淺析基于二次增力機構的高壓小流量手動液壓泵

潘豪

高壓小流量手動液壓泵是當前野外無電源條件下進行大設備安裝調試的重要組成工具，也可以作為螺紋緊固件的拉緊設備，同時還可以作為千斤頂的動力源、液壓調整器的動力源等。高壓小流量手動液壓泵以其安全性高、可靠性強、方便性好、操作簡單、體積較小且壓力較高等特點，在機械工業中廣泛使用。對于每一個手動液壓泵來說，隨著負載的不斷升高，其工作壓力甚至可以達到70～100 MPa，此時對其進行操作的手柄上會需要更大的操作力，對勞動者的勞動強度提出了更高的要求。本文中，筆者提出一種鉸桿-杠桿的串聯設計，形成二次增力機構，以縮減操作手柄上需要的力量，提升了同等情況下操作手柄的輸出能力，對勞動者勞動強度的減少有很大幫助。

1 高壓小流量手動液壓泵的工作原理

常見的高壓小流量手動液壓泵是由油箱、組合閥和軸向柱塞泵，在結構上看可以分為兩種，即雙級和單級結構，其集成度較高，所有部件均集中在一個構建上。具體如圖1所示。

圖1所示的就是單級柱塞泵的結構原理，在手柄1運動的帶動下，柱塞腔的容積變大，油液在單向閥和過濾器的引導下進入柱塞缸2的下腔，之后在手柄1向下運動的帶動下，柱塞缸2向系統供油，溢流閥設定了手動泵的最高工作壓，6為卸荷閥。

圖2所示的雙級增壓缸式泵中，9為手柄，在手柄運動過程中油液經單向閥和過濾器進入A、B腔，下壓時區分高低壓工作狀態，手動泵在不同壓力工作狀態下油流量隨著變化，這一結構對低壓大流量和高壓小流量都有著很好的適應能力。雙級手動液壓泵在恒定功率下，能夠對雙泵供油實現高壓小流量和低壓大流量的兩種不同工作狀態，對系統地工作要求滿足較好，同時在工作效率提升和工作時間節省方面有較大的優越性。

2 杠桿-鉸桿串聯的二次增力機構

當手動液壓泵處在高壓工作狀態時，在減少勞動者工作強度和手柄操作力的目的下，可以在手柄和柱塞泵之間設置二次增力機構，通過鉸桿-杠桿的串聯達到相應的二次增力效果。具體工作原理如圖3所示。

當操作者在手柄上施力FO時，機構通過手動液壓泵的柱塞泵將Fi力量輸出，二次增力機構中進行了三次放大。

整個增力機構的放大效果為：

整個增力機構的理論輸出力為：

從這兩組結果中能夠發現，如果a1和a2較小，其整體的放大倍數可能達到60倍，效果顯著。

3 帶二次增力機構的高壓小流量手動液壓泵

將上述的二次增利機構運用在高壓小流量手動液壓泵上便得到如圖4。

如圖4所示，在對卸荷閥進行關閉之后，通過要動手兵可以將壓力油在高壓軟管上進行輸送，完成千斤頂或其他元件的作業。打開卸荷閥便能夠實現系統的卸載。在卸載時應當做到緩慢旋轉卸荷閥開關，觀察壓力表，以免卸荷過快造成的對壓力表的沖擊至其損壞。

對于單級柱塞式手動液壓泵，盡管說結構相對簡單，但是對低壓大流量的要求難以滿足，因此在使用中往往采用效率更高的雙泵供油手動液壓泵。特別是在加入了二次增力機構之后，對其的操作更是減小了勞動者的強度，在減少投入的情況下提高了整體的工作效率。

4 結語

高壓小流量手動液壓泵是日常生活和工業生產中常用的液壓動力源，有著廣泛的應用環境，對鉸桿-杠桿的二次增力機構研究能夠有效的改善手動液壓泵的使用效果，減少勞動投入和勞動強度，提升工作效率，具有重要意義。

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