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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便(biàn)等(děng)優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單(dān)向閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形成密(mì)閉(bì)容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由(yóu)偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而且大(dà)多為定量泵。煤礦液壓(yā)支架(jià)係統中的乳化液泵一(yī)般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工(gōng)作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此(cǐ)容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之(zhī)後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液(yè)壓油箱(xiāng)的氣壓不足時就啟動機(jī)器,會對液(yè)壓(yā)泵內的滑靴造(zào)成拉脫現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的(de)非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配(pèi)流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障(zhàng)率高、效(xiào)率(lǜ)低等缺點。國際上70、80年代(dài)發展的(de)軸配流(liú)徑向柱塞泵克服了閥配流(liú)徑向柱塞泵的不足(zú)。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變(biàn)量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的(de)偏心(xīn)距實(shí)現的,而定於的更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大(dà)小不同(tóng)),變量(liàng)行程很短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液(yè)壓油箱(xiāng),在每次(cì)啟動機器後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力油的(de)。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強(qiáng),無需外力供(gòng)油(yóu)。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表性的結構形(xíng)式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的高效泵(bèng),隨著國產化的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方向(xiàng)與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸(zhóu) 通(tōng)過(guò)十字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置(zhì)的柱塞(sāi),通(tōng)過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的行程(chéng)為定於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進(jìn)出(chū)通(tōng)過(guò)泵體和配(pèi)流軸上(shàng)的流道,並由配(pèi)流(liú)軸上吸油口控(kòng)製(zhì),泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表(biǎo)麵所(suǒ)吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製(zhì)。支承驅動(dòng)軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)是利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞(sāi)作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得(dé)出下(xià)列結論
① 柱(zhù)塞(sāi)往複運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行(háng)程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴(chái)油機單缸功率範(fàn)圍(wéi)對供(gòng)油量的要求不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中心(xīn)距和結(jié)構型式為基礎,再(zài)分(fèn)別配(pèi)以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵(bèng),以(yǐ)滿足(zú)各(gè)種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和(hé)工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機(jī)構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊(xùn),具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連(lián)續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機(jī)械原理概述
柱塞泵柱塞(sāi)往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱(zhù)塞(sāi)每循環的供油量(liàng)大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不(bú)隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的(de)作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生(shēng)真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱(zhù)塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出(chū)油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱塞(sāi)泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排(pái)出(chū)。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先(xiān)把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到(dào)統一尺(chǐ)寸,再(zài)用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式(shì)的缸(gāng)體與(yǔ)銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標(biāo)鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱(zhù)塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液(yè)不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如(rú)果(guǒ)軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦(cā)副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸承的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表對(duì)換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實際壓力大於需(xū)要(yào)壓(yā)力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其(qí)工作壓力(lì)保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作(zuò),功耗不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢(yì)流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能(néng)變頻(pín)器(qì)後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓力,保持工作(zuò)壓力(lì)的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗(hào)。這種調節方式更大(dà) 優(yōu)點就是(shì)能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插(chā)人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞(sāi)套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的(de)吸力,放鬆(sōng)柱(zhù)塞立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。