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柱塞泵是液(yè)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(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應(yīng)用於高壓、大流量和流量需要調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分(fèn)類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構(gòu)組成主要(yào)有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成(chéng)密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動(dòng)排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做(zuò)往複(fù)運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且(qiě)大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中(zhōng)的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵(bèng)用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸(zhóu)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)是活塞或柱(zhù)塞的(de)往複運動方向與缸體(tǐ)中心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所(suǒ)產生的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的(de)精(jīng)度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型和自吸油(yóu)型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有(yǒu)氣壓的油(yóu)箱,靠(kào)氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟動機(jī)器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流(liú)與軸配流(liú)兩大類(lèi)。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存在故障率(lǜ)高、效率(lǜ)低等缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵(bèng)結(jié)構上的特點,固定了軸配流徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行(háng)程短泵的(de)變量是(shì)在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作(zuò)用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現的,而(ér)定(dìng)於的更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)行控製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設計(jì)克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題(tí)。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)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(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結(jié)構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結構形式(shì)的軸向柱塞泵和徑(jìng)向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加(jiā)快(kuài),徑向柱塞泵必然會成為柱(zhù)塞泵應用領域的重要組成(chéng)部分(fèn);徑向(xiàng)柱塞泵是活塞(sāi)或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱(zhù)塞(sāi)泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用(yòng)力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼(tiē)著(zhe)偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離(lí)心(xīn)力和液壓力壓在(zài)定於內表麵(miàn)上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往(wǎng)複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的(de)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(yóu)配流軸上吸油口控(kòng)製(zhì),泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力(lì)的作(zuò)用。液壓(yā)係統中:軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵是利用(yòng)與傳動軸平(píng)行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動(dòng)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)取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時刻不(bú)隨供油行(háng)程的(de)變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時(shí)刻,從(cóng)而改變(biàn)供(gòng)油量。
四、 國產係列柱塞式(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(huà)是根(gēn)據柴油機單缸(gāng)功率(lǜ)範圍對供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分(fèn)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(yóu)量不等的(de)噴油泵,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(xíng)式基本相(xiàng)同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和(hé)工(gōng)作原理。柱(zhù)塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈(mò)動小、操(cāo)作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行(háng)業,滿足以上行業(yè)需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)原理概(gài)述
柱塞(sāi)泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱(chēng)為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上(shàng)端麵把柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內的柴油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當(dāng)上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油(yóu)孔相(xiàng)通(tōng)時,泵油(yóu)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用下迅速(sù)關(guān)閉,停止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧的作用下(xià),柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個(gè)單向閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一(yī)個方向運動時(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(yùn)動時(shí),將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸(xī)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、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體(tǐ)加(jiā)溫熱裝或銅套低(dī)溫(wēn)冷凍擠(jǐ)壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方(fāng)法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方(fāng)法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體(tǐ)孔(kǒng);
(c)采(cǎi)用鉸刀修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程技術(shù)”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)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)塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐(nài)磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵(bèng)檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸(gāng)速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉(yè)輪(lún)邊沿是否有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵(bèng)的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現(xiàn)遊隙,則(zé)不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙(xì),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(yè)壓泵(bèng)製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換(huàn)新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸(zhóu)承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)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載荷容(róng)量軸承(chéng),購(gòu)買原廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持(chí)軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要(yào)壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量(liàng)時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)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(liù)、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應(yīng)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,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身(shēn)作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞(sāi)頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即(jí)縮回原位,表明(míng)柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨損有台(tái)階或傷痕現象(xiàng),必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情(qíng)況。用手指堵(dǔ)住(zhù)出油閥下孔,用另一(yī)手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自(zì)動(dòng)彈回原位,表明出(chū)油閥副密封(fēng)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(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控(kòng)製套的凹槽之(zhī)間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。