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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝(zhuāng)置。它依靠柱(zhù)塞在缸體中往複運(yùn)動(dòng),使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構(gòu)緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要(yào)調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工(gōng)程機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量(liàng)隻(zhī)與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接推動柱塞做(zuò)往複運動,實現吸、排(pái)液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化(huà)來(lái)進行工作的。由於(yú)柱塞和(hé)柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為(wéi)壓(yā)力供油型和自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓(yā)泵大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在(zài)每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油(yóu)箱的氣(qì)壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類。閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)克服(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命(mìng)長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設(shè)計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油(yóu)型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞(sāi)泵是活(huó)塞或(huò)柱(zhù)塞的往複運動方向(xiàng)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(guò)十(shí)字聯軸器(qì) 傳遞給(gěi)星形(xíng)的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於(yú)轉(zhuǎn)子中的(de)徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和(hé)液壓(yā)力壓(yā)在定於內(nèi)表麵上(shàng)。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的(de)偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的行程為定於偏心距的(de)2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進出(chū)通過泵體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開環控製。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸(zhóu)向柱塞泵是利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加(jiā)工時可以達到很高的精(jīng)度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油(yóu)任務,泵(bèng)油(yóu)過程可分為以下三個階(jiē)段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程(chéng)L是(shì)不變的(de),由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油(yóu)開始(shǐ)時刻不隨(suí)供油行程的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要(yào)求不同,以(yǐ)柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基(jī)本(běn)相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力(lì)穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機(jī)械原理概述
柱塞泵柱塞往複運(yùn)動總行(háng)程(chéng)L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受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(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油(yóu)量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵(bèng)油過程可(kě)分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵(bèng)油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的(de)進油孔打開後,充(chōng)滿在油泵(bèng)上體油道內的柴(chái)油(yóu)經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供(gòng)油,當(dāng)上行到柱塞(sāi)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柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉(bì),停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個(gè)循(xún)環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這時(shí)一個單向閥(fá)打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使(shǐ)用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,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(yòng)1000#以(yǐ)上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方(fāng)法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套(tào)低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐(zuò)標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電(diàn)弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
采用補(bǔ)油泵供油的柱塞泵(bèng),使用(yòng)3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲(shēng)響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否(fǒu)有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液不得低於油標下限,要(yào)保持(chí)足夠數量的液壓油。液壓(yā)油(yóu)的清潔度越(yuè)高(gāo),液壓(yā)泵的使用壽命(mìng)越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸(zhóu)承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各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(guò)此(cǐ)值就需要更(gèng)換(huàn)新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無(wú)法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就(jiù)必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另(lìng)一(yī)種品牌,應請教(jiāo)對軸(zhóu)承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度(dù)等級和載(zǎi)荷容量。
當(dāng)實際壓力大於(yú)需要壓力時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持(chí)穩定讓溢流(liú)閥施放超出部分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力(lì)和流(liú)量時(shí),有部分的餘量(liàng)溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節(jiē)能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節(jiē)省能耗。這種(zhǒng)調節(jiē)方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜(xié)約(yuē)60°,若柱塞能在自(zì)身作(zuò)用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞(sāi)副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當手指離開出油閥上(shàng)端時,它能(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(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。