氣液壓概論_嚴孝全_液壓泵、液壓動力單元及液壓油_各種液壓泵的基本原理與特性(2)

下面我們再介紹其他種 Pump的基本原理以及它的特性。 我們要介紹活塞式的Pump, 它可以分成軸向活塞式的Pump 以及鏡向活塞式的Pump。 軸向活塞式的Pump又分成斜盤式的 以及斜軸式的。鏡向活塞式的Pump 又分成固定鋼式的 以及迴轉鋼式的。 首先我們介紹軸向活塞式的Pump。 從這個圖面上來看, 這個Pump它是有一個斜盤, 所以又稱之為斜盤Pump。 這斜盤上面就連接了許多個活塞。 而這個驅動軸是用來驅動 這個斜盤。 這個斜盤的轉動就會帶動 這些活塞的移動。 這個活塞除了跟著斜盤旋轉之外, 同時它也會做前後的移動。 所以我們從入口的地方 將油吸入, 因為這個時候它所面對的活塞 是往右邊移動的, 所以油會被吸進去。 當這個活塞轉過180度的時候, 這個活塞就開始往前推移, 所以它就開始把經過加壓的油 排放出去。 我們可以看到, 這種活塞是直接連接在斜盤上面。 通常這樣的一個斜盤 是可以做角度的調整的。 所以我們從下面的這張圖可以看到, 當這個斜盤最斜的時候, 它的形成是最大, 所以它的排放量也就最大, 因為它吸入的油最多, 所以排放的最大。 到了中間的這張圖, 我們可以看到斜盤的角度減小, 而使得它的形成也跟著減少, 這個活塞只會轉動, 而不會有前後的移動, 因此它就沒有吸油,也沒有排油, 所以它這個時候的排放量 就會等於零。 這種斜盤式的pump, 它是一種可變排量式的pump。 它的角度仍舊是可以引 我們系統的壓力來作為 驅動斜盤角度的一個力量。 右邊的這個圖就是一個斜盤pump的圖。 通常這樣的斜盤pump, 它的活塞數目是7個或者是9個, 其中有一半, 7個的就是有3個, 9個的就是有4個, 分別作為進口跟出口的活塞。 在中間有額外的一個, 當它從入口轉為出口的中間, 有一個活塞, 它是被封閉起來的, 它就是加壓的區域。 斜盤式的迴轉的慣性比較小, 它會隨著壓力平衡與軸承使用的方法的改善, 它的使用壓力可以到達 210公斤到450公斤per cm², 它的速度可以達到3000到3600轉, 是蠻高速的。 另外一種叫做斜軸式的pump, 這種pump跟剛剛斜盤式的不同是, 它的盤面是垂直的, 但是它的鋼體是斜的, 所以我們可以看到它的活塞是藉著活塞桿 與這個盤面連接的, 這個與斜盤式的不同, 它的活塞直接連在斜盤上。 那我們要改變它的排放量的時候, 我們是可以藉著改變旋轉鋼體的角度, 當這個角度具有最大角度的時候, 顯然它的形成是最大的, 它的排放量是最大的。 到中間,我們可以看到它的角度減小了, 那它的排放量也跟著減短, 一直到它的鋼體是呈跟盤面 是呈平行的時候, 這個時候它的活塞基本上是隻有迴轉 而沒有前後的動作, 所以它的排放量就等於零。 這樣的一個pump,它的傾斜的角度大概是在22度到30度之間。 這個就是一個斜軸式pump的實體圖。 那斜軸式, 它比這個斜盤式的傾斜角度要稍微大一點, 所以它使用活塞的連接桿 來連接活塞, 所以它的活塞周圍的漏油現象相對的減小, 所以它的效率是非常的高。 最高的轉速會比斜盤式的 要來的低一些, 因為它的鋼體的部分運動量比較大, 所以它對於可變控制的反應 要比斜盤式的要來的慢, 也就是它的角度變化的反應會比較慢, 所以這是它的一個跟斜盤式pump 不太一樣的地方。 在下面我們要介紹鏡像活塞式的pump。 第一種我們要介紹固定鋼的鏡像活塞pump。 我們從這個圖我們可以看到 這個驅動軸的外面 有一個偏心輪, 這就是像圖輪一樣, 由帶動偏心輪的時候就會造成 這個活塞的進進出出 而產生加壓的這個動作。 所以我們從上面我們可以看到 吸入口將油吸入到各個這個鋼體裡面, 然後經過這個偏心輪的 帶動活塞的進出 將油加壓透過排放口做排放。 