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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,使密封工(gōng)作容腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率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合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類(lèi):
柱塞泵一般(bān)分為單柱(zhù)塞泵、臥式柱(zhù)塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下(xià)往複運(yùn)動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排(pái)量(liàng),排量(liàng)隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥(wò)式柱(zhù)塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(一般(bān)為(wéi)3個或6個)並列安裝(zhuāng),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(dòng),實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量泵。煤礦液(yè)壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工(gōng)作(zuò)麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的(de)容積變化來進行(háng)工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,可以達(dá)到(dào)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。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對(duì)液壓泵(bèng)內的滑靴造(zào)成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓(yā)板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配(pèi)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(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。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、控製精度高(gāo)。變量行(háng)程短(duǎn)泵的變量是在(zài)變量柱(zhù)塞和限(xiàn)位柱塞作(zuò)用下,改變定子的偏心距實現的,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。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞(sāi)泵滑(huá)靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器(qì)後(hòu),必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,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型兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都(dōu)采用有氣(qì)壓的油箱,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)液壓泵的自(zì)吸油能力很(hěn)強,無需外(wài)力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)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(xíng)的技術含(hán)量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域的重要組成(chéng)部分;徑向柱(zhù)塞泵是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 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(pèi)流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧(huáng)鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程(chéng)為(wéi)定於偏心距的(de)2倍。定(dìng)子的偏心距可(kě)由泵體上的(de)徑向位置相對的兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸(xī)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。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的軸(zhóu)承隻起支承作用(yòng),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(zài)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(yú)柱塞泵的柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在(zài)噴(pēn)油泵凸(tū)輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈(dàn)簧的(de)作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環(huán)的(de)供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行程不(bú)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(de)變化而變(biàn)化。
④ 轉動(dòng)柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國(guó)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(liè)。係列化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範圍(wéi)對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若(ruò)幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需(xū)要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和(hé)結(jié)構型式基(jī)本相同,以A型(xíng)泵(bèng)為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分(fèn)組成:分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作(zuò)壓力(lì)穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫(yī)藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概(gài)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(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行(háng)程的(de)變(biàn)化(huà)而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了(le)時刻,從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴(pēn)油泵(bèng)凸(tū)輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下(xià),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(sāi)上(shàng)端麵把柱塞套(tào)上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油(yóu)過程
柱(zhù)塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與(yǔ)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孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞還要上行,當(dāng)凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一(yī)個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個(gè)單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一個單向(xiàng)閥被打開,被吸入缸(gāng)內(nèi)的液體被排出。這種工作(zuò)方式連續運動後就(jiù)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(gèng)換銅套(tào)的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠(jiāo)粘著裝配,這咱方法(fǎ)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(róng)燒結合方(fāng)式(shì)的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複(fù)缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法(fǎ)如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(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)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作(zuò)人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵運轉聲響是否正(zhèng)常。如發現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓(yā)油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的(de)清潔度越(yuè)高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚(hòu)度,降低柱(zhù)塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的(de)資(zī)料,軸承的平均(jun1)使用壽命為10000h,超過(guò)此值(zhí)就需要更換新(xīn)口(kǒu)。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測(cè)儀器是無法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或變色,就必須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷(hé)容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品牌(pái),應請教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(róng)量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗(hào)不(bú)變。當采用溢流(liú)來調節(jiē)壓力和流量時,有部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功(gōng)率,工作(zuò)效率低,若使用(yòng)創傑(jié)節能變頻(pín)器後,溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定(dìng),自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自動(dòng)化(huà)控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優(yōu)點就是(shì)能降低(dī)柱塞(sāi)泵的運行能(néng)耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞(sāi)端(duān)頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自(zì)身作(zuò)用下緩慢(màn)地下滑為配合良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副(fù)的密封性(xìng)。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端和(hé)側麵(miàn)的進油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回(huí)原位(wèi),表(biǎo)明(míng)柱塞(sāi)副(fù)密封良好,否(fǒu)則(zé)應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損有(yǒu)台階或傷痕現象(xiàng),必要(yào)時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向(xiàng)下壓,當手指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈(dàn)回原位,表明出油閥副密封(fēng)良好,否(fǒu)則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺(tǐng)柱體之間的標(biāo)準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。