潘豪

高壓小流量手動液壓泵是當(dāng)前野外無電源條件下進(jìn)行大設(shè)備安裝調(diào)試的重要組成工具，也可以作為螺紋緊固件的拉緊設(shè)備，同時還可以作為千斤頂?shù)膭恿υ?、液壓調(diào)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(qiáng)、方便性好、操作簡單、體積較小且壓力較高等特點(diǎn)，在機(jī)械工業(yè)中廣泛使用。對于每一個手動液壓泵來說，隨著負(fù)載的不斷升高，其工作壓力甚至可以達(dá)到70～100 MPa，此時對其進(jìn)行操作的手柄上會需要更大的操作力，對勞動者的勞動強(qiáng)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(lián)設(shè)計(jì)，形成二次增力機(jī)構(gòu)，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(qiáng)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(jié)構(gòu)上看可以分為兩種，即雙級和單級結(jié)構(gòu)，其集成度較高，所有部件均集中在一個構(gòu)建上。具體如圖1所示。

圖1所示的就是單級柱塞泵的結(jié)構(gòu)原理，在手柄1運(yùn)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(dǎo)下進(jìn)入柱塞缸2的下腔，之后在手柄1向下運(yùn)動的帶動下，柱塞缸2向系統(tǒng)供油，溢流閥設(shè)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(yùn)動過程中油液經(jīng)單向閥和過濾器進(jìn)入A、B腔，下壓時區(qū)分高低壓工作狀態(tài)，手動泵在不同壓力工作狀態(tài)下油流量隨著變化，這一結(jié)構(gòu)對低壓大流量和高壓小流量都有著很好的適應(yīng)能力。雙級手動液壓泵在恒定功率下，能夠?qū)﹄p泵供油實(shí)現(xiàn)高壓小流量和低壓大流量的兩種不同工作狀態(tài)，對系統(tǒng)地工作要求滿足較好，同時在工作效率提升和工作時間節(jié)省方面有較大的優(yōu)越性。

2 杠桿-鉸桿串聯(lián)的二次增力機(jī)構(gòu)

當(dāng)手動液壓泵處在高壓工作狀態(tài)時，在減少勞動者工作強(qiáng)度和手柄操作力的目的下，可以在手柄和柱塞泵之間設(shè)置二次增力機(jī)構(gòu)，通過鉸桿-杠桿的串聯(lián)達(dá)到相應(yīng)的二次增力效果。具體工作原理如圖3所示。

當(dāng)操作者在手柄上施力FO時，機(jī)構(gòu)通過手動液壓泵的柱塞泵將Fi力量輸出，二次增力機(jī)構(gòu)中進(jìn)行了三次放大。

整個增力機(jī)構(gòu)的放大效果為：

整個增力機(jī)構(gòu)的理論輸出力為：

從這兩組結(jié)果中能夠發(fā)現(xiàn)，如果a1和a2較小，其整體的放大倍數(shù)可能達(dá)到60倍，效果顯著。

3 帶二次增力機(jī)構(gòu)的高壓小流量手動液壓泵

將上述的二次增利機(jī)構(gòu)運(yùn)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(jìn)行關(guān)閉之后，通過要動手兵可以將壓力油在高壓軟管上進(jìn)行輸送，完成千斤頂或其他元件的作業(yè)。打開卸荷閥便能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的卸載。在卸載時應(yīng)當(dāng)做到緩慢旋轉(zhuǎn)卸荷閥開關(guān)，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(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)之后，對其的操作更是減小了勞動者的強(qiáng)度，在減少投入的情況下提高了整體的工作效率。

4 結(jié)語

高壓小流量手動液壓泵是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中常用的液壓動力源，有著廣泛的應(yīng)用環(huán)境，對鉸桿-杠桿的二次增力機(jī)構(gòu)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(qiáng)度，提升工作效率，具有重要意義。

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