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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體(tǐ)中往複運動,使(shǐ)密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和(hé)流量調節方便(biàn)等優(yōu)點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程(chéng)機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱(zhù)塞泵(bèng)、臥式柱(zhù)塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱(chēng)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偏心軸(zhóu)直接推動(dòng)柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的(de)液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液(yè)壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶(dài)動活塞做往複(fù)運動(dòng),實現吸液和排(pái)液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)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(yǐ)達到很(hěn)高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和(hé)自吸油(yóu)型兩(liǎng)種(zhǒng)。壓力(lì)供油型液壓泵(bèng)大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱(xiāng)的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成(chéng)泵體內(nèi)回程板與壓(yā)板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流(liú)徑向柱塞泵克服了閥配流徑(jìng)向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵(bèng)結(jié)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、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵的(de)變量(liàng)是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏(piān)心距實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變(biàn)量行程(chéng)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(xiǎng)應速度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴(xuē)偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都(dōu)采用有氣(qì)壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
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;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷加快(kuài),徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵(bèng)應(yīng)用領域的重要組成(chéng)部分;徑(jìng)向柱塞(sāi)泵(bèng)是活塞或柱塞的往複運動方(fāng)向與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星(xīng)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的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著(zhe)偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個(gè)保持(chí)環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和(hé)液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於(yú)的偏(piān)心作用,柱塞將作(zuò)往複運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的徑向位置相對的(de)兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進出(chū)通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並(bìng)由配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生(shēng)的(de)液壓(yā)力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸承隻(zhī)起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱(zhù)塞泵(bèng)是利用與傳動軸平行的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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞(sāi)作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控(kòng)製是(shì)可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係(xì)列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱(zhù)塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根(gēn)據柴油機單(dān)缸功率範圍對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油(yóu)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(zhù)塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為(wéi)微(wēi)處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱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(měi)循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸(tū)輪(lún)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。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改(gǎi)變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上(shàng)、下往複(fù)運動(dòng),從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧(huáng)力的作用下,柱塞向下(xià)運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的(de)進油孔打開(kāi)後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),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(yóu)路便與柱塞頭部的(de)中孔和徑(jìng)向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油(yóu)。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始(shǐ)了(le)下(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹(shào),一個(gè)柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運(yùn)動(dòng)時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運(yùn)動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機(jī)械使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整(zhěng)到統一尺寸(cùn),再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三(sān)種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,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;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方(fāng)式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工(gōng)或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標(biāo)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(jì)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:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗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(jī)械維護
采用補油(yóu)泵供油(yóu)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(yùn)轉聲(shēng)響是否正常。如發現(xiàn)液壓(yā)缸速度下降(jiàng)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(xiàn)象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓(yā)油的(de)清(qīng)潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液壓泵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,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專(zhuān)業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。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(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品,如果更換另(lìng)一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥(fá)來調節(jiē),使其工(gōng)作(zuò)壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而(ér)造(zào)成柱塞(sāi)泵存在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通過(guò)節能變頻(pín)器本身自動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備(bèi)的壓力。實現自動化控製,從而節(jiē)省能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低(dī)柱塞泵的運行(háng)能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞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。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手(shǒu)指(zhǐ)堵住柱塞頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)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。用手指堵住出(chū)油(yóu)閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓(yā),當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準間隙為0~0.03mm,如超過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(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。