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柱塞泵是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運(yùn)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、效率高和流(liú)量調(diào)節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調(diào)節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥(wò)式(shì)柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞(sāi)與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪(lún)旋轉(zhuǎn)一(yī)轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次(cì),向下(xià)運動(dòng)吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排(pái)量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一(yī)般為(wéi)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直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排(pái)液體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為(wéi)定量(liàng)泵。煤礦液壓(yā)支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵(bèng)用於采煤工(gōng)作麵,為(wéi)液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸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(zhù)塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的(de)往(wǎng)複運(yùn)動方向與缸體中(zhōng)心(xīn)軸(zhóu)平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸(zhóu)平(píng)行的柱(zhù)塞(sāi)在柱塞孔內往複運(yùn)動(dòng)所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,可以達到很高的精度配合(hé),因(yīn)此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)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(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。如果液壓油箱的氣壓不(bú)足時就啟動機器,會(huì)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正(zhèng)常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配(pèi)流兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺(quē)點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行(háng)程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心(xīn)距實現的,而定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故該泵(bèng)的響應速度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力(lì)大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才(cái)能操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵(bèng)本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種有代表性的結構(gòu)形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵(bèng);由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高(gāo)的高效泵,隨著國產化的(de)不斷加快(kuài),徑向柱塞泵必然會成為(wéi)柱塞泵應(yīng)用領域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活塞或(huò)柱塞(sāi)的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子(zǐ),定子不受其它(tā)橫(héng)向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜(jìng)壓(yā)平衡的滑靴緊貼著(zhe)偏(piān)心行程定子。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上。泵(bèng)轉動時(shí),它依靠離心力和液壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,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兩個(gè)柱塞來調節。油液的進出通過泵體和(hé)配流軸上的流道,並由配(pèi)流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產(chǎn)生(shēng)的液壓力被靜壓平(píng)衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過(guò)平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其(qí)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(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容(róng)積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度配合(hé);
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),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(sāi)往複運動(dòng)總行程L是(shì)不變的,由(yóu)凸輪的升(shēng)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(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵國產係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)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(yào)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(tóng)尺寸的(de)柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各(gè)種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構(gòu)型式基(jī)本相(xiàng)同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,滿足以上行業(yè)需(xū)要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動(dòng)總行程L是不變的(de),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變的。供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變(biàn)化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻(kè),從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油(yóu)過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進油(yóu)孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊(biān))與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,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(hái)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(háng)。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采用(yòng)更換銅套的方法安(ān)裝。首(shǒu)先把一(yī)組柱塞杆外徑修(xiū)整到統(tǒng)一尺寸,再用(yòng)1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜(táng)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:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍(dù)一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電(diàn)弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度(dù)耐磨合金(jīn)粉末。
五、機械維護(hù)
采(cǎi)用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現液壓(yā)缸(gāng)速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪(lún)邊沿是(shì)否(fǒu)有刮傷現(xiàn)象(xiàng),內(nèi)齒(chǐ)輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)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(yā)泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊(yóu)隙,則不能保(bǎo)證液壓泵(bèng)內部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)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新口。拆卸下來的軸承(chéng),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,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的英(yīng)文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力(lì)時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)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時,有部分的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過(guò)節(jiē)能(néng)變頻(pín)器本(běn)身自動調整工作壓力,保持(chí)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(néng)耗。這種調節方式更(gèng)大 優點就是能降(jiàng)低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況。將柱塞端頭插(chā)人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若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(wò)住柱塞套,兩個手(shǒu)指堵住柱(zhù)塞頂端和側麵的進油口。用另一隻(zhī)手(shǒu)拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原(yuán)位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副(fù)減壓(yā)環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回(huí)原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必(bì)須更換控製套。