超高压手动液压泵-1

超高压手动液压泵

周新建

(西安科技学院机械系,陕西西安710054)

摘要:本文介绍了一种新型超高压手动泵的结构原理、使用情况及其特点。关键词:超高压手动泵;原理;应用

中图分类号:TH137 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2004)9-131-2

Ultra -High Pressure Hand Pu mp

ZH OU Xin -jian

(X i .an U niversity of Science and Technology,X i .an 710054,China)

Abstract:T he constraction principle,the using and character i stics were introduced for a new ultra-high pressure hand pump.Keywords:U ltra-high pressure hand pump;Pr inciple;Application

0 引言

高压小流量手动泵以其体积小、操作简单、使用方便、安全性强,广泛应用于煤炭冶金、石化、电力、机械等行业,是一种简单方便的液压动力源。以前,在我国使用的手动泵多为中等压力,高压的最大压力为70M Pa 。为提高我国大型装备的安装水平,上世纪的90年代,我国机电行业引进国外的先进装配和紧固技术,在大型设备的装配与安装中,利用液压技术,采用高强度的液压螺母、液压拉紧装置、液压扳手和液压调整器作为机电设备的紧固(件)和拆装工具,作为液压螺母和液压拉紧装置等的辅助工具的超高压手动泵也同时引进。图1是这种泵的外部形状结构,其工作压力为100~250M Pa,排量为:013~816cm 3/次左右,其外形尺寸为660@140@190mm 。带油总重量为11kg 左右。使用表明这种泵方便灵活、劳动强度低、耐用事故率少,是一种理想

的小流量超高压液压动力源。

图1 超高压手动泵

1 超高压手动泵结构原理

超高压手动泵是柱塞或活塞泵,从结构上看有单级与双级两种型号,从图1可以看出,它的所有阀和部件都集成在一个构件上,集成度很高,单级柱塞泵的结构相对简单,其原理图[1]如图2所示,双级柱塞

泵的结构有两种不同的形式,其液压原理[1]

如图3、4所示

图1是单级柱塞泵的结构原理图,当手柄1向上运动时,油经过过滤器单向阀3进入2的下腔,2进油,当手柄向下运动时,2向系统供油。阀4为定压阀,阀5为卸荷阀。单级泵为间断式加压油泵。

图3是双级I 型手动泵结构原理,工作时,抬起

手柄8,工作油经滤油器、单向阀1、2分别进入A 、B 腔。压下手柄时,有两种情况:系统处于低压时,手柄8克服A 、B 腔压力油产生的反力,开启单向阀3、5、4,A 、B 腔同时向系统供油,即双泵供油,流图2 单级手动泵

结构原理

量最大;系统处于高压时,压力油打开溢流阀6,单向阀5关闭,B 腔低压油直接回油池,由A 腔单独向系统提供高压油,即单泵供油,流量最小。阀7为定压阀,阀8为卸荷阀,双级I 型手动泵为低压大流量高压小流

量供油、间断加压油泵。

如图4是双级II 型手动

泵的结构原理,阀12为定压阀,阀13为卸荷阀。在图3 双级I 型手动 泵结构原理

图4 双级I I 型手动 泵结构原理

低压区时,当手柄向上运动时,2、3的下油腔进油,2的上腔向系统供油。当手柄向下运动时,2上腔进油,2、3的下腔向系统供油,在低压区手柄上下运动能实现泵连续向系统供油。当进入高压区时系统的压力增大,液控换向

阀10向右动作使2与单向阀4、5、6、7组成的油路卸荷,这时只有3与单向阀8、9组成的回路向系统供油。实现了在恒功率条件下,低压大流量供油,高压小流量供油,节省了时间、提高了效率。

2 超高压手动泵的应用

超高压手动泵广泛应用于冶金、石化、电力、煤炭、机械等行业,是机电设备装配的理想动力源,目前的主要应用于以下几

个方面:

(1)螺纹紧固件与紧固拉紧装置的动力源。螺纹联接在机械产品中应用十分广泛,螺纹联接的可靠性取决于轴向预紧力的大小。控制预紧力大小方法有两种,一种是间接法,一种是直接法。间接法中最常采用是扭矩与扭矩-转角控制法[2]

