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柱塞(sāi)泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞(sāi)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(bèng)被廣泛應用於(yú)高壓(yā)、大流量和流量需要調節的場合,諸(zhū)如液(yè)壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱(chēng)為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
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(gēn)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、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液(yè)泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞(sāi)泵利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞(sāi)在(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件(jiàn),可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型和自吸油型兩種。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,在每次啟動(dòng)機器之後,必(bì)須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)作機械。如果液壓油箱(xiāng)的氣壓不足時就啟動機器,會(huì)對液(yè)壓泵內(nèi)的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體(tǐ)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配流與軸配(pèi)流兩大類。閥配(pèi)流徑(jìng)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(pèi)流徑向柱塞泵克服了(le)閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上(shàng)的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱(zhù)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(hé)限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由控製閥進(jìn)行控製。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑(huá)靴偏(piān)磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大幅(fú)度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠氣(qì)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(yā)後(hòu),才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)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,也有液壓泵本身帶有(yǒu)補油分(fèn)泵向液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的(de)重要(yào)組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活塞或(huò)柱塞的(de)往複(fù)運動方(fāng)向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的(de)液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它(tā)橫(héng)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,通過靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在行程定(dìng)子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定(dìng)於(yú)內(nèi)表麵(miàn)上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於(yú)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(dìng)子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承(chéng)作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,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(zhù)塞往複運(yùn)動總行程L是(shì)不變的,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(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻(kè),從而改(gǎi)變供油量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油泵國(guó)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(duì)供油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同(tóng)尺寸的柱塞直徑(jìng),組成若(ruò)幹(gàn)種在一個工作(zuò)循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需(xū)要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴(pēn)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
為微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示(shì),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(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,滿足(zú)以(yǐ)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(zhù)塞泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的(de)升程決定(dìng)。柱塞每循環的(de)供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油(yóu)終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油(yóu)過程可(kě)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,在彈簧力的作用下,柱塞向下(xià)運動,柱塞(sāi)上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵(miàn)把(bǎ)柱塞套上的進(jìn)油孔打開(kāi)後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入(rù)泵油室,柱塞(sāi)運動到下(xià)止點,進油結(jié)束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油(yóu)室低壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜(xié)槽溝通,油壓(yā)驟然(rán)下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當(dāng)凸(tū)輪的凸起(qǐ)部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱(zhù)塞為原理(lǐ)介紹,一(yī)個柱塞(sāi)泵上有(yǒu)兩個(gè)單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後(hòu)另一(yī)個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液(yè)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(jī)械使用
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一(yī)尺寸(cùn),再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低(dī)溫冷凍(dòng)擠(jǐ)壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套外徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,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)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表(biǎo)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:在柱(zhù)塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵(bèng)運轉聲響是否正(zhèng)常。如(rú)發現液壓缸(gāng)速度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解(jiě)體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的液壓油。液(yè)壓油的清潔度越高(gāo),液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部三對磨(mó)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。據液壓泵製造廠提供的(de)資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無(wú)法檢測出軸承的(de)遊隙的(de),隻(zhī)能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或(huò)變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規(guī)格的產品,如果更換另一種品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗的(de)人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸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(shì)通過溢流(liú)閥來調(diào)節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超(chāo)出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變(biàn)。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部(bù)分的餘量(liàng)溢流回原(yuán)係統,從而造(zào)成柱塞(sāi)泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩(wěn)定,自(zì)動追蹤設備的壓力。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(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽(xiù)蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜(xié)約60°,若柱塞能在自(zì)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(shǒu)握住柱塞套,兩(liǎng)個(gè)手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨(mó)損有台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更(gèng)換。
(5)檢(jiǎn)查出油(yóu)閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈回原位(wèi),表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控(kòng)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。