液压系统之动力元件与执行元件简介（二）

恒压泵的出口压力可以通过伺服阀后部的调压弹簧设定。

下图是恒压泵的静态特性曲线。

恒压泵压力调节范围为20~280bar，由于泵的内部泄漏量随压力升高而增加，故曲线上部随压力升高而略向下倾斜。

3．恒压泵的工作要求

（1）液压油要求

本液压泵要求使用矿油型液压油，液压泵工作时的油液黏度推荐为16~36 mm2/s。推荐按图5进行黏度选择，即当工作油温为50℃时，液压油的黏度应该选择46号。当工作油温为60℃时，液压油的黏度应该选择68号。

对液压油粘温特性限制如下：当油温较高时（最高+90℃），运动黏度平均值不得小于10mm2/s；当油温较低时（最低-25℃），运动黏度平均值不得大于1000mm2/s。

（2）各油口工作压力范围：

吸油压力：绝对压力≥0.8bar，也就是真空度≤0.2 bar。

壳体压力：L、L1油口为泄油口，允许泄油压力最多比吸油压力高0.5 bar，但绝对压力不能超过2 bar。

安装后，应保证总有一个泄油口朝上，这样可以排掉壳体里的空气，保证运动零件之间都有润滑油膜，防止出现烧泵现象。

（3）液压油清洁度

按NAS 1638标准，要达到9级。

按ISO4406标准，要达到18/15。

4．恒压泵的压力调节

恒压泵的压力调节阀安装位置如图11所示。调压时先拧下压差调节阀护帽，再旋动压差调节螺钉，直至泵出口压力达到规定要求，装好护帽，调节完毕。

压差调节螺钉

在泵车上调节恒压泵设定压力之前，用摆缸憋压的方式，先将装在主阀块上的溢流阀压力调到190bar，然后再调节恒压泵设定压力，直至压力表显示工作压力略小于190bar即可。

如果不调节恒压泵设定压力，虽然回路的溢流阀会限定工作压力不会超过190bar，但是恒压泵在任何情况总是工作在最大排量下，消耗的功率总是处于最大状态，因此达不到节能的目的。

三、齿轮泵

齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,其主要特点是结构简单，制造方便，价格低廉， 体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合 齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。

力士乐（Rexroth）AZ-PF-1X齿轮泵，在混凝土泵的搅拌、冷却、清洗回路中应用较广。

1.型号及符号意义

结构剖面如图12所示。

2．齿轮泵工作原理

随着互相啮合的一对齿轮的旋转运动，液压油被不断地从吸油口带到压油口，齿顶与壳体之间、啮合齿之间形成密封间隙，防止油液回流。浮动侧板可以减小内部泄漏，卸荷槽可以消除困油现象。

3．齿轮泵工作要求

油液温度范围：-15~+80℃

环境温度范围：-15~+60℃

油液粘度范围：10~300mm2/s

允许启动粘度：1000mm2/s

推荐油液清洁度等级：NAS 1638的9级

旋转方向：必须按液压泵规定方向旋转。

吸油口压力：绝对压力≥0.7bar，也就是真空度≤0.3bar。

最高工作压力：250bar。

允许最高转速：3000rpm。

4. 齿轮泵的特点

优点：自吸性好、对油液的污染不敏感，制造成本低

缺点：不能变量，所受的径向液压力不平衡，容积效率低

5.齿轮泵的其它介绍

5.1.1吸油过程：如上面工作原理图

排油过程：如上面工作原理图

5.1.2困油现象：齿轮在啮合过程中，啮合间隙的增大或缩小，而造成的封闭容积的变化，

A 体积由大变小，受压的冲击、升温

B 体积由小变大，真空度产生时的，气泡出现，气蚀

解决措施：开卸荷槽

5.1.3·端面泄漏与端面自动补偿

A 端面泄漏75-80％

B 径向间隙泄漏15-20％

C 齿面啮合处忽略

·自动补偿装置

A浮动轴套式

B浮动侧板

C挠性侧板式

5.1.4径向不平衡力及减少措施

措施：A 合理选择齿轮的齿宽与齿顶圆直径

B 缩小排液腔尺寸

C 将排液腔或吸液胶腔扩大，

D 开平衡槽

（四）臂架泵

臂架泵安装于分动箱前端，用于向臂架液压系统和置腿液压系统提供动力。

1.型号及符号意义

臂架泵是德国力士乐的开式回路定量泵，型号及符号意义如下：

2. 臂架泵工作原理

臂架泵是一个斜轴柱塞泵，其外观形状见图13，剖面结构如图14所示。

工作时传动轴带动柱塞、缸体、芯轴一同旋转，传动轴每转一周，柱塞相对缸体往复轴向运动一次。柱塞外伸时吸油，柱塞内缩时压油，吸油和压油经过配流盘的配流窗口进行分配，分别通向吸油口（接油箱）和压油口（接执行元件）。由于传动轴和芯轴之间的夹角固定不变，所以该泵为定排量柱塞泵。

