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柱塞泵(bèng)是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封(fēng)工作容腔的容積發生變化來實(shí)現(xiàn)吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調(diào)節(jiē)方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機(jī)械和船舶中。
機械分(fèn)類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)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、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參數有關。
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(ān)裝(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞做往(wǎng)複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵。煤(méi)礦液壓(yā)支架係統(tǒng)中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)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複運動,實現吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活(huó)塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變(biàn)化來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓(yā)力供(gòng)油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在(zài)每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能(néng)操(cāo)作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的(de)滑靴造成拉脫(tuō)現象,會造成泵(bèng)體內回程板與壓板的非正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸(zhóu)配流兩大類。閥配(pèi)流(liú)徑向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸(zhóu)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(bèng)結構上的(de)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、控製精度高。變量行程短泵的(de)變量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏(piān)心距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量大小不(bú)同),變(biàn)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(yīng)速度快(kuài)。徑向(xiàng)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)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。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采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵(bèng)本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸(xī)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(de)軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱(zhù)塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動(dòng)方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴(xuē)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上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的(de)徑向位置相對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通過泵體和(hé)配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓(yā)力被靜(jìng)壓平(píng)衡的表麵所(suǒ)吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行(háng)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(shì)圓(yuán)形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三個階段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結(jié)論
① 柱(zhù)塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的(de)升程(chéng)決(jué)定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小(xiǎo)取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改(gǎi)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(zhù)塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,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,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油(yóu)泵(bèng)的工作原(yuán)理和結構型式基本相同(tóng),以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴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
為微處理(lǐ)器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫(yī)藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上(shàng)行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。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。供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化(huà)。轉動(dòng)柱塞可改變(biàn)供油終(zhōng)了時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套(tào)上的進(jìn)油(yóu)孔打開後,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
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(xiàng)通時,泵油室(shì)低壓油路便與柱塞(sāi)頭部的中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上(shàng)行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行(háng)。此(cǐ)時(shí)便開始了下一個循(xún)環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱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(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮(suō)後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種(zhǒng)工作方式連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采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#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,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)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒(shāo)結合方(fāng)式(shì)的缸(gāng)體與銅(tóng)套,安裝(zhuāng)方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複(fù)缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸(gāng)體(tǐ)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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體(tǐ)耐磨(mó)材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱(zhù)塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用(yòng)補油泵供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每(měi)日(rì)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降(jiàng)或悶車時(shí),就應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮(guā)傷現象,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(nèi)的油(yóu)液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液(yè)壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要(yào)的部件是軸(zhóu)承,如果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓(yā)泵內部三對(duì)磨擦(cā)副的正常(cháng)間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽(shòu)命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀器(qì)是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的,隻能采用目(mù)測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必(bì)須更(gèng)換。在更換(huàn)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,購買原廠家,原規格的產品(pǐn),如果(guǒ)更換另一種品(pǐn)牌(pái),應請教對軸承有經驗的(de)人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的(de)精(jīng)度等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大於需要(yào)壓力(lì)時,都是通過溢流(liú)閥來(lái)調節,使其(qí)工作壓(yā)力保持穩(wěn)定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,功耗不變。當采用溢流來(lái)調(diào)節壓力和流量時(shí),有部分(fèn)的餘量溢流(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(ruò)使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節(jiē)能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更(gèng)大 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗(hào),節電效果可達(dá)30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況(kuàng)。將柱(zhù)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(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮(suō)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(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一手指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位(wèi),表明出油閥副密封(fēng)良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)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(kòng)製(zhì)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。