這個就是固定鋼的 活塞pump的一個 實體圖。那麼通常這種pump 它的活塞數目大概是3到5個, 在吸油的時候由於活塞的內部 有相當大的負壓,所以它不太適用於 大排量,通常它的排放量都在每分鐘 10個liter以下。如果我們的活塞 是使用浮動式的活塞,而使得 活塞的壓力能夠保持平衡的話,那麼它的使用 壓力可以提升到350到 600個kgf per cm²,排放量 也可以增加到50個liter每分鐘。 它的轉速呢是在2000個rpm。 那這個是另外一種的 鏡像活塞pump,那麼我們會發現它 外面有一個固定的圖輪環, 那轉軸會帶動裡面的轉子, 轉子上面有許多的活塞, 活塞的動作就會隨著圖輪環的 輪廓做進進出出,所以 它也是一種固定鋼式的 鏡像活塞pump。那另外一種是 迴轉鋼的鏡像活塞pump,那我們可以看到 在這個圖上面的外面的 轉子就是一個迴轉鋼,那麼當然它裡面 也有一個鋼體,鋼體裡面 是有許多的活塞,當 這個鋼體旋轉的時候,這活塞 也會進進出出,因為裡面的鋼體 跟外面的轉子是處在偏心的狀態。 我們從這張圖可以比較更清楚的看到, 當裡面的鋼體跟外面的環成為 偏心的時候,這活塞會進進出出。 到B這個圖的時候,當這個偏心 等於0的時候,那這個活塞就沒有進進出出, 而沒有排放量。這種pump 的特色是,如果偏心度是在 反方向的時候,這個時候的pump 可以做反方向的旋轉,因為 它的油是從它的軸心裡面出來的, 它的軸心的上半部就扮演著 這個進出有口,所以 它的這個方向呢,旋轉方向 可以藉著偏心度的改變,而 改變它的旋轉方向。所以 我們可以知道,這個藉由 轉子的左右位置的改變,改變偏心量 可以做成雙向pump,或者是可變 pump,是這個pump的特色。 它的使用壓力呢,是在210公斤 pcm平方以下,它的轉速可以在 1000到2000個rpm,這就是 它的一個解剖圖,以及它的一個 實際外觀圖。那活塞pump,它有它的 優缺點,它的優點是,它的 全效率,就是總效率呢,可以到達 93%,尤其它的容積效率可以到達 98%,也就是說,它的洩漏現象比較 小,而且它容易得到高壓,它 可以到達350到750公斤pcm 平方,而且它可以很容易得到 可變排量的設計,就好像是 我們改變偏心度,就可以得到 它的這個排量的改變。 那麼我們再配合各種的閥鍵呢,我們可以 得到很多不同的壓力與流量 的特性曲線。那它的 缺點是,構造比較複雜,因此 在維修的時候相當困難, 第二呢,它容易產生壓力的脈衝 因為它是活塞式的,所以它的壓力 是不屬於不連續的這個壓力輸出 另外呢,它的價格也比較偏高 在下面,我們要介紹一個很重要的 觀念,叫做液壓pump的空池現象 什麼是液壓pump的空池現象呢? 是指的,我們液壓迴路中的液壓油,當它的流速 增加的時候,就會形成一個低壓區 這個時候,在液壓油裡面,可能溶解有一些 氣體,它就形成了這個氣泡 而這個氣泡就產生了許多的空洞 當這個空洞呢,流到高壓區的時候 它會突然間的被壓縮,而產生局部的超高壓 那這個超高壓呢,就會敲擊到零件的表面 會造成了這個 機件的震動,以及噪音 更嚴重的,會造成零件表面材料的 一個剝離,這種現象,我們就稱之為 空池,英文叫做cavitation 這種我們可以看到,當我們把 汽水倒在杯子裡面的時候,這個氣體呢 就不斷的會冒出來,而最後 到達最上面,浮到這個液體最上面 的時候,它就爆炸了,就破掉了 這種呢,其實也就是跟我們 現在所講的空池的現象有點類似 所以我們要盡量避免液壓油 裡面含有氣體 這個是很重要的觀念,那麼這個 空池的現象呢,它的發生程度呢 常常因為液壓油的空氣中的溶解量 以及油的流速,以及它的黏度 而有所不同,這些我們都要特別 注意,以上我們所介紹的就是 鏡像活塞式的pump 以及它的一些 優缺點,最後我們也看到 所謂的空池現象,我們要盡量的 避免