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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積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(lǜ)高和流量(liàng)調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積(jī)。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向(xiàng)上運動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為(wéi)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直接推動柱塞做(zuò)往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作原理(lǐ)靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向(xiàng)與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵(bèng)利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓(yā)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(huì)對液壓泵內的(de)滑(huá)靴造成拉脫現象,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(lǜ)高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結構上(shàng)的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量(liàng)行程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞(sāi)和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於(yú)的更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直(zhí)軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為(wéi)壓力供油型的自吸油型兩種。壓(yā)力供(gòng)油型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的(de)油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的(de)自吸油(yóu)能力很(hěn)強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一(yī)種(zhǒng)新型的技術(shù)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(yīng)用領域的重要組成(chéng)部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與(yǔ)驅動(dòng)軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其(qí)它橫向作用(yòng)力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過靜壓(yā)平衡的(de)滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸(jiǎo)相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)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(tǐ)上的徑向位置相對(duì)的兩(liǎng)個柱塞來調節(jiē)。油液的進出(chū)通過泵體和配(pèi)流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦(cā)副(fù)的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成(chéng)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。液壓係統中:軸(zhóu)向柱塞泵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(de)容積變(biàn)化來進行工作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零(líng)件,加工時可以達到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)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,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供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時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據(jù)柴油機單缸功(gōng)率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需(xū)要。國產係列噴油泵的工作原理(lǐ)和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶屏(píng)顯(xiǎn)示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點(diǎn)。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需(xū)要連續(xù)恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行(háng)程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量(liàng)大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供油開始(shǐ)時刻(kè)不(bú)隨供油行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時(shí)刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈(dàn)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(yóu)過程可分為(wéi)以下兩個階段。
2、進油過程
當凸(tū)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(bù)空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程(chéng)
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞(sāi)上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,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。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時(shí)一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將(jiāng)液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液(yè)體(tǐ)被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三(sān)種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過(guò)盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套(tào),安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(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;
(d)激光熔(róng)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3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液(yè)壓泵運轉聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間隙(xì)是否過大(dà)。對於自吸(xī)油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最(zuì)重要(yào)的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液壓泵內部(bù)三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱(zhù)塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓泵製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值(zhí)就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀器(qì)是無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格(gé)的產品,如果更換另一種品牌,應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(děng)級(jí)和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全速(sù)運行反(fǎn)複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘(yú)量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身(shēn)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。實現自動化控製,從而節省(shěng)能耗。這種調節方(fāng)式更大(dà) 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達(dá)30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)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(yuē)60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下緩(huǎn)慢地下滑(huá)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(zhǐ)堵住柱塞頂端和側(cè)麵的進油(yóu)口。用另一隻手拉出(chū)柱(zhù)塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即(jí)縮(suō)回原位(wèi),表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應(yīng)予以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住出(chū)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時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應(yīng)更換出(chū)油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱(zhù)體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹(āo)槽之間(jiān)的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如(rú)超過0.12mm,必須更換控製套。