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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(zhōng)往複運動,使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具(jù)有額定壓力高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用(yòng)於高壓、大流量和流(liú)量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一次(cì),向下運動吸油(yóu),向上運動(dòng)排(pái)油。泵每轉一轉排(pái)出(chū)的油液體(tǐ)積稱為(wéi)排量,排量隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多為定(dìng)量泵。煤(méi)礦液(yè)壓支架(jià)係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞(sāi)泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵(miàn),為(wéi)液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動(dòng)活塞做(zuò)往複運動,實現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與(yǔ)缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件(jiàn),可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采用有(yǒu)氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須(xū)等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機(jī)械。如(rú)果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器,會(huì)對液(yè)壓泵內(nèi)的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回(huí)程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向(xiàng)式
徑向柱塞(sāi)泵可(kě)分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年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(zú)。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擊、壽命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏(piān)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(jī)構設計為高壓操(cāo)縱,由控製閥進行控製。故該泵(bèng)的響(xiǎng)應速度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏(piān)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,在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後(hòu),才能操作機械。直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩(liǎng)種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞(sāi)泵分(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑(jìng)向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一(yī)種新型的技術含量比(bǐ)較高的高效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵(bèng)必然會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複(fù)運(yùn)動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液(yè)壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子(zǐ)裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡(héng)的(de)滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個(gè)保持環將(jiāng)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(zǐ)轉動時,由於定於(yú)的偏心作用,柱塞將作往複(fù)運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的(de)進出通過泵體和配流軸上的流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所(suǒ)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。支承驅動(dòng)軸(zhóu)的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵是利用與傳動軸平行(háng)的(de)柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零(líng)件,加工時可以達到很高的精(jīng)度配(pèi)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(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過(guò)上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪的(de)升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的(de)供油量大(dà)小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻(kè)不隨供油行程的(de)變化而變(biàn)化(huà)。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞(sāi)式噴油泵國產係(xì)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率範(fàn)圍對供油(yóu)量的(de)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(bié)配以(yǐ)不同尺寸的柱(zhù)塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不等(děng)的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓(yā)力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生(shēng)化、醫藥、化工、環保等(děng)行業(yè),滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的(de)升程決定(dìng)。柱塞每循環的供(gòng)油量大小(xiǎo)取決(jué)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。轉動柱塞可改變供(gòng)油終(zhōng)了(le)時刻(kè),從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上(shàng)的凸輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧的作(zuò)用下,迫使(shǐ)柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而(ér)完成(chéng)泵油(yóu)任(rèn)務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油(yóu)結束(shù)
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的(de)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孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟(zhòu)然下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉(bì),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,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一(yī)個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一個方向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸(xī)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(yòng)更換銅套的方法安裝。首(shǒu)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(guāng)外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫(wēn)冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱(zán)方法要求銅外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)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(zhuāng)方法如(rú)下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新鏜(táng)缸(gāng)體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀修複缸體(tǐ)孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如(rú)下(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬氏(shì)體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐(nài)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,操作人員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次(cì),檢查液(yè)壓泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙(xì)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(xià)限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,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(yā)支承油(yóu)膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的(de)英文字母和(hé)型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經驗的人員查表對換,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(xū)要壓力時,都是通(tōng)過(guò)溢(yì)流閥來調節,使(shǐ)其工(gōng)作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而(ér)造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變頻(pín)器本身(shēn)自動調整工(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在(zài)自身作用下緩慢地下滑為(wéi)配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手(shǒu)指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的(de)吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換(huàn)。
(5)檢查出油(yóu)閥副的配合情況。用手指堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,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,如超過0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控製套。