3. 臂架泵工作要求

（1）液压油要求

要求使用矿油型液压油，液压泵工作时的油液黏度推荐为16~36 mm2/s。液压泵推荐按图5进行黏度选择。当工作油温为50℃时，液压油的黏度应该选择46号。当工作油温为60℃时，液压油的黏度应该选择68号。

对粘温特性的要求，当油温较高时（如+115℃），运动黏度平均值不得小于5mm2/s；当油温较低时（如-40℃），运动黏度平均值不得大于1600mm2/s。

（2）各油口工作压力范围：

吸油压力：绝对压力≥0.8bar，也就是真空度≤0.2 bar。

壳体压力：T1、T2油口为泄油口，绝对压力不能超过10 bar。

（3）液压油清洁度

按NAS 1638标准，要达到9级。

按ISO4406标准，要达到18/15。

第二节 执行机构

一、液压马达

J6K-985马达用于驱动搅拌轴，属于摆线马达，可正反转，具有良好的低速性能和大输出扭矩。

J6K马达职能符号 J6K马达外观 J6K马达剖视图

1.1排量

在不考虑泄漏的情况下，液压马达主轴转速每转一周所输入液体的体积单位

根据排量是否可调分为变量马达或定量马达

1.2输出转速nm

通过改变马达输入流量或调节马达排量，可改变马达的转速

液压马达

定义：是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为输出轴的机械能（扭矩和转速）

一、液压马达的结构特点和分类

分类：

l齿轮式液压马达

l叶片式

l柱塞式：径向与轴向

特点：

1. 液压马达应能正反转运行，结构上具有对称性；

2.液压泵必须有自吸能力，液压马达没有要求；

3.液压马达对转速范围大，最低转速有要求，采用滚动轴承或静压滑动轴承；

4.液压马达对吸液口及排液口的形状无要求，液压泵吸液口比排液口大；

5.液压马达有内泄油口

二、齿轮式液压马达

特点：输入压力不高，输出扭矩较小，

扭矩和转速的脉动性

应用：高转速、小扭矩的场合

三、液压马达与液压泵的区别：

1）液压马达可正转也可反转：

2）液压泵要求有自吸能力，马达无要求；

3）液压马达转速范围大，有最低转速要求；

4）液压泵的吸液口大，排液口小，马达无区分，马达有独立的内泄油口

四、泵车液压执行元件有：搅拌马达、回转马达、冷却马达、水泵马达、主液压缸、摆动油缸、支腿油缸、臂架油缸。

（一）、搅拌马达

泵车上的搅拌马达是一个伊顿公司的摆线马达，由于排量大，故可以提供较低的转速和较大的扭矩。

1.马达参数

型号：J6K-985 620-2107。

结构形式：端面配流式摆线马达。

排量：985ml/r。

额定工作压力：31MPa。

泄漏油口最高压力：0.6MPa。

额定转速：153rpm。

额定扭矩：1686Nm。

安装法兰：方形，止口φ127。

轴伸形式：花键。

进出油口：英制螺纹，进出油口G1”，泄油口G1/4”。

旋转方向：双向。

2. 工作原理

转子在定子内每公转一圈，转子本身便自转过一个齿，如果转子有z个齿，便需要公转z圈，转子才能转一圈。转子通过驱动轴带动输出轴转动，向负载提供运动和动力。

如果齿轮泵转速为2500rpm，排量为16ml/r，齿轮泵和马达容积效率均取0.86，则搅拌马达转速为：

n=2500×16×0.86×0.86/985=30 rpm

3. 工作要求

油液温度范围：-25~+80℃

环境温度范围：-25~+60℃

油液粘度范围：10~300mm2/s

允许启动粘度：1000mm2/s

推荐油液清洁度等级：NAS 1638的9级

（二）、回转马达

1. 马达参数

型号：DANFOSS OMR 160

结构形式：轴配流式摆线马达。

排量：160ml/r。

额定工作压力：20MPa。

泄漏油口最高压力：0.6MPa。

额定转速：480rpm。

额定扭矩：455Nm。

轴伸形式：花键。

进出油口：英制螺纹，进出油口G1/2”，泄油口G1/4”。

旋转方向：双向。

2. 工作原理（同搅拌马达）

2.工作要求（同搅拌马达）

二、液压油缸

一、定义：是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为机械能做往复动运的能量转换装置。

1.分类：

活塞缸：变幅油缸、支腿展开油缸、垂直油缸

柱塞缸：老式中联拖泵摆动油缸

伸缩缸: 产品上无应用

组合缸：产品上无应用

2、液压缸的典型结构和组成：

组成：缸筒、缸底、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置、缓冲装置、排气装置

