直动往复泵自动换向机构

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1、直动往复泵自动换向机构如图所示位置为当柱塞杆到达最左端，液控换向阀换到右位工作，可以实现柱塞向右运动过程，使左吸浆阀和右排浆阀工作。通过液控油路可以使压力油作用于液控换向阀两端来实现液控换向阀换到右位。由于液控换向阀右端作用面积大于左端作用面积，使液控换向阀阀芯向左移动。若柱塞杆到达最右端，液控换向阀换到左位工作（通过液控油路使右端接回油n左端仍为压力油）从而实现柱塞杆向左运动过程，使左排浆阀和左吸浆阀工作。2.2气压往复泵的工作原理气压往复泵工作原理如所示，图中所示位置为活塞到达最右端时，活塞杆上的拨爪拨动由拨杆、机架和推杆组成的换向机构动作，使行

2、程阀右位导通，控制气路作用在换向阀上，改变其阀位，从而实现活塞向左换向运动，使右吸浆阀和左排浆阀工作；同理，可以实现活塞向右换向运动，使左吸浆阀和右排浆阀工作。目前我国使用的换向机构，按其结构特点可分为三类：（1）液控或气控换向机构，如中的液控换向机构；（2）机动■气控（或液控）换向机构，如中的由拨杆、行程阀、换向阀组成的机动-气控换向机构；3）机动■电控换向机构，这类换向机构的特点是：当活塞到达行程终点时，与活塞杆联动的撞块碰撞机械触点，通过电控系统使换向阀换向，进而使活塞杆运动换向。在井下电器设备须防暴试验，体积大，成本高，应尽量少使用。3.1液

3、压往复泵的液控自动换向机构液压往复泵的液控自动换向机构如，液压缸上开有a、b、c、d、e>f、g、A、B九个接口，A、B两个接口为主油口，a、b、c、d、e、f、g为控制油口；柱塞杆和液压缸形成S、Q两个环，使控制油路导通；换向阀缸体上开有h、i、j、k、C、D、0、P八个接口，其中P为进油口，0为回油口，C、D为液压缸和换向阀的连接油口，分别与A、B接通，h、i、j、k为控制分别按图C把各控制油口连接所示位置为柱塞杆上的活塞达到最左端和换向阀阀芯达到右位两极限位置，即通过换向阀阀芯的向左换向运动来实现活塞的向右换向运动。因阀芯右端作用面积大于左端作

4、用而积，只要阀芯左右端都与压力油口相通即可使阀芯转换为向左运动，可以市以下过程实现：压力油从左端P进换向阀，作用于阀芯左端;与此同时，压力油经i*a*S*crh*n到达阀芯右端，从而实现阀芯向左移动。当阀芯左移，油口h被挡住后，作用在阀芯右端的压力油则由i*a*S*b*j来替代，使阀芯继续向左移动，直至移动到左位。阀芯处于左位，压力油由P*m*C*A至活塞左腔，活塞右腔低压油由B*d*O至油箱，实现活塞向右移动。当活塞右移，油口b被挡住后,作用在阀芯右端的压力油则由g*j來补充，维持阀芯在左位，直至活塞达到右端。当活塞运动到最右端后，环形槽Q使3个油

5、口d、e、f沟通，而此时油口d是经油口k与回油口0相通的，故与油口f、e连通的油口j、h也都通回油口0,即阀芯右端通回油口O,阀芯在左端压力油作用下向右移动，直至移到右端。阀芯处于右位，压力油由油口P*1*D*B至活塞右腔，活塞左腔低压油甫油口A*C*O至油箱，实现活塞向左移动。由于在此过程中阀芯右端一直与回油口相通，因此阀芯一直保持在右位，从而可使活塞继续向左运动，直至运动到最左端。这样，通过液控油路使换向阀阀芯周而复始换向运动，实现了柱塞杆的自动往复运动。3.2气压往复泵的机动换向机构（a）为普通注浆泵的换向机构,实践表明它基本上能满足换向要求，

6、但使用中发现它磨损较大，容易失效，且推杆移动不平稳。为了找出原因，通过对其受力情况进行分析，求得PRi、R2Ri=（Q*推杆所受载荷Ri、R2*导轨两侧作用于推杆的总反力＞92摩擦角，为压力角P、Ri、R2均引起移动副摩擦磨损,使推杆运动不灵活，也就是此换向机构失效的原因，市此得出最佳受力情况为（a+9i）=0.若将拨杆制成曲面，推杆制成平面，变换成如（b）换向机构，即平底移动推杆盘形凸轮机构，若忽略高副接触的摩擦即9=0,虽然能满足a=0的条件，但对很多凸轮轮廓曲线，高副接触点与导轨间存在力臂，同样存在P、Ri、R2：因此找到使L恒等于零的轮廓曲线

7、变得十分必要。由于对心凸轮只有轮廓曲线为圆时才能满足L=0,而它不能实现推杆的位移。因此应从偏置凸轮机构着手研究，渐开线齿轮齿条机构在啮合传动时，受力方向始终保持不变并沿着啮合点的法线方向，当压力角为零度时，齿条移动方向与受力的轮廓曲线设计为渐开线，推杆为平底，偏置的偏心距为渐开线的基圆半径r/*则满足a和L恒为零，且P=Q,Ri=R2=0,推杆受力最佳，若拨杆以等角速度《转动，推杆以速度等速移动，故推杆移动平稳。4结论在液控换向机构中，通过控制油路来准确地改变换向阀阀芯两端的油压。若阀芯两端的油压相等，靠其两端的面积差使其换向运动；若阀芯两端的油压

8、不等，靠其两端的压力差使其换向运动。由此使阀芯周而复始的换向运动，实现了柱塞的自动往复运动。它作为BYZ-i