,一些柱塞泵的生产厂家就企图发展一种中压(中等负载)、结构简单、价格便宜,可以与齿轮泵和叶片泵竞争的变量柱塞泵。在20世纪60年代初期,英国D0WTY公司设计了一种名为“Vadis′”的斜盘式轴向柱塞泵,其最高压力为20MPa,结构简单,采用许多少切削和无切削加工零件,需要█机加工的零件只有8种,其成本甚至可以和齿轮↑泵竞争。与此同时,美国威格士(Vickers)公司也设计了一种PVB系列轻型柱塞泵,其结构简】单,配流盘与后盖连成一体,缸体、滑靴等零件都由铸铁或粉末冶金制造,采△用单作用缸(弹簧回程)实现变量,主要用于机床上,并曾经作为7MPa以下ㄨ压力用于乳化液介质中,不过当时并没有引起人们」的重视。直到20世纪70年代末,日本大金公司在引进美国桑斯川特公司15和18系列泵的基础上开发出V15和V38系列轻型柱塞泵(排量分别为14.8mL/min和37.7mL/min,额定压力¤为14MPa,最高压力为21MPa)后,轻型柱塞泵才∑ 引起世人的重视。

                日本大金公司的轻型柱塞泵,许多结构与PVB泵相似。它也是采用单作用变量缸,用弹簧使█斜盘复位,为了减小复位弹簧的力,在设计中,使斜盘的回转中心高于缸体中心线与滑靴球头◣中心平面的交点,以便压紧缸体的中心弹簧和柱塞缸内液体压力共同使斜盘复位。也许由于摩擦副材料和热处理的原因,日本大金公司□的轻型柱塞泵在缸体与∞后盖之间仍安装有配流盘。

                日本大金公司开发的轻型柱塞泵引起人们的广泛重视,在1981年日本油空压展览会上,日本油研、萱场、丰兴、不二ω 越等公司都相继展出了轻型柱塞泵。

                在20世纪90年代前后,世界上许多厂¤家相继开发出了轻型柱塞泵,如①美国的桑斯川特、伊顿、丹尼逊、派克,德国的博世力士乐,意大利的阿托斯等都有这类产品。我□ 国耶限压件在1983年引进了美国PVB轻型柱塞泵,随√后重庆液压件厂也从德国博世力士乐公司引进了A10V轻型柱塞泵,但是由于售价太贵,在国内市场并♀未得到大量推广使用。

                所有的轻型柱塞泵都是以恒压变量泵为基础。在开发轻型柱塞泵以后,日本大金公司最早开发了负荷传感变量泵,并用于注塑机,使泵的输出功率最接近于负载所需的功率,就是在泵空载时,变量机构也能自回零位,使系统的空载功率消耗∴也达到最小。

                2)重载斜盘泵和马达。重载斜盘泵和马达是指用于工作条件较恶劣、负载重、额定压力为31.5~42MPa、最高压力为40~50MPa结构较复杂∏的斜盘泵和马达。

                ①闭式回路用斜盘泵与▼马达系统。它广泛地用于工程和建设机械。其特点是泵上装有补油泵,泵和液压马达上共同装有闭式系统用全套√集成阀,用户只要连接两根管道,就能使该系统运转,如振动压路机、水泥搅拌车等就广泛采用这种系统。最早生产这种产品的是美国萨澳(SAUER)公司,其产品为20系列泵与马达系统。20世纪80年代中期,上海高压⌒ 油泵厂引进了美国萨澳(SAUER)20系列泵与马达系统。现在,萨澳(SAUER)公司已在上海浦东合资生产最新的90系列泵与马达系统。

                目前,世界上已经有多家公司生产这类泵与马达闭式系统。其中比较著名的有美国伊顿(Eaton)公司、丹尼逊(Denison)公司,德国的博世力士乐公司、林德公司等。其中美国公司都是斜盘泵斜盘马达闭式系统,德国博世力士乐公司是斜盘泵-弯轴马达闭式系统▼,而林德公司既有斜盘泵斜盘马达闭式系统,也有斜盘泵弯轴马达闭式系统。我国贵州力源液压件厂也生产萨澳(SAUER)20系列泵与马达闭式系统。

                ②开式系统用斜盘泵。通常,开式系统〗泵相对于闭式系统泵有更高的要求,要求其有较好的〗自吸能力,较低的噪声和较多的变量型式,所以闭式系统泵一般不能用于开式系统。然而,闭式系统泵生产厂家为了降低成本,提高泵的零件通用化程度,往往在闭式系统泵的【基础上派生出开式系统泵,如博世力士乐公司的A4SV0开式系统泵就是由闭式系统泵A4V基础上开发出来的』;林德公】司的HPR202系列开式系统泵是HPV202闭式系统泵的改进产品。我国目前大量生产的CY型轴向柱塞泵也属于开式系统重载斜盘泵。

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