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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要(yào)調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一(yī)般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏(piān)心輪、柱(zhù)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,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸(xī)油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排量,排(pái)量(liàng)隻與泵的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列(liè)安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆(gǎn)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(yè)壓泵(bèng)。它(tā)們也都采用閥式(shì)配(pèi)流裝置,而且大多為定量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架(jià)提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體(tǐ)中(zhōng)心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合(hé),因此容(róng)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(zì)吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣(qì)壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動(dòng)機器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓(yā)後,才能操作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與(yǔ)壓板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可(kě)分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向(xiàng)泵結構上(shàng)的特(tè)點,固(gù)定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高(gāo)。變量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現(xiàn)的(de),而定(dìng)於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響(xiǎng)應速度快。徑向結(jié)構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有(yǒu)氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油(yóu)口提供(gòng)壓力油的(de)。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力(lì)供油。
二、結(jié)構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞(sāi)或柱塞的往(wǎng)複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子(zǐ),定(dìng)子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子(zǐ)。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖定。二個(gè)保持環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的行程為(wéi)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(xiàng)對的兩個(gè)柱塞(sāi)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)流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了(le)過平衡壓(yā)力補償方(fāng)法,形成了(le)開(kāi)環控製。支(zhī)承驅動軸的(de)軸承隻(zhī)起支承(chéng)作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動軸平行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。由於柱塞泵(bèng)的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(pèi)合;
三、工作階段
工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上(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,從而完成泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下(xià)列結論
① 柱塞往複(fù)運動總(zǒng)行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程(chéng)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(bú)受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化(huà)。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改(gǎi)變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)國(guó)產係列柱塞泵主要(yào)有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是(shì)根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量的(de)要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相(xiàng)同,以A型泵為例介(jiè)紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大(dà)部(bù)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(néng)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、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環(huán)保等行業(yè),滿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
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的(de)。供油(yóu)開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而(ér)變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向(xiàng)下(xià)運動,柱塞上部空間(jiān)(稱(chēng)為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞(sāi)運動到下(xià)止點(diǎn),進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓(yā)油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作(zuò)用(yòng)下,柱塞又下行。此時(shí)便開始(shǐ)了下一個循環。柱(zhù)塞泵(bèng)以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上(shàng)有兩個單向閥(fá),並(bìng)且方向相反,柱(zhù)塞向一個(gè)方向運動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打(dǎ)開(kāi)液體被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)個單(dān)向閥被打開,被吸入(rù)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、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安(ān)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(cǎi)用坐標鏜床(chuáng),重(chóng)新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵(miàn)工程(chéng)技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在(zài)柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗(tú):噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護(hù)
采用補油泵供油的(de)柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正(zhèng)常。如發現液壓(yā)缸速度(dù)下降或(huò)悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是(shì)否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓(yā)油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱(zhù)塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓泵(bèng)製造廠(chǎng)提供的資料,軸(zhóu)承的平(píng)均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專(zhuān)業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙(xì)的(de),隻能采用(yòng)目測(cè),如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時(shí),應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原(yuán)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(biǎo)對(duì)換(huàn),目的是保持軸承的精(jīng)度等級和載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢(yì)流閥(fá)來調節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不變。當采(cǎi)用溢流來調節壓力和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,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,通過(guò)節能變頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的(de)壓力。實現自動化控製,從(cóng)而節省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節(jiē)電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)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緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和(hé)側(cè)麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),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磨損有台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配(pèi)合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。