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柱塞泵是(shì)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積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被(bèi)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(gōng)程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組(zǔ)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(sāi)上下往(wǎng)複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個(gè)柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動(dòng),實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工(gōng)作麵,為液壓支架提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸(xī)液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化(huà)來進行工作的。由(yóu)於(yú)柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零(líng)件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會(huì)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(sāi)泵可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低(dī)等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵的不(bú)足。由(yóu)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(nài)衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高(gāo)。變量行程短(duǎn)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(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據(jù)排量大小不同),變量(liàng)行程(chéng)很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操(cāo)縱,由(yóu)控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構(gòu)設計克服了如(rú)軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題(tí)。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油的液(yè)壓油(yóu)箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油(yóu)分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很(hěn)強,無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有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效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑(jìng)向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞(sāi)或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的(de)液壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在(zài)配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖定。二(èr)個保持環將(jiāng)滑靴卡在(zài)行程定子上(shàng)。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和(hé)液壓力壓在定於內表麵上。當(dāng)轉子(zǐ)轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定(dìng)於偏心距(jù)的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進(jìn)出通過泵體和配流軸上的流(liú)道,並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(héng)的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作(zuò)用,不受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)是利用與傳(chuán)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工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和柱(zhù)塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工(gōng)作階段
工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下(xià),迫使柱(zhù)塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞(sāi)往複運動(dòng)總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油(yóu)終了時(shí)刻,從而改變供油量。
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。係列化是根據(jù)柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不(bú)同,以柱塞行程(chéng),泵缸中(zhōng)心(xīn)距和結構型式為基礎,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(yóu)泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國產係(xì)列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體
為微處(chù)理器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通(tōng)訊,具有工作壓(yā)力穩定(dìng)、脈(mò)動小、操(cāo)作方便等特點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行(háng)業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油(yóu)量大(dà)小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸(tū)輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻不隨(suí)供(gòng)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。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上(shàng)、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(lì)的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部(bù)空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的(de)進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油(yóu)道內的柴油(yóu)經(jīng)油孔(kǒng)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(shàng)供(gòng)油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通(tōng)時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。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。此時便開始了下(xià)一個(gè)循環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞(sāi)泵上有(yǒu)兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打開(kāi)液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個(gè)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排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑修(xiū)整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法要求銅外套外徑表(biǎo)麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配(pèi)。
熔燒(shāo)結合方式(shì)的(de)缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激(jī)光(guāng)熔(róng)敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液(yè)壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車(chē)時,就應該對(duì)補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪(lún)邊沿是否有刮(guā)傷現象,內(nèi)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(bú)得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液(yè)壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的(de)部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵內部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同(tóng)時也會破壞(huài)各磨擦副(fù)的靜液(yè)壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均(jun1)使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采(cǎi)用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時(shí),應注(zhù)意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的(de)人員查表(biǎo)對換,目的是(shì)保持軸承的精度等級和載荷容量。
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(bǎo)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(biàn)。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率(lǜ),工作效(xiào)率低(dī),若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)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(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,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,必要(yào)時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內(nèi),傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表明柱(zhù)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(huán)帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)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,用另一手指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時(shí),它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。