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可变压力与流量的杠杆一连杆二级增力手动液压泵
口付春梅
常州轻工职业技术学院江苏常州213164
摘要:描述了可以政变流量和压力的手动液压泵的工作原理,该手动泵利用杠杆一连杆二级增力机构,不仅在空行
程的时候供给低压大沆璗液体,还可以在工作行程阶段中,供給高压力的小流量液体。该泵的排量和输出压力与传统的
手动液压秉相比較,结构简单,工作效率显著提高。
关键词:手动液压系杠杆连杆增力机构高压小流量
中图分类号:TH122;TH137
文献标识码:A
文章编号:100-4998(2015)06-0032-03
手动液压泵是一种使用起来极为简单方便的液压
可变压力与流量的手动液压泵工作原理如图倒3所
动力源,它能够将手动机械能即时转化为液压能。配示,由阳可见,杠杆手柄、连杆构成的增力机构与柱塞
套使用油缸以及专用工具,可进行剪切、拆卸、装配等饺接,柱塞和缸体之间保持良好配合,实现可靠的密
作业。手动液压泵不仅可以与破拆工具等配套使用,还封。当向右推动杠
可以与试验装置等其它多种工具配套使用。工程上很杆手柄时,铰接在
多工况均要求手动液压泵在空行程的时候供给低压大其上的连杆提起并
涴量流体,使执行元件能够快速地到达工作位置;另外拖动柱塞向上移
杠杆于柄
还要求在工作行程阶段,能够根据负载的变化,可以自动,泵体下边密封
动地转化为供给高压力的小流量流体,这样可以使执容积负压增大,单
连杅
行元件获得较大的输出压カ。
向阀Ⅰ打开,油箱
图1所示为传统的单级压力手动液压泵,它存中的液体油受大气
柱塞
在的主要技术问题是:空行程阶段流量小,作业效率压力的作用,通过
低。图2所示的杠杆为铰杅二级増力手动液压泵,員吸油管被吸入泵
执行元件
一单向阀
然能够克服这一缺点,但却增加了铰杆与连杆的数量
▲图1传统的单级手动液压泵
包括活塞杄在内共含有5个运动构件,造成泵的总体
杠杆手柄F
结构复杂,制造工艺性差。基于此,笔者设计了一种利
单向阀
用杠杆一连杆二级増力机构?的可变压力与流量的手
连杆
动液压泵,这种新型手动液压泵的运动构件与传统的
铰杆1
饺杆Ⅱ
手动液压泵一样,只有3个运动构件。
执行元件
可变压力与流量的手动液压泵工作原理
柱塞
江苏省高校“青蓝工程”资助项目(编号:苏教师2012-39)
收稿日期:2014年12月
A图2杠杵一较杆二级増力手动液压泵
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(編辑丁罡)
3220s/6
机械制造53卷第610期V
为0.95:2为杠杆式压板被动臂的长度;为连杆上
两饺链孔的中心距;m为杠杆一连杆机构压力角的最
大值;m为杠杆一连杆机构传动角的最大值
2.2输出力计算
图1所示的传统手动液压泵的输出压力Pm为
杠杆手柄
单向阀
连杆
图2所示杠杆一铰杆二级増力手动液压泵高压
流量供油时的输出压力Pn为:
柱塞
P:
执行元件
单向阅
执行元件
dt
T172
图3所示杠杆一连杆二级増力手动液压泵类似曲
(b)
柄摇杆机构,高压小流量供油时的输出压力Ps为
▲图3可变压力与流量的杠杆ー一连杆二级增力手动液压泵
Td2l2[tan(a+B)cosゅ+sin西
腔,即完成了一次吸油动作,机构位置如图3(b)所示。式中:F为人手作用于杠杆上端的力;为杠杆手柄所
当用力向左拉动杠杆手柄时,铰接在其上的连杆推动示位置长度;为连杆机构的压力角;ゅ为杠杆被动
柱塞向下移动,缸体下边的密封容积减小,单向阀关臂一连杆机构的传动角;8为铰链副的当量摩擦角,B=
闭,单向阀Ⅱ打开,排出具有一定压力的流体,进入执
arcsin
),r为铰链轴半径,以为连杆上两铰链孔的
行装置,压力角为0时,完成一次压油动作。
在完成压油动作后,杠杆与连杆接近竖直共线的中心距,为铰链副的摩擦因数,通常取=0.1;m为
瞬间,继续向左拉动杠杆手柄,连杆拖动柱塞向上移杠杆机构的力传递效率,通常取值为0.97;m2为连杆
动,又完成一次吸油动作,机构处于图3(b)的另一极机构的力传递效率,一般可取0.90
限位置。当继续用力向右推动杠杆手柄时,连杆推动柱23计算举例
塞向下移动,又完成一次压油动作。
在传统的手动液压泵中,由式(2)看出,要增大输
图示机构中的传动角ψ与压力角@较大时,是一出压力Pm,必须减小柱塞直径d,这说明传统手动液
个行程放大机构;ゅ与a较小时,是一个力放大机构
压泵的柱塞直径越小,泵的输出压力越高。但由于在低
利用这一特点,在由图3(b)所示的极限位置处,当开压阶段需要大流量的油液,因此无限制地减小d是不
始向左或向右推动杠杆手柄时,人手操纵杠杆使其摆现实的
动幅度较大,则ψ与a角的变化范围较大,柱塞的运
在图3所示的可变压力与流量的杠杆一连杆二级
动速度快,满足了工况中的空行程阶段提供低压大流增力手动液压泵中,可以通过改变机构中的传动角和
量流体的需要,这时的手动液压泵为低压大流量泵;当压力角,便可方便地实现低压大流量到高压小流量的
达到工作行程阶段时,人手能够感知到压力的提高,便转換。输出力的大小取决于压力角a和传动角中的变
可操纵杠杆使其摆动幅度减小,即与α角的变化范化范田。a与ゅ变化范围大,推カ小,速度快;a与ψ变
围较小,输出力及系统压力相应提高,满足了工况中根化范固小,推力大,速度慢。例如,取:d=20mm,4=500
据载荷的变化自动转化为供给高压力的小流量流体的m,42=100mm,F2=200N,anm=7°,φnmn=10°,r=10mm,
需要,此时,手动液压泵便可自动转化为高乐力小流量由式(4)可计算得出大活塞上的推力Pa~8.75MPa
液压泵,输出压力也随之提高。
图1所示的传统手动液压泵和图2所示的杠杆
铰杆二级増力手动液压泵中d、41与2取相同参数时,
力学计算
由式(2)和式(3),可分别