缸筒与缸底35＃

联接方式：螺纹联接、焊接

活塞与活塞杆

活塞杆的材料 ：35＃ 45＃ 空心无缝钢管

活塞杆表面镀铬，0.03至0.05mm

活塞材料：钢、耐磨铸铁、

联接方式：焊接 螺纹联接

缓冲装置：为了避免活塞在液压缸两端发生撞击，对液压油流量进行限制。

间隙：定量

节流阀：可调

三角槽：变量

排气装置

排气螺钉

排气阀

泵车上油缸无排气装置，需进行憋压才能排出。故在更换油缸时，需注意先对油缸憋压（憋缸），否则是不安全的，特别注意。

二、油缸在泵车产品上的应用

A、主油缸

主油缸的作用是将料斗中的混凝土泵送到输送管中，并提供足够的混凝土出口压力，使混凝土可以到达指定的位置。

1. 主油缸结构

为了连续泵送混凝土，主油缸总是成对使用，其结构如图18所示。

每个主油缸由两部分组成：大油缸和小油缸。在油缸外部还接有缓冲管、单向阀、节流阀等。

2. 工作原理

主油泵的压力油进入上侧主油缸有杆腔，活塞杆后退并带动砼活塞将料斗的混凝土吸入输送缸。上侧主油缸无杆腔出油通过连通管进

入下侧主油缸无杆腔，推动下侧主油缸活塞杆伸出，将已吸入下侧输送缸的混凝土推入输送管中。

当上侧主油缸活塞刚刚越过节流孔时，活塞两侧的液压油通过缓冲管沟通，活塞杆运动速度下降，这时如果活塞杆反向运动，也不会引起过大的压力冲击，所以缓冲管起到缓和活塞杆到位时压力冲击的作用。

假如上侧主油缸活塞刚越过节流孔时，下侧主油缸活塞还没越过前端节流孔，则上侧有杆腔液压油通过缓冲管流入无杆腔，经连通管进入下侧无杆腔，下侧活塞可以不减速地越过前端节流孔，所以缓冲管具有调节两缸同步的作用。

每个缓冲管通道上还设置了单向阀，使得活塞只用在行程末端有缓冲作用，而在行程起始段不要有缓冲作用，这样可以保证活塞杆换向时启动推力不受影响。

正常工作时，小油缸控制腔里充满油液，小活塞总是处于最靠近大油缸的位置，当大油缸活塞杆收缩到底时，如果换向控制不起作用，小活塞将阻挡大活塞进一步后退，可以防止正常泵送时砼活塞被意外拉出输送缸。

在需要检修砼活塞时，小油缸控制腔里的油液卸荷，同时关闭节流阀，则在点动泵送主油缸的情况下，大油缸可以继续回退到底，并将砼活塞拉出，以方便维修。

在正常泵送状态时，节流阀要有一定的开口量，防止完全截止失去缓冲和同步补偿作用。

B、摆动油缸（柱塞式）

摆动油缸是一个柱塞缸，在泵车上成对使用，一个柱塞的伸出，带动S管阀摆动，同时推动另一个柱塞复位。

1. 摆动油缸结构

其结构比较简单，只有缸筒总成、柱塞和密封组件，如图19所示。

主要参数：

柱塞直径80mm，工作行程200mm，额定工作压力32MPa。

2. 缓冲工作原理

在柱塞压缩行程最后40mm，缓冲结构开始发生作用。a腔的液压

油不再直接流向出油口，而是通过环形间隙5流到b腔，b腔的液压油再经阻尼孔4流向出油口。由于环形间隙和阻尼孔限制了油液的流速，造成柱塞底部油压升高，柱塞回程阻力加大，随着环形间隙越来越小，阻力越来越大，最终使柱塞停止下来，这就是缓冲工作原理。由于任一个油缸回缩行程末段也是另一个油缸伸出行程末段，所以在柱塞行程的两端均有缓冲效果。

C、支腿油缸（活塞式）

支腿油缸部分的油缸有垂直油缸、展开油缸、伸缩油缸。

垂直油缸的作用是支起和放下泵车。展开油缸的作用是展开和收回支腿。伸缩油缸的作用是伸缩前支腿。

1. 油缸结构

由于支腿各油缸结构类似，这里仅以垂直油缸为例进行说明。结构见图20。

2. 工作原理

设无杆腔压力为p1，有杆腔背压为p2，缸筒内径为D，活塞杆直径为d，则有杆推力为

F=[D2p1 -( D2-d2) p2]π/4

如果p1=200bar，p2=5bar，D=160mm，d=140mm，经计算，推力约为40吨。

每台泵车的重量由四支垂直油缸支撑，所以每个油缸的推力是足够的。

3. 使用要求

①通过反复全行程运动，可靠排除空气，防止支撑不稳。

②保证密封组件的密封效果，防止内外泄漏。外泄漏会造成行驶中活塞杆下沉，内泄漏会造成推力不足和车体倾斜。

③尽量垂直使用，支撑板也要尽量水平，防止侧向力过大引起磨损和泄露。

D 、臂架油缸

臂架油缸也叫变幅油缸，泵车每节臂各有一个变幅油缸（有些泵车第一臂有两个变幅油缸）。

变幅油缸的作用是改变相邻两臂之间的角度，使整个臂架带动软管出料口到达作业范围内指定位置。

油缸结构（活塞式）

各变幅油缸结构类似，结构下图。

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