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柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内往复运动时密封工作腔的容积变化来实现其功能的。由于柱塞和缸体内孔均为圆柱表面, 容易得到高精度的配合, 而且具有泄漏小、容积效率高、可在高压下工作等优点, 因而得到了广泛的应用。随着现代化技术的发展和自动化水平的提高, 柱塞泵缸体的密封问题也越来越受到人们的重视。然而， 与其他新型专利产品一样也有一个不断改进和完善的过程。 高压往复式柱塞泵在一年半的试运行中各项技术指标基本达到设计要求， 只有泵头密封存在运行几百小时后就出现渗漏现象。这样使得仪器的操作不够灵活, 消耗和磨损比较严重, 大大降低了工作效率。 针对上述问题我了解了关于改进高压往复式柱塞泵密封结构的分析和研究。 并根据所学的知识， 查阅了国内外大量有关密封结构的资料。 对泵头的密封形式、 泵的运动特点、 传动的受力状态重新进行设计校核和试验。设计出一种新型的密封结构。设计的结构有效地减少了对密封件的磨损 , 延长了密封件的使用寿命 , 提高了高压密封仪器的性能和工作效率。
1.柱塞泵
1.1柱塞泵介绍
柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。[1]
1.2柱塞泵的工作原理
柱塞泵是依靠柱塞在缸体内往复运动使其工作腔发生容积变化来实现流体的吸入和排出的。柱塞泵是一种容积式泵，其结构特点决定了该泵的高压特性。[2]
1.3柱塞泵发展趋势
柱塞泵是一种典型的容积式水力机械，由原动机驱动，把输入的机械能转换成为液体的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压系统的动力源，由于它能在高压下输送液体，因此在工业生产和日常生活中的各个行业都得到广泛的应用。[3]
1.4 柱塞缸密封要求
现有柱塞缸密封系统的结构，主要由柱塞、防尘圈、导向环、O 形密封圈、柱塞座等组成。主要是依靠O 形密封圈来实现系统的密封。[4]
柱塞泵所处的工作环境恶劣，高压高温，温度高达40 ℃左右，运行时间长，对柱塞缸密封材料提出了严格的要求:
( 1 ) 材料密实，压缩性和复原性好，永久变形小;
( 2 ) 温度适应好，高温下不软化、不分解，低温下不硬化，不脆裂;
( 3 ) 摩擦因数小，耐磨性好，抗腐蚀性能好，长期工作时其体积和硬度变化小;
( 4 ) 与密封面贴合的柔软性和弹性好。
1.5 柱塞泵密封改进
图1.1.1 solidworks做的柱塞泵模型
图1.1.2 柱塞泵密封结构装配视频 图1.1.3 柱塞泵密封结构装配图
1.5.1 密封结构改进方案
根据试验的要求和仪器的现状, 本文对柱塞泵的密封结构进行了改进, 改进后的结构如图1.5.1所示。通过改进前与后对比, 后做的改进如下:
(1) 撤下了泵筒内部的O形圈, 扩充了其空间,并采用聚四氟乙烯圈和台阶形压套的结构填充。
(2) 改变了O形圈与聚四氟乙烯圈的接触状态,而采用3个内嵌O形圈的压套并隔开O形圈的形式进行替换。
1.柱塞杆 2.液压缸体 3.聚四氟乙烯填料圈
4.O型圈 5.压套 6.压盖