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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,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和(hé)流(liú)量調(diào)節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高(gāo)壓、大流量和流量(liàng)需要(yào)調節(jiē)的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶(bó)中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運動一次,向下運(yùn)動(dòng)吸油,向上(shàng)運動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個(gè)柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通(tōng)過連杆滑塊(kuài)或由偏心(xīn)軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液(yè)泵一般都是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸(zhóu)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。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)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(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵(bèng)內(nèi)的滑(huá)靴造成拉脫(tuō)現象,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(pèi)流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率(lǜ)低(dī)等缺點。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服(fú)了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊(jī)、壽命長(zhǎng)、控製精度(dù)高。變量行(háng)程短泵(bèng)的變量是在變量(liàng)柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的(de)偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥(fá)進行控(kòng)製。故該泵的(de)響應(yīng)速度快。徑向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度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大(dà)都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強(qiáng),無需(xū)外力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱塞泵(bèng)屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的(de)不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應(yīng)用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向(xiàng)與驅動(dòng)軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳(chuán)遞給(gěi)星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫(héng)向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞(sāi)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(xīn)力(lì)和(hé)液壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動(dòng),它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定(dìng)子的偏心距可由泵(bèng)體上的徑向位置相(xiàng)對的兩個(gè)柱塞來(lái)調節。油液(yè)的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產(chǎn)生的液壓力被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(fǎ),形成了(le)開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液(yè)壓(yā)係(xì)統中:軸向柱塞泵是利(lì)用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複(fù)運動所(suǒ)產生的容積變(biàn)化(huà)來進行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和(hé)柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的(de)作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下(xià)往(wǎng)複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下三(sān)個(gè)階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動(dòng)總行程L是不變的(de),由凸輪的升程(chéng)決定。
② 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(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)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(chái)油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),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(guó)產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機(jī)構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶(jīng)屏顯示(shì),可與電腦進行通訊(xùn),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(bǎo)等行業,滿足以上行(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪(lún)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(zhì)是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動(dòng)柱(zhù)塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱(zhù)塞作上(shàng)、下往複運(yùn)動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為(wéi)泵油(yóu)室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體(tǐ)油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),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(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上(shàng)行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)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(dǎ)開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞(sāi)泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修(xiū)整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配(pèi),這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻(gōng)絲,銅套外徑(jìng)加(jiā)工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方(fāng)法研磨修(xiū)複(fù)缸孔;
(b)采用坐標鏜床,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(dù)技術(shù):在(zài)柱塞(sāi)表麵鍍(dù)一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度(dù)下降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸承,如果軸承出(chū)現(xiàn)遊(yóu)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(yā)支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)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(xiàn)滾(gǔn)柱表麵有劃(huá)痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容量。
當實際壓力大(dà)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溢流閥施放超出部分。而(ér)電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗(hào)不變(biàn)。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若(ruò)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(qì)本(běn)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 優點就是能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人(rén)柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩(huǎn)慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞副密封(fēng)良好,否(fǒu)則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨(mó)損有台階(jiē)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孔,用另(lìng)一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈(dàn)回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺(tǐng)柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。