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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一(yī)個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的容積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中。
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(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上(shàng)運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱(chēng)為排量(liàng),排量隻與(yǔ)泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並(bìng)列安(ān)裝,用(yòng)1根(gēn)曲軸通(tōng)過連(lián)杆滑塊或(huò)由偏心軸(zhóu)直接推動柱(zhù)塞做往複運動,實(shí)現吸、排(pái)液體的液壓(yā)泵。它們(men)也都采用(yòng)閥式(shì)配流裝置,而且大(dà)多為定量泵。煤(méi)礦液(yè)壓支架係統中的(de)乳化液(yè)泵一般都是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複(fù)運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵(bèng)利用與(yǔ)傳動軸平(píng)行的(de)柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化(huà)來進行工(gōng)作(zuò)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(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液(yè)壓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氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的(de)滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非(fēi)正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流(liú)徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且(qiě)變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥(fá)進行控製(zhì)。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力(lì)大幅度提高。
6、液壓(yā)式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣(qì)壓(yā)後,才能操作機械。直(zhí)軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補(bǔ)油(yóu)分泵向液壓泵進油(yóu)口提(tí)供壓(yā)力油(yóu)的。自吸油型液(yè)壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性(xìng)的(de)結構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞泵屬(shǔ)於一種新型的技術含量比較高的(de)高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑(jìng)向柱塞泵必(bì)然會成為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驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理(lǐ):驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑靴(xuē)卡在行(háng)程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心(xīn)力和液(yè)壓力壓(yā)在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於(yú)偏心距的(de)2倍(bèi)。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。油液的進出通過泵(bèng)體和配(pèi)流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方(fāng)法,形成了開環控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸(zhóu)向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來(lái)進行工作的。由於(yú)柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)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個階(jiē)段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運(yùn)動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環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(kāi)始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動(dòng)柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,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。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別配(pèi)以(yǐ)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)量不等的噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的工作原理和結構型式基本相(xiàng)同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳(chuán)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、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環(huán)保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵(bèng)柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的(de)供(gòng)油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受(shòu)凸輪軸控(kòng)製是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,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兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上(shàng)體油道內(nèi)的柴油經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回(huí)油過程
柱塞(sāi)向上供(gòng)油,當上行到柱塞上的(de)斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),泵油室低壓油路便與柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供(gòng)油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單(dān)向閥,並(bìng)且方(fāng)向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這時(shí)一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一個方向運動時,將液體(tǐ)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(zhǒng)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(yòng)1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著(zhe)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(tào)外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱(zhù)塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或(huò)電(diàn)噴塗(tú):噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表(biǎo)麵熔敷高硬度耐(nài)磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用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(zhuǎn)聲響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸速(sù)度(dù)下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標(biāo)下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓泵內部三對磨擦副的正常間(jiān)隙,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(zhóu)承的使用(yòng)壽命。據(jù)液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業(yè)檢測儀器是無法(fǎ)檢(jiǎn)測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更(gèng)換(huàn)軸承時,應注意(yì)原軸承(chéng)的英文字(zì)母和型(xíng)號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)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,應請教對軸承有經驗的人員查表對(duì)換,目的(de)是保持軸(zhóu)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(fá)來調節,使其工作(zuò)壓力(lì)保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢(yì)流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在(zài)無用功率,工作效率低,若使用創傑(jié)節能變頻器後,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(chí)工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力(lì)。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(háng)能耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜(xié)約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良好(hǎo)。
(3)檢查(chá)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(duān)和側(cè)麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好(hǎo),否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配(pèi)合情況。用手指堵(dǔ)住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則(zé)應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)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。