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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的容積發生變(biàn)化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率(lǜ)高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液(yè)壓機(jī)、工程(chéng)機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥(fá)。柱塞與(yǔ)缸體孔(kǒng)之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一(yī)轉,柱塞上(shàng)下往複(fù)運動一次,向下運(yùn)動吸油,向上運動(dòng)排(pái)油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體(tǐ)積(jī)稱為(wéi)排量,排量(liàng)隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱(zhù)塞(一般為3個(gè)或6個)並(bìng)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(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥(wò)式(shì)柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架提供乳(rǔ)化液(yè),工作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(chuán)動軸平(píng)行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)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
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力(lì)供油(yóu)型液壓泵大都是采用有(yǒu)氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足(zú)時就啟(qǐ)動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造(zào)成拉脫現象,會造成泵體內回(huí)程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
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故障率高、效(xiào)率低等(děng)缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞泵克服了(le)閥配流(liú)徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實(shí)現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的(de)響應速度快(kuài)。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題(tí)。使其抗(kàng)衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶有補油分(fèn)泵(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式(shì)
柱(zhù)塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會(huì)成為柱(zhù)塞泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞(sāi)或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流(liú)軸上。位(wèi)於轉子中(zhōng)的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。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,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的兩(liǎng)個柱塞來調(diào)節。油液(yè)的(de)進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流(liú)軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。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(biàn)化來進行工(gōng)作(zuò)的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件(jiàn),加工時可以達到很高的精度(dù)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(dàn)簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三(sān)個階(jiē)段。結論:通過上(shàng)述討論,得(dé)出(chū)下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於(yú)供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油(yóu)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泵國(guó)產係列柱塞泵(bèng)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(fàn)圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行(háng)程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再(zài)分別配以不同尺寸的柱(zhù)塞直徑,組成若幹種在一個工作(zuò)循環內供油量不等的噴油泵(bèng),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式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理(lǐ)。柱塞泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量(liàng)調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,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、環保等行業,滿足以(yǐ)上行業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送液體的要(yào)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決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而(ér)改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完(wán)成泵油任務(wù),泵油過(guò)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)力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當(dāng)柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的(de)進(jìn)油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回(huí)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(de)回油孔相(xiàng)通時,泵油室(shì)低壓(yā)油路便與(yǔ)柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油(yóu)壓驟然下降,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,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下(xià),柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱(zhù)塞為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體(tǐ)壓(yā)縮後(hòu)另(lìng)一個單向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的(de)液體被排出。這種工作(zuò)方式(shì)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(de),可(kě)以采用更換銅套(tào)的方法安裝。首先把(bǎ)一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)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(gōng)螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝(zhuāng)方法(fǎ)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,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉(yè)輪邊沿是否有刮傷現象(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標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵(bèng)的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸(zhóu)承出(chū)現遊隙(xì),則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙(xì),同(tóng)時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測,如發(fā)現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在(zài)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(dōu)采用大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規格的產品,如果更換另一種品(pǐn)牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於(yú)需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來(lái)調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來(lái)調(diào)節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存(cún)在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動(dòng)化控製,從而節省(shěng)能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節(jiē)電效(xiào)果可達(dá)30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應(yīng)更(gèng)換新品。
(2)檢(jiǎn)查柱塞(sāi)副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人(rén)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)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱(zhù)塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則(zé)應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓(yā)環(huán)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(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端(duān)時,它能(néng)自動彈回原位(wèi),表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。