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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中(zhōng)往複運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大流量和流量需(xū)要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱(zhù)塞泵一般分為(wéi)單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔(kǒng)之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往(wǎng)複(fù)運動一次,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(chēng)為排量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥(wò)式柱塞泵是(shì)由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根曲軸通過(guò)連(lián)杆(gǎn)滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往(wǎng)複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都(dōu)采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的(de)。由於(yú)柱塞和柱塞(sāi)孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精度配合(hé),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(liǎng)種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大(dà)都是采用有(yǒu)氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供(gòng)油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板(bǎn)的(de)非正常磨(mó)損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸(zhóu)配(pèi)流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率(lǜ)低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配流徑(jìng)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(zhù)塞和限位柱塞作(zuò)用下,改變定子的偏心(xīn)距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量(liàng)大小不同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵(bèng)的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如軸向柱(zhù)塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液(yè)壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,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。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有(yǒu)補油分泵向(xiàng)液壓(yā)泵進油口提供壓力(lì)油(yóu)的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構(gòu)形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表(biǎo)性的結(jié)構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞泵屬於一種新型的(de)技術(shù)含量(liàng)比較高的(de)高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵(bèng)必然會成為(wéi)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(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原(yuán)理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液(yè)壓(yā)缸體轉子,定(dìng)子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。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(tiē)著偏(piān)心行程定子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上(shàng)。當轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將作往複運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向(xiàng)位置相對的兩個柱(zhù)塞(sāi)來(lái)調節。油液的進出(chū)通過泵體(tǐ)和配流軸(zhóu)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(suǒ)吸收(shōu)。摩(mó)擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工(gōng)作的(de)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在噴油泵(bèng)凸輪(lún)軸(zhóu)上(shàng)的凸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三(sān)個階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動(dòng)總行程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取(qǔ)決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是(shì)根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和(hé)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泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基(jī)本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和(hé)工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和(hé)泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作(zuò)方(fāng)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、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的(de)升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨供(gòng)油行(háng)程的變化而(ér)變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變(biàn)供油量(liàng)。柱塞泵工(gōng)作時,在噴(pēn)油泵(bèng)凸輪軸(zhóu)上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完(wán)成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)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(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低(dī)壓油路(lù)便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),當凸輪(lún)的凸(tū)起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸內出(chū)現負壓,這時一(yī)個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一(yī)個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。這種工作(zuò)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(xiāng)裝(zhuāng)銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的(de)三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫(wēn)冷(lěng)凍擠壓(yā),過盈裝(zhuāng)配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠(jiāo)粘著裝配(pèi),這咱方法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用(yòng)鉸刀(dāo)修(xiū)複缸(gāng)體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或(huò)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磨合金粉末。
五、機械維護
采用補(bǔ)油泵供(gòng)油的柱塞泵,使(shǐ)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正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的液壓(yā)油。液(yè)壓油的清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果(guǒ)軸承出(chū)現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓泵內部(bù)三對磨擦副的(de)正常間(jiān)隙,同時(shí)也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使(shǐ)用(yòng)壽命。據(jù)液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承(chéng)時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承的(de)精度(dù)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。當采用溢流來調節壓力和流量(liàng)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,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實(shí)現自(zì)動化控製(zhì),從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)和(hé)鏽蝕現象,必要時應更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人(rén)柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩(huǎn)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(liǎng)個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則(zé)應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體(tǐ)和挺柱體(tǐ)之間的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過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的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。