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柱塞泵是液壓係統的一(yī)個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的(de)容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結(jié)構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量和(hé)流(liú)量(liàng)需要調節的場(chǎng)合(hé),諸如液壓機、工程(chéng)機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵(bèng)和徑向柱(zhù)塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞(sāi)與缸體孔之間形成密閉容積(jī)。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式(shì)柱塞泵
臥式柱(zhù)塞泵是由幾個柱塞(一(yī)般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多(duō)為定量(liàng)泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為液壓支架提(tí)供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活(huó)塞(sāi)做往複運(yùn)動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中(zhōng)心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來(lái)進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)件,可以達到很高的(de)精度配合,因(yīn)此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型(xíng)和自吸油(yóu)型(xíng)兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有(yǒu)氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉(lā)脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板與(yǔ)壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥(fá)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(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克(kè)服了(le)閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上(shàng)的特(tè)點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是(shì)在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改變定子的偏心距(jù)實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操(cāo)縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的(de)響應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)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(yóu)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(bèng)分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分(fèn)泵(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)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(yǒu)代表性的結(jié)構形式的(de)軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵(bèng)屬於一種新型的技術(shù)含(hán)量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)必然會成為柱塞(sāi)泵(bèng)應用領域的重要組成(chéng)部分;徑向柱塞泵(bèng)是活塞或(huò)柱塞的往複運(yùn)動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的(de)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。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓(yā)平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它(tā)依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍(bèi)。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節。油液的進(jìn)出通過(guò)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(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承(chéng)作用,不受其他外力的作用。液壓(yā)係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工(gōng)作的。由(yóu)於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,加工時可以達(dá)到很高的精度配合;
三(sān)、工作階段(duàn)
工作時,在(zài)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(wán)成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下三(sān)個階(jiē)段。結論:通過上述討論,得出(chū)下列(liè)結論
① 柱塞往複運(yùn)動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油行(háng)程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油量的要求(qiú)不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種在一個工作循環內供油量不等的(de)噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結(jié)構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵(bèng)的構造(zào)和工作原(yuán)理。柱塞泵(bèng)由四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機(jī)構、傳動機構和泵體(tǐ)
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原(yuán)理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行(háng)程L是不(bú)變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油(yóu)行程,供油(yóu)行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不(bú)隨供油行(háng)程的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作(zuò)用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程(chéng)
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔(kǒng)打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到(dào)下止(zhǐ)點,進油(yóu)結束
4、回(huí)油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔(kǒng)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(chū)油閥在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥(fá),並且(qiě)方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動(dòng)時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被(bèi)吸入缸內,柱塞向(xiàng)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(rù)缸內的液體被排出。這種(zhǒng)工作(zuò)方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換銅套的方法(fǎ)安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅(tóng)套低(dī)溫(wēn)冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合(hé)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(xiè)方法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標(biāo)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)電鍍技術:在(zài)柱塞(sāi)表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍(dù)耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷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,操作人員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對補油(yóu)泵解體檢查(chá),檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油(yóu)液不得(dé)低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不能(néng)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(cā)副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的(de)使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提(tí)供的(de)資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承大都采用(yòng)大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要(yào)壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來(lái)調節(jiē),使其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處(chù)於全速運行反(fǎn)複動作,功耗不變。當采用溢流來調(diào)節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統(tǒng),從而造成柱塞泵存在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用創(chuàng)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自動調整(zhěng)工作壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控製(zhì),從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下(xià)緩慢地(dì)下(xià)滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是否磨(mó)損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的(de)配合情況。用手指堵住出(chū)油(yóu)閥下孔,用另一(yī)手指將(jiāng)出油閥輕輕向下壓(yā),當手(shǒu)指離(lí)開出油閥上端時,它能自動彈回原位(wèi),表(biǎo)明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換(huàn)出油(yóu)閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控製套。