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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於(yú)高(gāo)壓、大流量和(hé)流量需要調(diào)節的場合,諸如液壓機(jī)、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、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
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(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一(yī)轉,柱(zhù)塞上下往(wǎng)複運動一次,向下運(yùn)動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的(de)油(yóu)液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一(yī)般(bān)為(wéi)3個(gè)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(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用(yòng)閥(fá)式配流裝置,而且大多為定(dìng)量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支架(jià)提供(gòng)乳化液,工作(zuò)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(zhóu)向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向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生的容積變化來進行工作(zuò)的(de)。由於柱塞和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓(yā)的油箱(xiāng),靠氣(qì)壓供油(yóu)的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板(bǎn)與壓板的(de)非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向(xiàng)柱塞泵克服了(le)閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵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(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變(biàn)量(liàng)機構設計(jì)為(wéi)高壓操縱(zòng),由控製閥進行(háng)控製。故(gù)該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏(piān)磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器後(hòu),必須等(děng)液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的(de)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(biǎo)性的結構形(xíng)式(shì)的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快(kuài),徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受(shòu)其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於(yú)轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程定子。柱(zhù)塞與(yǔ)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(lí)心(xīn)力和液壓力壓在定於(yú)內表麵(miàn)上。當轉子轉動時(shí),由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油(yóu)液的進出(chū)通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成了開(kāi)環控(kòng)製。支承驅動軸的軸(zhóu)承(chéng)隻(zhī)起(qǐ)支承作用,不受(shòu)其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三(sān)、工(gōng)作階段
工(gōng)作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,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(shēng)程決定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時(shí)刻,從而(ér)改變供油量。
四(sì)、 國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號等(děng)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不(bú)同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式(shì)為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在(zài)一個工作循環內供油量不等的(de)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和(hé)結構型式基(jī)本相同,以(yǐ)A型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(sì)大(dà)部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦進行通訊(xùn),具(jù)有工作壓力(lì)穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業(yè)需要連續恒壓(yā)、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量(liàng)大小(xiǎo)取決(jué)於供油行程,供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可(kě)變的(de)。供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上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(chéng)泵油(yóu)任務,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(sāi)向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞(sāi)上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油(yóu)道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱(zhù)塞向上供油,當上行(háng)到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭(tóu)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(yòng)下迅速(sù)關閉,停止供油。此後(hòu)柱塞(sāi)還要上行,當凸輪(lún)的(de)凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞(sāi)又(yòu)下行。此時便開(kāi)始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,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(zuò)方式連續運(yùn)動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)套的(de),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(fāng)法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采(cǎi)有樂(lè)泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗(tú)樂(lè)泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或(huò)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(jiǎo)刀修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每日需對(duì)柱塞泵檢(jiǎn)查(chá)1-2次(cì),檢(jiǎn)查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象(xiàng),內齒輪(lún)泵間隙是否過大(dà)。對(duì)於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內(nèi)的油液不得低於油標下限,要保持(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽(shòu)命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙(xì),同時也(yě)會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表(biǎo)麵有劃(huá)痕或變色,就必(bì)須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字(zì)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,原規格的產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥(fá)來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超出(chū)部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調(diào)節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥(fá)可定它封閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能(néng)耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)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(tóu)插人柱(zhù)塞套(tào)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(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手(shǒu)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,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即(jí)縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減(jiǎn)壓環(huán)帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必(bì)要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況。用(yòng)手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應(yīng)為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。