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柱塞泵是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運(yùn)動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵具有(yǒu)額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量(liàng)和流量需(xū)要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要(yào)有偏心輪、柱(zhù)塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞(sāi)與缸(gāng)體(tǐ)孔之間形(xíng)成(chéng)密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出的油液體積(jī)稱(chēng)為排量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆(gǎn)滑(huá)塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液體的液壓泵。它們(men)也都采用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定(dìng)量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液壓支(zhī)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(dòng),實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與(yǔ)傳動軸平行的(de)柱塞在(zài)柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合(hé),因此容(róng)積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵(bèng)大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次(cì)啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可分(fèn)為(wéi)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(děng)缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱(zhù)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(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精(jīng)度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)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(wéi)高(gāo)壓操縱(zòng),由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
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,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力(lì)供(gòng)油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓(yā)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(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵(bèng)屬於一種新型(xíng)的技(jì)術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,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(de)徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴(xuē)緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑(huá)靴卡在(zài)行程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠(kào)離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定(dìng)於的偏心作用(yòng),柱(zhù)塞將作往複運動,它(tā)的行程(chéng)為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油(yóu)液的進出通過泵體(tǐ)和配(pèi)流(liú)軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)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(yú)柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)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(shàng)的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下(xià),迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油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(fù)運動(dòng)總行程(chéng)L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受(shòu)凸輪軸控製是(shì)可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻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(shí)刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列柱(zhù)塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油(yóu)機(jī)單缸功率範(fàn)圍(wéi)對供油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱塞式噴油泵的構造(zào)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(hé)泵體
為微處理器(qì)智能(néng)控製,液晶屏顯示(shì),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、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概(gài)述(shù)
柱(zhù)塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大(dà)小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製(zhì)是可變(biàn)的(de)。供油開始(shǐ)時(shí)刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動(dòng),從而完(wán)成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體(tǐ)油道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵(bèng)油室低(dī)壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要(yào)上行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個(gè)方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單向(xiàng)閥被打開,被吸(xī)入缸(gāng)內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)套的,可(kě)以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅(tóng)套,安裝方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,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)采用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵工程(chéng)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(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬(yìng)度耐磨合金粉(fěn)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泵檢查1-2次(cì),檢查液壓(yā)泵運轉聲響是否正常。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,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自(zì)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。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命(mìng)越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不能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(sāi)泵軸承的使用(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無(wú)法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變色,就(jiù)必(bì)須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的英文字母和型(xíng)號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家(jiā),原(yuán)規格的產品,如果更換(huàn)另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)持(chí)軸承的精度等級和載荷容量(liàng)。
當實(shí)際壓力大(dà)於需要壓力時,都(dōu)是(shì)通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流(liú)閥施放超出部分。而電機一直(zhí)處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不(bú)變。當采用溢(yì)流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵(bèng)存在無用功率,工作效率低(dī),若使用創傑(jié)節能變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能(néng)變(biàn)頻器本身自動調(diào)整(zhěng)工作壓力,保持工作壓力的(de)穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製(zhì),從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗(hào),節電(diàn)效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新品。
(2)檢(jiǎn)查柱塞副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜(xié)約60°,若柱塞能(néng)在自身作用下緩慢(màn)地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂端和(hé)側麵的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞,感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,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(xiàn)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(jiāng)出油閥輕輕向下壓,當手指離開出(chū)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(yīng)更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必(bì)須更換(huàn)控製套。