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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它(tā)依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工(gōng)作容腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有(yǒu)額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等(děng)優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中(zhōng)。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱(zhù)塞泵、臥式(shì)柱塞(sāi)泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱(zhù)塞泵
結構組成(chéng)主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個(gè)單向閥。柱塞(sāi)與缸體孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向(xiàng)上運動(dòng)排(pái)油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體(tǐ)積稱(chēng)為(wéi)排量,排量隻(zhī)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(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱(zhù)塞(sāi)做往(wǎng)複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤(méi)礦液(yè)壓支架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作麵(miàn),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複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(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(bèng)。軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內(nèi)往複(fù)運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作(zuò)的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的(de)精度配合,因(yīn)此容積效率(lǜ)高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力(lì)供油(yóu)型液壓泵大都是采(cǎi)用有(yǒu)氣(qì)壓的油(yóu)箱,靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵內(nèi)的滑靴造(zào)成(chéng)拉脫(tuō)現象(xiàng),會(huì)造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配(pèi)流與軸配流兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞(sāi)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向柱塞(sāi)泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵結構上(shàng)的特點,固(gù)定了軸配流徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行(háng)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(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構(gòu)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柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等(děng)液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸(xī)油型液(yè)壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形(xíng)式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高(gāo)效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)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的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞(sāi)泵工作(zuò)原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流(liú)軸上(shàng)。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相(xiàng)連(lián),並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓(yā)力(lì)壓(yā)在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。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。油液的進出通過泵體和配流(liú)軸(zhóu)上的(de)流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產(chǎn)生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過(guò)平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的軸(zhóu)承隻起支承作(zuò)用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。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(jīng)度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過(guò)程可分為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出(chū)下列結(jié)論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞(sāi)每循(xún)環的供油量(liàng)大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨(suí)供油(yóu)行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱(zhù)塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等(děng)係列。係列化(huà)是根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循環內(nèi)供油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的工作原理和(hé)結構(gòu)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:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
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(lì)穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需(xū)要連(lián)續恒壓(yā)、恒(héng)流輸送液(yè)體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變(biàn)的。供油(yóu)開始時刻不隨供油(yóu)行程的變化而變(biàn)化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油(yóu)量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部(bù)空間(jiān)(稱為泵油室(shì))產(chǎn)生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞(sāi)向(xiàng)上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套筒(tǒng)上(shàng)的回油(yóu)孔相通時,泵(bèng)油室低壓油路(lù)便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及(jí)斜槽溝通,油壓(yā)驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行(háng)。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,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(kāi),被吸入缸內的液(yè)體被排出。這種工作方式連續運動後(hòu)就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把(bǎ)一(yī)組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)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,這咱方法要求銅外套外徑表(biǎo)麵(miàn)有溝(gōu)槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外(wài)徑(jìng)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;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修(xiū)複(fù)缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞(sāi)表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或(huò)電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔敷(fū):在柱(zhù)塞(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
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,檢查液壓泵運轉聲(shēng)響是否正(zhèng)常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。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。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則(zé)不能保證(zhèng)液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙(xì),同時也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承(chéng)油膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資(zī)料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊(yóu)隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應(yīng)注意原軸承的英文字母和(hé)型號,柱塞泵軸(zhóu)承(chéng)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,應請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,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壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分(fèn)。而電機一(yī)直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統(tǒng),從而造成柱塞泵存(cún)在無用功率(lǜ),工作效(xiào)率低(dī),若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身自動調(diào)整工(gōng)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(cóng)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能耗,節電效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況(kuàng)。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(xià)緩慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住(zhù)柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的吸力(lì),放(fàng)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(yóu)閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現象,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,用另一手指將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油(yóu)閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體(tǐ)和挺柱體(tǐ)之(zhī)間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞(sāi)凸緣和(hé)控製套的(de)凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換控製套(tào)。