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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的(de)容積發生變化來(lái)實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和(hé)流量調節方便等(děng)優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)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、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)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(dòng)吸油,向(xiàng)上(shàng)運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量(liàng),排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵(bèng)是由幾個柱(zhù)塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根曲軸通過連杆滑(huá)塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液(yè),工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往(wǎng)複運動所產生的容積(jī)變化(huà)來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油(yóu)型液壓泵大都是采用有氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱(xiāng)的氣壓不足時就(jiù)啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了(le)軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量大小不同),變量行程很短(duǎn)。且(qiě)變(biàn)量機構設(shè)計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)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(tí)。使其抗衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤(pán)式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力(lì)很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種有(yǒu)代表性的結構形式的軸向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,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞(sāi)的(de)往複(fù)運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)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(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在(zài)行程定(dìng)子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表麵上。當(dāng)轉子轉(zhuǎn)動時,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(piān)心距的(de)2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)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靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓(yā)力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其(qí)他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動(dòng)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(hěn)高的精度(dù)配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階(jiē)段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往(wǎng)複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。
② 柱塞每循環的供油量(liàng)大小(xiǎo)取(qǔ)決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時刻不隨(suí)供油行(háng)程的變(biàn)化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了(le)時刻,從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)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(huà)是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成(chéng)若幹種在(zài)一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國產係(xì)列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴(pēn)油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四(sì)大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為(wéi)微處(chù)理器智能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決(jué)定。柱塞每(měi)循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當(dāng)柱(zhù)塞(sāi)上端麵(miàn)把柱塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體(tǐ)油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上的斜槽(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(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在彈簧力(lì)的作用下迅速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下(xià),柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為(wéi)原理介紹,一(yī)個柱(zhù)塞(sāi)泵上有兩個單(dān)向閥,並且方(fāng)向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞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(bèi)排出。這種工作方式連(lián)續(xù)運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)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。
缸體安裝(zhuāng)銅套(tào)的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫(wēn)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麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑加工螺紋(wén),塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采(cǎi)用(yòng)鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉(fěn)末。
五(wǔ)、機械維護
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檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查(chá),檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)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(de)清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸(xiè)下(xià)來的軸承,沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用(yòng)目測(cè),如發現滾柱表麵(miàn)有劃痕或(huò)變色,就必須更換。在更換軸承時(shí),應注意原軸承的英文字(zì)母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容(róng)量軸(zhóu)承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如果更(gèng)換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,目的是保持軸承的(de)精度等級和載荷(hé)容(róng)量。
當實際壓(yā)力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流(liú)閥來(lái)調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓溢流閥施放超(chāo)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(liú)來調節壓力和流量(liàng)時,有部分的餘(yú)量溢流回原(yuán)係統,從而造成柱塞泵(bèng)存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它封閉,通過節(jiē)能變頻器本身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追(zhuī)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能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱(zhù)塞有無傷痕和鏽蝕現象(xiàng),必(bì)要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞(sāi)副配合情況。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合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住(zhù)柱塞(sāi)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(zhù)塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)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(fǒu)磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手(shǒu)指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一(yī)手(shǒu)指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)手指離開出(chū)油閥(fá)上端(duān)時,它能自動彈回原位,表(biǎo)明出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油泵體和(hé)挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套(tào)的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套(tào)。