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柱塞泵是液壓係統的(de)一個重要裝置。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變化來實現吸(xī)油、壓油(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率高和流量(liàng)調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、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(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動(dòng)一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱(zhù)塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)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(tā)們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液(yè)泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活(huó)塞做往複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵(bèng)利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動所(suǒ)產生的容(róng)積變(biàn)化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液(yè)壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不(bú)足時(shí)就(jiù)啟動機器(qì),會對液(yè)壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回(huí)程(chéng)板與壓板的(de)非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑向(xiàng)柱塞泵可分為閥配流(liú)與軸配流兩大類。閥配流(liú)徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)高(gāo)、效率低等缺點。國際上70、80年(nián)代發展的(de)軸配流(liú)徑向柱塞(sāi)泵克服(fú)了(le)閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱(zhù)塞(sāi)泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)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(yóu)箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸(xī)油能力很強(qiáng),無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)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(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵(bèng)是活塞或柱塞的往複運動方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其(qí)它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉(zhuǎn)子中(zhōng)的(de)徑向布置的柱(zhù)塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著(zhe)偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的(de)兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並由配(pèi)流軸上吸油口控製(zhì),泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓(yā)平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環控製(zhì)。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支承(chéng)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)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往(wǎng)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(xiǎo)取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)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(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴油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(gōng)率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基(jī)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(bèng)的工(gōng)作原理和結構型(xíng)式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製(zhì),液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進(jìn)行通訊,具有工(gōng)作(zuò)壓(yā)力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)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決於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻不(bú)隨供油行程的變(biàn)化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的(de)凸(tū)起部分轉過去後,在(zài)彈(dàn)簧(huáng)力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部(bù)空間(稱為泵油(yóu)室(shì))產生真空度(dù),當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中(zhōng)孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始了下(xià)一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個(gè)單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一個(gè)單向(xiàng)閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅(tóng)套低溫(wēn)冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝配(pèi),這咱方(fāng)法要求銅外套外徑表麵(miàn)有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲(shēng)響是否正常。如發現液壓缸速度下降或(huò)悶車時,就應該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液(yè)壓(yā)油。液壓油(yóu)的清潔度越(yuè)高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞(sāi)泵最重要的(de)部(bù)件是軸承,如(rú)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(gè)磨擦副的靜液壓支承(chéng)油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據(jù)液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值(zhí)就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購(gòu)買原廠家,原規格(gé)的產(chǎn)品(pǐn),如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承的精(jīng)度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)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(cǎi)用溢(yì)流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更(gèng)大 優(yōu)點就是能(néng)降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插(chā)人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能(néng)在自身作用下(xià)緩慢地下滑為配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手(shǒu)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(zhù)塞,感到有較大的吸力,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台階或傷痕現象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查出油(yóu)閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥(fá)輕輕(qīng)向下壓,當手指離開出(chū)油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的(de)凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須(xū)更換控製套。