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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體(tǐ)中往複運(yùn)動,使(shǐ)密封工作容腔的容積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方(fāng)便等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調(diào)節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵和(hé)徑向柱塞(sāi)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(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)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(pái)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(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接(jiē)推動(dòng)柱塞做(zuò)往複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳(rǔ)化液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞(sāi)做往(wǎng)複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(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來進行工作(zuò)的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都(dōu)是(shì)圓形零件,可以達到很(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(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型(xíng)液壓泵大都是采用有(yǒu)氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器(qì),會對液壓泵內(nèi)的滑靴造成拉(lā)脫現(xiàn)象,會造成(chéng)泵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配(pèi)流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率(lǜ)低等缺點。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流(liú)徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵的不(bú)足。由於徑(jìng)向泵(bèng)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、壽命長、控(kòng)製精度高。變量(liàng)行程短(duǎn)泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程(chéng)很短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服(fú)了(le)如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)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,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)的自吸油(yóu)型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的(de)油箱,也有液壓泵(bèng)本身帶有補油(yóu)分泵向液壓泵(bèng)進油口提供壓力(lì)油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞(sāi)泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵(bèng)屬於一(yī)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(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其(qí)它橫(héng)向作用力。轉(zhuǎn)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。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵上(shàng)。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為定於(yú)偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的徑向(xiàng)位置相對的兩個柱(zhù)塞(sāi)來調節。油液(yè)的(de)進出通(tōng)過泵體和配流軸(zhóu)上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的(de)液壓(yā)力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓(yā)力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的軸(zhóu)承隻起支承作用,不(bú)受(shòu)其他外(wài)力的作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了(le)時刻(kè),從而(ér)改變(biàn)供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係(xì)列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍(wéi)對(duì)供油量的要求不同,以柱塞行(háng)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(zhù)塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以(yǐ)滿(mǎn)足各種柴油機的(de)需要。國產(chǎn)係列(liè)噴油泵的工作原理和結(jié)構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞(sāi)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(lǐ)器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定(dìng)。柱塞每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可(kě)分為以(yǐ)下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力(lì)的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)油室)產(chǎn)生真空度(dù),當柱塞上端麵(miàn)把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞(sāi)運(yùn)動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供邊)與套(tào)筒(tǒng)上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱塞頭部的中(zhōng)孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞(sāi)向(xiàng)一個方向運動時缸內(nèi)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連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可(kě)以采用(yòng)更換銅套(tào)的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫(wēn)熱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(cáo);
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手(shǒu)工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐(nài)磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光(guāng)熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)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3000h後,操作人員每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲(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(bèng)解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵(bèng)間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得(dé)低於油標下限,要保持足夠數量的(de)液壓油(yóu)。液壓油(yóu)的清潔(jié)度越(yuè)高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能保證液壓泵內部(bù)三對磨擦(cā)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(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承的平(píng)均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無(wú)法檢(jiǎn)測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在(zài)更換軸承時,應注意原軸承的(de)英文(wén)字母(mǔ)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,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經驗的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時(shí),都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來(lái)調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存(cún)在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤(zōng)設(shè)備(bèi)的壓力。實現自動化控製,從而節省(shěng)能耗。這種調節方(fāng)式更大 優點就是能(néng)降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達(dá)30%以(yǐ)上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若(ruò)柱(zhù)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(mì)封性。用手(shǒu)握(wò)住(zhù)柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉(lā)出柱塞(sāi),感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原(yuán)位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶(dài)是(shì)否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自(zì)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。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間(jiān)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(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。