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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效(xiào)率高和流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被廣泛應用於高(gāo)壓、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如(rú)液壓機、工(gōng)程機械和船舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞泵(bèng)一般分為(wéi)單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)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(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為3個(gè)或6個)並列(liè)安裝,用1根曲軸通過(guò)連(lián)杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們也(yě)都(dōu)采(cǎi)用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定(dìng)量(liàng)泵。煤(méi)礦液壓支架係(xì)統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵(miàn),為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與(yǔ)缸體中心(xīn)軸(zhóu)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)往複運動所產(chǎn)生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次(cì)啟動機器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會(huì)對(duì)液壓泵內的滑靴造(zào)成拉(lā)脫現象,會造成(chéng)泵體內(nèi)回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩(liǎng)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(nián)代發展的軸配流徑向柱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,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量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(gèng)大(dà) 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同),變量(liàng)行(háng)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(gù)該泵的響應速度快。徑向結(jié)構(gòu)設計克服了如軸向柱(zhù)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箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能(néng)操(cāo)作(zuò)機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩(liǎng)種。壓力(lì)供油型(xíng)液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的(de)。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
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(bèng)和徑向(xiàng)柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成(chéng)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(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字(zì)聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著(zhe)偏心行(háng)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在行程定子上。泵轉動(dòng)時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作(zuò)往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵體和(hé)配(pèi)流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸收。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(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞(sāi)泵是利用(yòng)與傳(chuán)動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內(nèi)往複運動(dòng)所產生的容積(jī)變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段
工作時,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(shàng)、下往複運動(dòng),從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量(liàng)大小取決於供油行程(chéng),供油行程(chéng)不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式噴(pēn)油泵國產係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係(xì)列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞(sāi)行程(chéng),泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分別配以不同尺(chǐ)寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴(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構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊(xùn),具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動(dòng)總行程(chéng)L是不變(biàn)的,由凸輪(lún)的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油(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(jìn)油過程(chéng)
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的(de)作用(yòng)下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞上部空間(稱為泵油室)產生(shēng)真空度,當柱塞上端麵(miàn)把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回(huí)油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及(jí)斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關(guān)閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當(dāng)凸輪的(de)凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱(zhù)塞向一個方(fāng)向(xiàng)運動時(shí)缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後(hòu)另一個單向閥被打開(kāi),被吸入(rù)缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺(chǐ)寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸體(tǐ)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麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑(jìng)加(jiā)工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),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(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、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,檢查液壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。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(yā)油的(de)清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要(yào)的部件是軸(zhóu)承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會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。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)來的軸承,沒有專(zhuān)業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更(gèng)換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥來調節,使(shǐ)其工作壓力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢(yì)流來調(diào)節(jiē)壓力和流(liú)量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變(biàn)頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製(zhì),從而(ér)節省能(néng)耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就是能(néng)降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱塞能在自(zì)身作用下緩(huǎn)慢(màn)地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住(zhù)柱塞套,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(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞副(fù)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(fǒu)磨損有台(tái)階或傷痕現象,必要時應(yīng)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,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),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(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱(zhù)塞凸緣和控製套的凹槽之間(jiān)的間(jiān)隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。