。扭矩控制法就是根据轴向预紧力与拧紧扭矩的关系,确定拧紧扭矩,间接控制轴向预紧力。装配时采用手动、便携式电动或气动工具,一次将螺母拧紧到规定的扭矩范围,此法是目前国内应用最广泛的一种控制方法,用此法轴向预紧力的精度仅为20%~30%,手动拧紧时更低。它适于在对轴向预紧力精度要求不高的场合。扭矩-转角控制法是根据轴向预紧力与拧紧螺母转角的关系,确定拧紧螺母的转角。装配时靠控制拧紧螺母转角的多少,间接控制轴向预紧力。控制精度高,误差在10%以内,液压扭矩扳手是根据此原理设计的,它是以高压手动泵为动力源,利用液压机构转动扳手,控制螺母的转角来实现螺栓的轴向预紧力。直接法是通过直接轴向拉伸连接件来控制预紧力的大小。根据这种想法设计了高强度液压螺母和拉紧装置,可方便的实现螺栓的预紧力的精确控制,液压油的工作压力为250M Pa,动力源由超高压手动泵提供。目前,我国的煤炭、电力、化工行业都使用了高强度液压螺母或拉紧装置[3],取得了良好的效果。

(2)机械设备中光滑圆锥面或圆柱面过盈配合拆装的动力源。液压螺母是对轴承、齿轮、转子等光滑圆锥面和圆柱面过盈配合拆装的有效工具。它由嵌有密封圈的环型活塞和带有内螺纹的螺母体组成。用手动超高压泵为动力源,超高压油从螺母体外圆表面或端面注入,使活塞与螺母体之间产生相对运动,从而

实现过盈配合的拆装。

(3)液压调整器(载重油缸)或千斤顶的动力源。超高压手动泵是液压调整器的动力源,液压调整器或千斤顶是一种体积小,承载能力大的新型顶起器,起重力达3200kN,顶起高度为11~42mm,是重型设备安装调试的理想工具。

超高压手动泵由于压力高,在使用前必须进行渗漏检查。检查时,关闭卸载阀,上下压动操作手柄,看操作是否平顺,观察压力表指针,当压力稳定在满量程的60%左右时停止操作,观察油泵各连接部位是否有渗漏现象存在,观察压力表是否稳定。无渗漏现象,压力稳定,操作平顺为工作正常。检查后不要忘记卸载。卸载时,缓慢旋转超高压手动油泵的卸载阀,观察压力表指针回到零位为止,系统卸载。卸载过快造成的冲击容易使压力表损坏。确信系统中压力为零后,分离液压之间的快速接头。

4 结束语

目前,我国的机电设备的装配水平还很落后,先进的装配和紧固技术还未推广应用。今后,随着我国机械行业整体技术装备水平的提高,设备安装的精度的要求将越来越高,以液压油为动力源的新型紧固和安装工具使用范围会日益广泛,超高压手动泵也将得到更广泛的应用与发展。参考文献

=1>机械设计手册(第四卷)[M ]1北京:化学工业出版社,1997:19-6~19-151

=2>宋荣生1螺纹联接轴向预紧力的控制方法及其特点[J].

天津理工学院学报,2000(4):39~411

=3>张兴旺1超高压紧固技术用于煤矿设备[J]1煤矿机

电,1997(4):43~441

收稿时间:2003-08-28

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图7 液压缸活塞杆位

移试验曲线起始下降阶段),试验中走完平板节流缓冲距离

30mm 所需的时间是80ms,这与仿真结果基本是一致的。

5 结论从仿真结果来看,在液压缸端部采用了平板节

流缓冲装置,系统能正常工作,实现了缓冲保护的目

的,且性能很好,能满足高速液压缸缓冲过程的设计要求,这与试验的结果也基本一致。所以,我们认为,这种新颖的缓冲方式是非常合理和有效的。

参考文献

=1>王春行1液压控制系统1北京:机械工业出版社,

20001

=2>丁 凡1超高压断路器液压操动机构的研究[D]1杭

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=3>李纪仁1油缸的缓冲装置1机械技术,1984(3)1=4>章宏甲1液压传动1机械工业出版社,19991101=5>Heber E M erritt.Hydraulic Co ntrol System.N ew Y ork:

John W iley &Sons,Inc.,19671

作者简介:刘 波(1978~),男,江苏省张家港市人,浙江大学流体传动与控制国家重点实验室在读硕士研究生,现从事流体传动与控制技术及电液伺服随动控制系统的应用研究工作。电话:(0571)87951271-123,E-

mail:bravelbo y@sohu 1com 。

收稿时间:2003-08-08