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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有(yǒu)額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用於高(gāo)壓、大流量和流量需(xū)要調節的場(chǎng)合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱(zhù)塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成(chéng)主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量(liàng)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(sāi)(一般為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複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥(wò)式(shì)柱塞(sāi)泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作(zuò)麵,為(wéi)液壓(yā)支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵(bèng)利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的(de)容(róng)積(jī)變化來進(jìn)行工(gōng)作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和自吸油(yóu)型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大(dà)都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機器之後,必須等液(yè)壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),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。閥配流徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐(nài)衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的(de)變(biàn)量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據(jù)排量大小(xiǎo)不同),變量行程很短。且(qiě)變量機(jī)構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次(cì)啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分(fèn)為壓力供油(yóu)型的(de)自吸(xī)油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的(de)自吸油能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代表(biǎo)性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比(bǐ)較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱(zhù)塞泵應用(yòng)領域的重要組成部分(fèn);徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向(xiàng)與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅(qū)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(gāng)體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位(wèi)於轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行(háng)程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個(gè)保持環將滑靴卡(kǎ)在(zài)行(háng)程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於定於的偏心(xīn)作用,柱塞將作往(wǎng)複(fù)運動,它的行程為定於偏(piān)心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節。油液的進出通過(guò)泵體和(hé)配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平(píng)衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成(chéng)了(le)開環控(kòng)製。支(zhī)承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用,不(bú)受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利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(biàn)化來進行工(gōng)作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下(xià)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(yóu)量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)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(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞泵主要有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式(shì)為基礎,再分別配以不同(tóng)尺寸的柱塞(sāi)直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作(zuò)循環內供油量不等的(de)噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原理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(gōng)作原理。柱塞泵(bèng)由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節(jiē)機構(gòu)、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器(qì)智能控製(zhì),液(yè)晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦(nǎo)進(jìn)行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈(mò)動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足(zú)以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機(jī)械(xiè)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(shēng)程(chéng)決定。柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油(yóu)行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不(bú)隨供油行程的變(biàn)化而變化(huà)。轉動柱塞可改變供(gòng)油終了(le)時刻(kè),從(cóng)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(bèng)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過去後,在彈簧(huáng)力的作(zuò)用下,柱塞向(xiàng)下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱塞(sāi)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(bèng)油室,柱塞運動到下止點,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(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱(zhù)塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧(huáng)力(lì)的作用(yòng)下迅速關閉,停(tíng)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(de)作(zuò)用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個(gè)單向閥打開(kāi)液體被(bèi)吸入缸內,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,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成(chéng)了連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采(cǎi)用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸(gāng)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壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)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,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工或(huò)機械方法研磨(mó)修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如(rú)下(xià):
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐(nài)磨材(cái)料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳(tàn)馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵(bèng)運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查,檢查葉(yè)輪邊(biān)沿是否有刮傷(shāng)現象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得(dé)低於油(yóu)標下限,要保(bǎo)持(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現(xiàn)遊隙(xì),則不能保(bǎo)證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據(jù)液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專(zhuān)業檢測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表(biǎo)麵(miàn)有(yǒu)劃痕(hén)或變色(sè),就必須(xū)更換。在更換軸承(chéng)時,應注意原軸(zhóu)承(chéng)的英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格(gé)的產品,如果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時(shí),都是通(tōng)過溢流閥(fá)來調節,使其工作(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和流量(liàng)時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞(sāi)泵存(cún)在無用功(gōng)率,工作(zuò)效率低,若使用創傑(jié)節能變頻器後,溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變頻器(qì)本身(shēn)自動調整工作壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點(diǎn)就是能降低(dī)柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果可達30%以(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況(kuàng)。將柱塞端頭插人(rén)柱塞套內,傾斜(xié)約(yuē)60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配(pèi)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的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減壓環帶(dài)是(shì)否磨(mó)損有台(tái)階或傷痕現象,必要時(shí)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(kǒng),用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封(fēng)良好,否則應(yīng)更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控(kòng)製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控製套。