柱塞泵运转中的惯性力及其运作部件

在高压对置式柱塞泵中，柱塞泵通过曲柄滑块机构将旋转机械能转化为排出液体的动能，因此，运转部件自身的重力比曲轴、连杆和柱塞在高速高压下受到的液体压力小，在总的受力中只占很小的一部分。因此，在分析驱动荷载时，在误差允许的范围内，通常将质心置于便于计算的位置点。

当物体的速度发生变化时，物体会有一种力维持该物体保持前一刻的运动状态，这种力称为物体的惯性力。惯性力的大小与运动部件的自重及该物体的加速度相关，与外部荷载无关。做简单往复直线运动的活塞－十字头和做匀速圆周运动的曲轴，其惯性力是容易计算的；而做平面刚体运动的柱塞泵连杆是两种运动的复合，所以，在计算连杆的惯性力时，一般采用质量替代系统来简化计算，即将连杆质量分为两个集中质量分别置于连杆大端中心（即与曲柄端点重合）和连杆小端中心（即与十字头重合），这样曲柄端点和十字头处的加速度已知，惯性力容易计算。这样替代应满足的条件是：柱塞泵的连杆的总质量不变、连杆质心点位置不变、转动惯量不变。根据前两个条件得到：

式中，ma 为换算到连杆大端的质量，kg；

　　　mb 为换算到连杆小端的质量，kg；

　　　m连杆为连杆的质量，kg；(www.xing528.com)

　　　l 为连杆的长度，m；

　　　lc 为连杆重心到连杆大端的距离，m。

根据式（10－14）对运动质量的换算，则柱塞泵曲柄滑块机构经过质量替换以后的转动惯量为：

柱塞泵在运转过程中产生的所有惯性力将最终传递并叠加到柱塞泵外壳的底座和轴承座的作用力中，除了不同缸体之间的惯性力可能彼此抵消外，传动端不可能有其他与之平衡的力，因此，未能相互平衡彼此惯性力和惯性力矩是引起柱塞泵扰力的主要原因，也是设备基础产生振动的原因之一。