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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸(gāng)體(tǐ)中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞泵被廣泛(fàn)應用於高壓(yā)、大流量和流量需要調(diào)節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
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密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運動吸油,向上(shàng)運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量,排量(liàng)隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)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動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液(yè)壓(yā)支架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞(sāi)的(de)往複(fù)運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形(xíng)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(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)和自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向(xiàng)泵結構(gòu)上的特點,固定了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)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(yòng)下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)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(xiàng)柱(zhù)塞泵滑靴偏磨的問題。使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(měi)次啟動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的(de)。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油(yóu)。
二、結(jié)構(gòu)形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成(chéng)部分;徑向柱(zhù)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。徑向柱(zhù)塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 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(zhuǎn)子裝在配(pèi)流(liú)軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊(jǐn)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(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏(piān)心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定(dìng)子(zǐ)的偏心距可由泵體上的徑向(xiàng)位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液的(de)進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力(lì)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,不受其他外(wài)力的(de)作用。液壓係統中:軸向(xiàng)柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積(jī)變化來進(jìn)行工作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作(zuò)時,在噴(pēn)油泵(bèng)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(fù)運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵(bèng)油過程(chéng)可分為以下三個(gè)階段。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取(qǔ)決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是(shì)根(gēn)據柴油機單缸功率(lǜ)範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式(shì)為(wéi)基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需(xū)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(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦(nǎo)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(yú)生化、醫藥、化(huà)工(gōng)、環保等行業,滿足以(yǐ)上行業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程(chéng)不受凸輪(lún)軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下兩(liǎng)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,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供(gòng)油(yóu),當(dāng)上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一個方向運動時缸(gāng)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(yī)個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後(hòu)另(lìng)一個單向閥被(bèi)打(dǎ)開,被吸入缸內的液體被排(pái)出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更換銅套的(de)方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再(zài)用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸體加溫(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(zán)方法要求銅(tóng)外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔(kǒng)。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術(shù):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(pēn)塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗: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合(hé)金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否(fǒu)正常。如(rú)發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊(biān)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(nèi)的油液不得低於油標下(xià)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(shòu)命越長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸(zhóu)承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就(jiù)需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻能采(cǎi)用目測(cè),如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就(jiù)必須更換。在更換軸承時(shí),應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如果(guǒ)更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有經驗的(de)人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工(gōng)作壓力(lì)保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直處於(yú)全速運行(háng)反複動作,功耗不變(biàn)。當采用(yòng)溢流來調節壓力和(hé)流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節(jiē)能(néng)變頻器後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省(shěng)能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗(hào),節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象(xiàng),必要時應更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞(sāi)端頭插人(rén)柱塞套內,傾(qīng)斜(xié)約(yuē)60°,若柱塞能(néng)在自身(shēn)作用下緩慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞(sāi)頂端和側麵的進油(yóu)口。用另一隻手拉出柱(zhù)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(jiǎn)壓環帶是否磨損(sǔn)有台階(jiē)或傷痕現象,必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油(yóu)閥副的(de)配合(hé)情況。用手指堵住出油閥(fá)下孔,用另一(yī)手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出(chū)油閥上端時,它能自(zì)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)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。