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柱塞泵是(shì)液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸(zhū)如液(yè)壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單(dān)向閥。柱(zhù)塞與缸(gāng)體(tǐ)孔之間形成密閉容(róng)積(jī)。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)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(wǎng)複運動,實現(xiàn)吸、排液體(tǐ)的液壓泵(bèng)。它們也都采用(yòng)閥式配流裝置,而且(qiě)大多為定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行(háng)的柱塞在柱(zhù)塞(sāi)孔內往(wǎng)複運動所產(chǎn)生的(de)容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因(yīn)此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型和(hé)自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器之後,必(bì)須等液壓(yā)油(yóu)箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱(xiāng)的氣(qì)壓不足時(shí)就(jiù)啟動機器,會(huì)對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會(huì)造(zào)成泵(bèng)體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可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)率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的(de)不足。由於徑向泵結(jié)構上的(de)特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機(jī)構設計為高壓(yā)操(cāo)縱,由控製閥進(jìn)行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟(qǐ)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(pán)式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵(bèng)本身帶有(yǒu)補油分泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油(yóu)。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑(jìng)向柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱(zhù)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柱塞的(de)往複運動方向與驅(qū)動軸垂直(zhí)的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向(xiàng)作(zuò)用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布(bù)置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴(xuē)球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保(bǎo)持環將滑靴卡在(zài)行程(chéng)定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將作往複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上(shàng)的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油(yóu)液的進出(chū)通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產(chǎn)生(shēng)的液壓(yā)力(lì)被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(xíng)成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不(bú)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(sāi)在柱塞孔內(nèi)往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工(gōng)作(zuò)的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓(yuán)形零件,加工(gōng)時可(kě)以達(dá)到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下(xià),迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完(wán)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(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的(de)升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小(xiǎo)取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)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產係(xì)列柱塞(sāi)泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據柴油(yóu)機單缸功率(lǜ)範圍對供油量(liàng)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(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不(bú)等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要。國產(chǎn)係列噴油泵(bèng)的工作原理(lǐ)和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈(mò)動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油(yóu)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油行程的變(biàn)化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了(le)時刻,從(cóng)而改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧(huáng)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(kě)分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸(tū)起部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體油(yóu)道內的柴(chái)油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上(shàng)行到柱塞上(shàng)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(tóu)部的中孔和徑向孔及斜(xié)槽溝通,油壓(yā)驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速(sù)關閉,停止供油。此後柱塞還要上(shàng)行,當(dāng)凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥(fá)被(bèi)打開,被吸入缸內的液體(tǐ)被(bèi)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(zhuāng)銅套的,可以采用更換(huàn)銅套的方法安裝。首(shǒu)先把(bǎ)一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱(rè)裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅(tóng)外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀修(xiū)複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(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(jī)光熔敷:在柱(zhù)塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐(nài)磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用(yòng)3000h後,操作(zuò)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,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限,要保持足夠數量的液(yè)壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要(yào)的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保(bǎo)證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同(tóng)時也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平(píng)均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)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(cǎi)用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就(jiù)必須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如(rú)果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經(jīng)驗的人員查表對換,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,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回(huí)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,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,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 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查(chá)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(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和(hé)側麵的進油口。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓(yā)環(huán)帶(dài)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。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一手指將出油(yóu)閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回(huí)原(yuán)位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換出油(yóu)閥副(fù)。
(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,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸緣和控(kòng)製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過(guò)0.12mm,必須更換控製套。