超高压液压元件的特点及产品

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1923页（3213字）

(1)超高压液压泵

在超高压条件下，一般泵的流量比较小，必须尽量减少泄漏，提高容积效率，所以泵基本上都采用阀配流柱塞泵结构。用量最多的是用作液压机具的泵源，都采用轴向柱塞泵或径向柱塞泵这两种形式。它可以在一种泵体上配置不同数量或者不同直径的柱塞，而形成具有不同排量的系列产品。便于泵厂成批生产和用户的选取。而且生产厂已把泵和一些基本控制阀、压力表、油箱、软管组成了一套泵组、成套供应。其动力还可按用户的需要配置电动机或汽油发动机。

A．BZ型超高压泵站

表31．3－1所示为上海千斤顶厂生产的BZ型超高压液压泵站的一种系列产品，其额定压力最高的一种可达125MPa。一套BZ型超高压液压泵站，主要由电动机(或汽油机)、轴向柱塞泵、安全阀(125MPa泵无安全阀)、溢流阀、三位四通手动换向阀(也可选用电磁换向阀)、油箱等组合而成。

表31．1－1 上海千斤顶厂BZ型超高压液压泵站系列性能参数

B．CZB6302型超高压泵站

超高压液压泵站还常常采用高低压泵组合的形式。这样可实现低压或空载时推动液压缸快速行进，而在带负载时以很高的压力输出。泵站的总体体积和功率都可以减小，工作效率较高。图31．1－1为上海华光工具厂开发的一种高、低压组合的超高压液压泵站。由国家科委送展，荣获第18届日内瓦国际新发明展览会金牌奖。它的高压部分是一个轴向柱塞泵、低压部分是一种简易叶片泵。但叶片泵的“叶片”利用滚柱轴承中的标准滚柱来代替，效果很好。此泵的高压压力为63MPa，流量为0．4L／min；低压压力为2．5MPa，流量为2．5L／min，泵站总质量仅16kg，在空行程或低负载时，由高、低压两个泵同时供油。当大负载时，低压泵溢流，只有高压泵供油。

图31．1－1 CZB6302型超高压液压泵站(高低压泵组合)

C．德国FAG公司产超高压泵

德州液压机具厂从德国FAG公司引进了一个超高压径向柱塞泵系列产品，见表31．1－2他有5种直径的柱塞。采用不同数量柱塞可以组成55种流量的一个系列产品。最高的额定压力为100MPa，此时最大流量为5．29L／min(1500r／min时)。这种径向柱塞泵的特点是，因为泵体不旋转，所以泵的输出可以是一路(由各个柱塞的排量集合在一起)也可以分几路输出。

表31．1－2 德国FAG公司径向柱塞泵的性能参数和外形尺寸表

D．德国哈威公司的超高压泵

表31．1－3所列为德国哈威(Hawe)公司生产的一个比较完整的径向柱塞泵系列产品，其最高工作压力为70MPa。它利用了径向柱塞泵可组合性的优点。

表31．1－3 德国哈威公司径向柱塞泵

以不同的柱塞直径、在圆周上布置不同数量的柱塞、并且可在一个轴上并列几排柱塞，形成多种输出流量。(国内有销售代理)

较大流量的超高压液压泵主要采用曲柄式径向柱塞泵，由于其结构比较大、价格也较昂贵，主要用于大型固定设备上。

E．手动超高压泵

此外应用得最多的是结构很简单的手动超高压泵，如图31．1－2所示。一个小型的柱塞泵1由手柄2往复推动，并有一个储油筒3，当关闭卸油阀4时，摇动手柄就可输出高压油，经高压软管输入千斤顶或其他工作缸，使千斤顶(或缸)起升，当慢慢开启卸油阀4时，借千斤顶活塞的自重或外力，活塞缩回，液压油返回储油筒3。

图31．1－2 手动超高压泵

(2)超高压液压换向阀

由于超高压液压系统的流量都很小，因此应尽量减少系统和液压阀的泄漏。此外超高压系统的应用场合常常需要有保压功能，如千斤顶的顶起工况，液压扳手的工作等，这也要求换向阀没有泄漏。所以超高压液压换向阀大都采用球阀结构。在超高压领域中应用最多的是液压机具，所以手动换向阀又比电磁换向阀用得更广泛。

A．德国FAG公司超高压换向阀

图31．1－3为德州液压机具厂引进德国FAG公司的W系列电磁、手动换向阀，它也采用了球阀结构，电磁铁1的推力通过杠杆2放大以后，推动推杆3和钢球4，使钢球封闭阀座5上的阀口。改变推杆、钢球和阀座的结构位置和形式，可得到最基本的二位二通和二位三通的换向机能。将电磁铁换成手柄，就成了手动换向阀。

图31．1－3 德国FAG公司超高压换向阀示意图

B．德国哈威公司超高压换向阀

图31．1－4所示为德国哈威(Hawe)公司的超高压电磁换向阀三位四通的球阀结构。他的特点是在一个阀体块中，用球阀的形式就完成了三位四通的机能。它是用电磁铁直接推动阀杆钢球，所以电磁铁的推力要求大，工作压力最大为45MPa。

图31．1－4 德国Have公司超高压电磁换向阀示意图

C．德国FAG公司组合超高压换向阀

超高压液压换向阀由于工作压力高，因此在横向操纵上，除了必须考虑引用高压油源的力来平衡一部分推动力外，还得采用力放大机构。如果用电磁铁的推力直接驱动推杆、钢球是较困难的。从上面的例子可以看到，采用了力放大杠杆机构，将来自力元件——电磁铁(或手动操纵柄)的作用力放大4～5倍。当然，这样做又使电磁铁的行程加大。但对于球阀结构而言，开启位移量要比滑阀结构小得多，因此仍可得到较好的匹配。球阀结构的缺点是不像一般高中压换向阀的滑阀结构那样，稍稍改变一下阀芯的结构，就能得到不同的机能，而是需要用不同结构的连接板，将简单功能的球阀组合成各种机能。图31．1－5所示是德州液压机具厂生产的引进德国FAG公司的W系列换向阀的一种组合的外形结构。

图31．1－5 德州液压机具厂生产的W系列组合超高压换向阀外形图

超高压液压换向阀也有一些采用滑阀形式的，但数量较少，效果欠佳，选用时尤其要注意它能否保压的性能。在手动换向阀中也有采用板式平面配流的结构。此时要仔细考虑配流板上下压力的平衡，使操纵力减小，泄漏尽量减少。其制造也比较困难。

(3)超高压管接头部位的密封

一般的组合密封垫已不适用，因强度不够。目前应用最多的方法是采用经退火的紫铜垫。也有采用锥管螺纹密封的。