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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它(tā)依靠柱(zhù)塞在(zài)缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大(dà)流量和流量需要(yào)調節的場合,諸(zhū)如液壓(yā)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(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有(yǒu)偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞(sāi)與缸體孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上(shàng)運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱(chēng)為排量,排量(liàng)隻與泵(bèng)的結構參數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱(zhù)塞(一般為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往複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一(yī)般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液(yè)泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行(háng)的(de)柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣(qì)壓的油箱,靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必(bì)須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液(yè)壓泵內的滑靴造成拉脫(tuō)現象,會造成泵體(tǐ)內回(huí)程板(bǎn)與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流(liú)徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞(sāi)泵的不足。由於徑向泵結構上的(de)特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變(biàn)量柱(zhù)塞和限位柱塞作用(yòng)下,改變(biàn)定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小(xiǎo)不同),變(biàn)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如軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供(gòng)油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓(yā)力(lì)供油(yóu)型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液(yè)壓(yā)泵本身帶有(yǒu)補油分泵向(xiàng)液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需(xū)外(wài)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柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量(liàng)比較高(gāo)的高效泵,隨著國(guó)產化的不斷加(jiā)快(kuài),徑向柱塞泵(bèng)必然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(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子(zǐ)裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中的(de)徑(jìng)向布置(zhì)的柱塞(sāi),通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個(gè)保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏(piān)心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置(zhì)相對(duì)的兩個柱塞(sāi)來(lái)調節。油液的進出通過泵體和配(pèi)流軸上的流道(dào),並由配(pèi)流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱(zhù)塞孔都是(shì)圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
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(zhù)塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是(shì)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油行程,供(gòng)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(de)變化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油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(chái)油機單缸(gāng)功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心(xīn)距和結構型式為(wéi)基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循環內供油(yóu)量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油泵(bèng)的工作原(yuán)理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。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分(fèn)泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和泵體
為微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機(jī)械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸(zhóu)控製(zhì)是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可改變供(gòng)油終了(le)時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而(ér)完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入(rù)泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到(dào)柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的(de)中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈(dàn)簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一(yī)個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時(shí)一個單向閥(fá)打開液體被(bèi)吸(xī)入缸內(nèi),柱塞向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被(bèi)打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式(shì)連續(xù)運動後就形成了(le)連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,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(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加(jiā)溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求(qiú)銅外套外徑(jìng)表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔燒結(jié)合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用(yòng)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。如發現液壓缸速度(dù)下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有(yǒu)刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間(jiān)隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常(cháng)間隙,同時也會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承(chéng)的平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值(zhí)就需要(yào)更換新口。拆卸(xiè)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,隻能(néng)采用目測,如發(fā)現滾柱(zhù)表麵有劃痕或(huò)變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品(pǐn),如果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸(zhóu)承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容量。
當實際壓力大於需(xū)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(fàng)超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢(yì)流來調節壓力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回(huí)原(yuán)係(xì)統(tǒng),從而造(zào)成柱塞(sāi)泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封(fēng)閉,通過(guò)節能變頻器本身自動調整工作壓力,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,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電(diàn)效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)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(duān)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(huá)為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,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)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象(xiàng),必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油(yóu)閥副的(de)配合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指(zhǐ)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,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。