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柱塞泵是液壓係統的一(yī)個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高(gāo)壓、大流量(liàng)和流(liú)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:
柱塞泵一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏心輪、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,柱塞上(shàng)下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每(měi)轉一(yī)轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數(shù)有關。
2、臥(wò)式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為(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(wǎng)複運動(dòng),實現吸、排(pái)液體的液壓泵。它們也(yě)都采(cǎi)用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓(yā)支架係(xì)統中的乳化液泵一般都是臥式(shì)柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的(de)旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
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(bèng)大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損(sǔn)。
5、徑向(xiàng)式
徑(jìng)向柱(zhù)塞泵可分為閥配流(liú)與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)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(bèng)比(bǐ)軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命(mìng)長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱(zhù)塞作用(yòng)下,改變定(dìng)子的偏心距實(shí)現(xiàn)的,而定於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每(měi)次啟動機(jī)器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油。
二、結(jié)構形式
柱(zhù)塞泵分為兩種有(yǒu)代表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於(yú)一(yī)種新型的技術含量比較高的高效泵(bèng),隨著國產化的(de)不斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會(huì)成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑向(xiàng)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(xiàng)柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字(zì)聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置(zhì)的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏(piān)心行程(chéng)定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將作(zuò)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(de)徑向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調(diào)節(jiē)。油(yóu)液的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上(shàng)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(yā)平衡(héng)的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償(cháng)方法,形成了開環控製(zhì)。支(zhī)承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外力(lì)的(de)作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的(de)容(róng)積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞(sāi)泵的(de)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上(shàng)、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循(xún)環的(de)供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可(kě)變(biàn)的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱(zhù)塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)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(jī)單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺(chǐ)寸(cùn)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,以滿足各種柴油機(jī)的需要(yào)。國產係列噴油泵的工作(zuò)原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作(zuò)原理(lǐ)。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為(wéi)微處理(lǐ)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(biàn)等特(tè)點。廣泛用(yòng)於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵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(xún)環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運(yùn)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(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用(yòng)下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱(zhù)塞套(tào)上的(de)進油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油(yóu),當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回(huí)油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑(jìng)向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停(tíng)止供油(yóu)。此後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行(háng)。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為(wéi)原理介紹,一個柱(zhù)塞泵(bèng)上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。這種工作方式連續運動後(hòu)就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以(yǐ)采(cǎi)用更換銅套的方法安裝。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝(zhuāng)或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)粘(zhān)著裝配,這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表(biǎo)麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用(yòng)研(yán)磨(mó)棒(bàng),手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高碳馬(mǎ)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(jīn)粉末(mò)。
五、機械維護
采用補(bǔ)油泵供油的(de)柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人(rén)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(fā)現液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就應該(gāi)對(duì)補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸(xī)油型柱塞泵,液壓油箱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(jié)度越高(gāo),液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞(sāi)泵(bèng)最重要的部(bù)件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支(zhī)承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造(zào)廠提供的資料(liào),軸承的平均(jun1)使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊(yóu)隙的,隻能(néng)采用目(mù)測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換(huàn)軸承時,應注意原軸承的英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家(jiā),原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應請教對(duì)軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當(dāng)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(fù)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,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現自(zì)動(dòng)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、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)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,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞(sāi)副密封良好(hǎo),否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或(huò)傷痕現(xiàn)象,必要時應(yīng)予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出(chū)油閥下孔,用另一手指將(jiāng)出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上(shàng)端時,它能自動彈回(huí)原位,表明(míng)出油(yóu)閥副密(mì)封良好,否則(zé)應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和(hé)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。