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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置(zhì)。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現吸油(yóu)、壓油(yóu)。柱塞泵具(jù)有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩(liǎng)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(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有(yǒu)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(gè))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往複運動,實現吸(xī)、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複運(yùn)動,實現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式(shì)
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸(zhóu)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(suǒ)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(jiàn),可以達到很高的(de)精度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後(hòu),必須等液壓油箱達到使(shǐ)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(yā)泵內的滑靴造成拉脫現象,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(zhù)塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)的不足。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精(jīng)度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和限位(wèi)柱塞作(zuò)用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據(jù)排量大小(xiǎo)不同),變量行(háng)程很短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱,由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式(shì)
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的(de)液壓(yā)油(yóu)箱,在每次啟動機器後,必須(xū)等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油(yóu)箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補油分(fèn)泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸油型(xíng)液壓泵的(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;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含(hán)量比較高的高(gāo)效泵(bèng),隨著國產化的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動(dòng)軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作(zuò)用力。轉(zhuǎn)子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子(zǐ)中的徑向布置(zhì)的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼(tiē)著(zhe)偏心(xīn)行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)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)心力和液壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於(yú)定於的偏(piān)心(xīn)作(zuò)用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的(de)徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取(qǔ)了過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承(chéng)驅(qū)動(dòng)軸的(de)軸承隻起支(zhī)承(chéng)作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞泵是(shì)利用與傳動軸(zhóu)平(píng)行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞(sāi)作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上(shàng)述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行(háng)程(chéng)不受凸輪(lún)軸控製是(shì)可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。
④ 轉動(dòng)柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。
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(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量(liàng)的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵(bèng)缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),組成(chéng)若幹種在一個工(gōng)作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理(lǐ)。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調(diào)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(tōng)訊(xùn),具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工(gōng)、環保(bǎo)等行業,滿足以上行業需要連續(xù)恒壓、恒(héng)流輸(shū)送液體(tǐ)的(de)要求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞(sāi)泵柱塞往複運動(dòng)總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用(yòng)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兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(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內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
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(yǔ)套筒上(shàng)的回(huí)油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)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(yào)上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始(shǐ)了下一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個(gè)單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸(xī)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。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先(xiān)把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸體加溫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(pèi),這咱方法(fǎ)要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手(shǒu)工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術(shù):在柱塞表(biǎo)麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的(de)柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液(yè)壓(yā)泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓缸速(sù)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(guā)傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。對於自吸油(yóu)型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限(xiàn),要(yào)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。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如(rú)果軸(zhóu)承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正(zhèng)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(dī)柱塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就需要更(gèng)換(huàn)新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果(guǒ)更換另一種品(pǐn)牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換(huàn),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(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩(wěn)定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,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的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要時(shí)應更(gèng)換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況。將柱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(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和側(cè)麵的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞,感到有較大的吸(xī)力,放鬆(sōng)柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱(zhù)塞副(fù)密封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更(gèng)換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用(yòng)另一手(shǒu)指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當(dāng)手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥(fá)副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換(huàn)零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製(zhì)套。