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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率(lǜ)高和流量調節方便(biàn)等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵(bèng)一般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連(lián)杆滑塊或(huò)由偏(piān)心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液(yè)壓泵。它(tā)們也都采(cǎi)用閥式配流裝(zhuāng)置(zhì),而(ér)且大多為定量(liàng)泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥(wò)式柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活(huó)塞做往複運動,實現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的(de)往複運動(dòng)方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與(yǔ)傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此(cǐ)容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為(wéi)壓(yā)力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟(qǐ)動機器之後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸(zhóu)配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵(bèng)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(sāi)泵克服了閥配流(liú)徑向柱(zhù)塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距(jù)實(shí)現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的(de)響應(yīng)速度快(kuài)。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠氣壓供(gòng)油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的(de)自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵本身(shēn)帶有補(bǔ)油分泵向液(yè)壓泵進(jìn)油口提供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能(néng)力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表性的(de)結構形(xíng)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效泵,隨著國產化(huà)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(yào)組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活(huó)塞或柱塞的(de)往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵工(gōng)作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字(zì)聯軸器 傳遞給星(xīng)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。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏(piān)心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子(zǐ)轉(zhuǎn)動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的(de)行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑(jìng)向(xiàng)位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出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表麵所吸收。摩擦(cā)副(fù)的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓力(lì)補償方(fāng)法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承(chéng)作用,不受其他外力的作用。液壓係統中(zhōng):軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔(kǒng)都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧的(de)作(zuò)用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是(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(jué)於供油(yóu)行程(chéng),供油(yóu)行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是(shì)根據柴油機單缸功率範圍(wéi)對供(gòng)油量的(de)要求不同(tóng),以柱塞(sāi)行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),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(zú)各種柴油機(jī)的需要。國產係列噴(pēn)油(yóu)泵的工作原理和結構型式基(jī)本相同,以A型泵(bèng)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(bù)分組成:分泵、油量(liàng)調節機構、傳動機構和泵體
為微處(chù)理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓(yā)力穩定(dìng)、脈動小、操(cāo)作方便等特點。廣泛用於生化、醫(yī)藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業(yè)需要連續(xù)恒(héng)壓、恒流輸送液(yè)體的(de)要求。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改(gǎi)變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下兩個階(jiē)段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用(yòng)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(bǎ)柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅(xùn)速關閉(bì),停止供(gòng)油。此後(hòu)柱塞還要上(shàng)行(háng),當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞(sāi)又下行。此時(shí)便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅(tóng)套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱(zhù)塞杆(gǎn)外徑修整到統一尺(chǐ)寸(cùn),再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低(dī)溫冷(lěng)凍擠(jǐ)壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)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(mó)修複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵(bèng)供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速(sù)度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有刮傷(shāng)現象,內(nèi)齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得(dé)低於油標下限,要保(bǎo)持(chí)足夠數量(liàng)的液壓油。液壓油(yóu)的清潔度越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重(chóng)要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液(yè)壓泵內部三對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均(jun1)使用壽命為10000h,超過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的(de)軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現(xiàn)滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注(zhù)意原軸承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵(bèng)軸承(chéng)大都采用大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規(guī)格的產(chǎn)品,如果(guǒ)更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載(zǎi)荷容量。
當實際(jì)壓力大(dà)於需要壓力(lì)時,都是通過(guò)溢流閥來(lái)調(diào)節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采(cǎi)用溢流來調節壓力和流量時,有部(bù)分(fèn)的餘量溢(yì)流回原係統,從而(ér)造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保(bǎo)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(zhè)種調節方式更大 優點(diǎn)就是(shì)能降低柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽蝕(shí)現(xiàn)象,必(bì)要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作用(yòng)下緩慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油(yóu)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位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是(shì)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(qíng)況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕(qīng)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(fēng)良好,否則(zé)應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣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。