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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具有額(é)定壓力高、結構緊湊、效率(lǜ)高和(hé)流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程(chéng)機械和船舶中。
機(jī)械(xiè)分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱(zhù)塞與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(fù)運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
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(gè))並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直(zhí)接推動(dòng)柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為(wéi)液壓支(zhī)架提(tí)供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現吸液(yè)和排液。
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(xiàng)與缸體中心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與(yǔ)傳動軸平行的(de)柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須(xū)等液(yè)壓油箱達到使用(yòng)氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的(de)氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造成泵體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流兩大類。閥配(pèi)流(liú)徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)高、效率(lǜ)低等缺點。國際上70、80年代發展(zhǎn)的軸配(pèi)流徑向柱塞(sāi)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(liú)徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改變定子的(de)偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排量大小不(bú)同),變量行程很短。且變量機(jī)構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快(kuài)。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機(jī)器後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型(xíng)的自吸油(yóu)型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有(yǒu)氣(qì)壓(yā)的油箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有(yǒu)代表性的結構(gòu)形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必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(huò)柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)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(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力和液壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作(zuò)往複(fù)運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的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。油液的進出通過泵體(tǐ)和配流(liú)軸上的流道,並由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓(yā)力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承(chéng)作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中(zhōng):軸向柱塞(sāi)泵是利用(yòng)與傳動(dòng)軸平行的(de)柱塞(sāi)在柱塞孔(kǒng)內往(wǎng)複運動所產生的容積變(biàn)化來進(jìn)行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件(jiàn),加工時可以(yǐ)達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述討論,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(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴(chái)油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為(wéi)基礎,再(zài)分(fèn)別配以不同尺(chǐ)寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的(de)需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量調節(jiē)機構、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連續(xù)恒壓、恒流輸送(sòng)液(yè)體的要求。
1、機械原理概述
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。柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製(zhì)是可(kě)變的。供油(yóu)開始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞(sāi)上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油(yóu)孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進(jìn)油結束
4、回油(yóu)過程(chéng)
柱塞(sāi)向上供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與(yǔ)套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱塞頭部的(de)中孔(kǒng)和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速(sù)關閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,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)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有(yǒu)兩個(gè)單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方(fāng)向運動時,將液體(tǐ)壓縮(suō)後另(lìng)一(yī)個單向(xiàng)閥被打開,被吸(xī)入缸內的液體被排(pái)出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先(xiān)把一(yī)組柱塞杆(gǎn)外徑修(xiū)整(zhěng)到統一(yī)尺寸,再(zài)用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅(tóng)套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈裝(zhuāng)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)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)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(bàng),手工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱(zhù)塞表(biǎo)麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱(zhù)塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正(zhèng)常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對(duì)補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於(yú)自吸(xī)油型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各(gè)磨擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造(zào)廠提(tí)供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對(duì)換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力(lì)大於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來調(diào)節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥(fá)施放超(chāo)出(chū)部(bù)分(fèn)。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(jiē)壓力和流量時,有部分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,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的(de)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(bèng)的運行能耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞能(néng)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。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大(dà)的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有(yǒu)台階(jiē)或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指(zhǐ)將出(chū)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,表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱(zhù)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(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。