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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置。它(tā)依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封(fēng)工作容腔的(de)容積(jī)發生變化來實現吸油、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。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液(yè)壓機、工程機械和船舶中。
機械(xiè)分類(lèi):
柱塞泵(bèng)一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運(yùn)動吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體(tǐ)積(jī)稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式(shì)柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並(bìng)列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接推(tuī)動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也(yě)都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的(de)乳化液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動(dòng),實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞(sāi)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(zhù)塞(sāi)孔都是圓形零件,可(kě)以達到很高的精度配合,因此(cǐ)容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸(zhóu)斜盤(pán)式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之(zhī)後,必須等液壓油(yóu)箱達到(dào)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(qǐ)動機器(qì),會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效(xiào)率低等缺點。國際上70、80年代(dài)發展的(de)軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製(zhì)精(jīng)度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用(yòng)下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不(bú)同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設(shè)計(jì)克(kè)服(fú)了如(rú)軸向(xiàng)柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題。使其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型(xíng)的自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油(yóu)型液壓泵(bèng)大都采用有氣壓的油箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸油型(xíng)液壓泵的自(zì)吸油能力很(hěn)強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技(jì)術含量比較高的(de)高效泵,隨著國產化的(de)不斷(duàn)加(jiā)快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往(wǎng)複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭(niǔ)矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其(qí)它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜壓(yā)平衡的滑靴緊貼著(zhe)偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在(zài)行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的(de)偏心作(zuò)用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置相對的(de)兩個柱(zhù)塞來調節(jiē)。油液的進出通過泵體(tǐ)和配流軸上(shàng)的流道,並由(yóu)配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡壓(yā)力(lì)補償(cháng)方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用,不受其他外(wài)力的(de)作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由(yóu)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的精度配合;
三、工作階段
工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱(zhù)塞(sāi)往複運(yùn)動(dòng)總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國(guó)產係列柱塞式噴(pēn)油泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基(jī)礎,再分(fèn)別(bié)配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在(zài)一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油(yóu)機(jī)的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,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(liàng)調節機構(gòu)、傳動(dòng)機構和泵體
為微處(chù)理器智能控製,液晶屏顯示(shì),可與電(diàn)腦進行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上(shàng)行業(yè)需要連續(xù)恒壓(yā)、恒流輸送液體的要求(qiú)。
1、機械原理(lǐ)概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過(guò)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(shàng)部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的(de)進油孔打(dǎ)開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供(gòng)油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相(xiàng)通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下(xià)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,並且方向相反,柱塞(sāi)向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時(shí),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(le)連續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅(tóng)套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或(huò)銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂(lè)泰膠(jiāo)粘著裝配,這咱方法要(yào)求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(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塞泵,使用(yòng)3000h後,操作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(cháng)。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有刮傷現象,內(nèi)齒輪泵間隙是否過大。對於(yú)自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限(xiàn),要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的(de)部件是軸(zhóu)承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保(bǎo)證液壓(yā)泵內部三對磨擦(cā)副的正常(cháng)間隙,同時也會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據(jù)液壓泵(bèng)製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意(yì)原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(de)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)表對換,目的是(shì)保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥(fá)施放超出部分。而(ér)電機一直(zhí)處(chù)於全速運行反(fǎn)複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後,溢流(liú)閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工(gōng)作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設(shè)備的壓(yā)力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端(duān)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滑為(wéi)配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)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(dà)的吸力,放鬆柱(zhù)塞(sāi)立即縮(suō)回原位,表(biǎo)明柱塞副密封(fēng)良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)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)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔(kǒng),用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)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(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵(bèng)體和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)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(zhì)套。