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柱塞(sāi)泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被(bèi)廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑(jìng)向(xiàng)柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪(lún)、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往(wǎng)複運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)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偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大(dà)多為定量泵。煤礦液(yè)壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液(yè)泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸(xī)液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容(róng)積變化來進行工作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達到很(hěn)高的精(jīng)度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油(yóu)型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣壓(yā)的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的(de)氣壓不足時就啟動機(jī)器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的(de)非正常(cháng)磨(mó)損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流(liú)徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流(liú)徑向柱塞泵比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用(yòng)下,改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大(dà) 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不(bú)同),變量行程很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題(tí)。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直(zhí)軸斜(xié)盤式(shì)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(dà)都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力(lì)供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞泵分(fèn)為兩種(zhǒng)有代表性的(de)結構形(xíng)式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱塞(sāi)泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用(yòng)領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運(yùn)動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環(huán)將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將作(zuò)往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵(bèng)體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外(wài)力的作用(yòng)。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在(zài)柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來(lái)進行工作的。由(yóu)於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,加工時(shí)可以(yǐ)達到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完(wán)成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下(xià)三(sān)個階段(duàn)。結論(lùn):通過上述討論,得出下(xià)列(liè)結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而(ér)變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式(shì)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。係列化是根據柴油(yóu)機單缸功率(lǜ)範圍對供(gòng)油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足各種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由四大(dà)部(bù)分組(zǔ)成:分泵、油量(liàng)調節機構、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能控製,液(yè)晶屏(píng)顯示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有(yǒu)工作壓(yā)力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸(tū)輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內(nèi)的柴油(yóu)經油孔(kǒng)進入泵(bèng)油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭部的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油(yóu)壓(yā)驟然下降,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下(xià)迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱(zhù)塞又下行(háng)。此時便開始(shǐ)了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個方向運動(dòng)時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。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(zhuāng)銅套的,可以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著(zhe)裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工(gōng)螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如(rú)下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用(yòng)“表麵工程技(jì)術(shù)”,方法(fǎ)如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬(yìng)鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉(fěn)末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱(zhù)塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運(yùn)轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度(dù)下降或悶車時,就應該對(duì)補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於(yú)油標下限,要保持足夠數量的液壓油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命(mìng)越長(zhǎng)。
柱塞泵最(zuì)重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液(yè)壓(yā)泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽命。據液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸承的平均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)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,如發現滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應注意原軸承的英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采用大載(zǎi)荷容(róng)量軸承(chéng),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表對換,目的是保持軸承的精度等級和載(zǎi)荷容量。
當實際(jì)壓(yā)力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑(jié)節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻(pín)器本身自動調整工(gōng)作壓力,保(bǎo)持工作(zuò)壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住柱塞套(tào),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,放鬆柱塞立即縮(suō)回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨(mó)損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它(tā)能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺(tǐng)柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(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。