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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便(biàn)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(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為(wéi)單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積。偏心輪(lún)旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往(wǎng)複運動,實現吸、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(liàng)泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動(dòng),實現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運(yùn)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(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
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油(yóu)型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(xiāng),在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體內回(huí)程板與壓板的非(fēi)正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流(liú)與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向泵結(jié)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、控製精度高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量(liàng)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(gēn)據排量(liàng)大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油(yóu)的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式(shì)柱塞泵分(fèn)為壓(yā)力供油(yóu)型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的(de)油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強,無需外力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構(gòu)形式(shì)的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的(de)高效泵,隨著(zhe)國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組(zǔ)成部分;徑向(xiàng)柱塞泵是(shì)活塞或(huò)柱塞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(yóu)驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉(zhuǎn)子中(zhōng)的徑(jìng)向布置的(de)柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行(háng)程(chéng)定子(zǐ)。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力(lì)和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的(de)偏心(xīn)作用(yòng),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。油液的進出(chū)通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由配流軸上(shàng)吸(xī)油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副(fù)的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製(zhì)。支承驅動軸(zhóu)的軸(zhóu)承隻起支(zhī)承作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複運動所產(chǎn)生的容積(jī)變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到很高的精度配(pèi)合;
三、工作階段
工作(zuò)時,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、下往複運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油(yóu)過程可分為以下三個階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出下列(liè)結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸(tū)輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行(háng)程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製(zhì)是可變的(de)。
③ 供油(yóu)開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱(zhù)塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱(zhù)塞(sāi)行程,泵(bèng)缸中心距和結(jié)構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內(nèi)供油(yóu)量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國(guó)產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能(néng)控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦進(jìn)行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連(lián)續恒壓、恒流輸送(sòng)液體的要求。
1、機(jī)械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)開(kāi)始時刻不隨供(gòng)油行(háng)程的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可改(gǎi)變供油終了時(shí)刻,從而改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下(xià)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(de)作用下(xià),柱塞向下運動,柱(zhù)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(shàng)的進油孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便與(yǔ)柱塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓(yā)驟然(rán)下(xià)降,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行(háng),當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去(qù)後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被(bèi)吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液體(tǐ)被排出。這種工作方式連續運動後就形成了(le)連續供油 。
5、機械(xiè)使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅(tóng)套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸(cùn),再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅(tóng)外套外徑(jìng)表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)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銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷(shuā)鍍耐磨(mó)材(cái)料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱(zhù)塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五(wǔ)、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,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是(shì)否有刮傷現(xiàn)象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於(yú)自(zì)吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於(yú)油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如(rú)果軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會破壞各磨擦副的(de)靜液壓支承油膜厚度,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(mìng)為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如(rú)發現(xiàn)滾柱表(biǎo)麵有劃痕或變色,就必須更換。在(zài)更換(huàn)軸承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)產(chǎn)品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部(bù)分。而電(diàn)機一直(zhí)處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效(xiào)率低,若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可(kě)定它(tā)封閉,通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷(shāng)痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換(huàn)新品(pǐn)。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。將柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內,傾斜(xié)約(yuē)60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用(yòng)手(shǒu)握住(zhù)柱(zhù)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(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞(sāi)副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)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(lìng)一手指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)手指離開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更(gèng)換出(chū)油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱(zhù)體(tǐ)之間的標(biāo)準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的(de)凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。