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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體(tǐ)中往複運動,使密(mì)封工(gōng)作容(róng)腔的容積發(fā)生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便等優點。
柱塞泵被廣泛(fàn)應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞(sāi)、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(wǎng)複運動一次(cì),向下運動吸油,向上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結(jié)構參數有(yǒu)關。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複(fù)運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們(men)也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架(jià)係統中的乳(rǔ)化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提(tí)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(xī)液和排液(yè)。
3、軸向(xiàng)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(zhōng)心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以達到很高的精度配(pèi)合,因(yīn)此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式(shì)柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是采用有(yǒu)氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣(qì)壓不(bú)足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可(kě)分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故(gù)障率高、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高(gāo)。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變(biàn)定子的偏心(xīn)距實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行(háng)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(bèng)的響(xiǎng)應速(sù)度快。徑向結構設計克(kè)服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能(néng)力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都采用有(yǒu)氣壓的油(yóu)箱,也有液(yè)壓泵本(běn)身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油(yóu)能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式(shì)
柱塞泵分為兩種有代表性(xìng)的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵;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,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中(zhōng)的徑(jìng)向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它(tā)依靠離(lí)心力和(hé)液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於(yú)的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距可由泵體(tǐ)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和配流軸上的流(liú)道(dào),並由配流(liú)軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平(píng)衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利(lì)用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可(kě)以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,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 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸(zhóu)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、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵國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供油量的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎(chǔ),再分別(bié)配以不同尺寸的柱(zhù)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,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理(lǐ)和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節機構、傳動機構和(hé)泵(bèng)體
為微處理(lǐ)器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點(diǎn)。廣泛(fàn)用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒(héng)壓(yā)、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運(yùn)動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程(chéng)決(jué)定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,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)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成(chéng)泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油(yóu)道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低(dī)壓油路(lù)便與柱塞(sāi)頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用下迅速關(guān)閉(bì),停止供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥(fá)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,被吸入缸內的(de)液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻(gōng)絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結(jié)合方式的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方(fāng)法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術(shù):在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗(tú)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度耐(nài)磨(mó)合(hé)金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人(rén)員每日需對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查,檢(jiǎn)查葉輪(lún)邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標(biāo)下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔(jié)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,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊(yóu)隙的,隻能(néng)采用目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃(huá)痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品(pǐn)牌(pái),應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查(chá)表對換,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(shí),都是通過溢流閥來(lái)調節,使其(qí)工(gōng)作(zuò)壓力保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動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力(lì)和流(liú)量時(shí),有部(bù)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,若使用(yòng)創(chuàng)傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻(pín)器本身自(zì)動調整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定(dìng),自動追蹤設(shè)備的壓(yā)力。實現自動化(huà)控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)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(shēn)作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮回原位,表明(míng)柱(zhù)塞副密封良好,否(fǒu)則應更(gèng)換柱塞副(fù)。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓(yā)環帶是否磨損有台階或傷痕現象,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(chū)油閥下孔,用另一(yī)手(shǒu)指將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油(yóu)閥上(shàng)端時,它能自(zì)動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體(tǐ)。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹(āo)槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。