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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞在缸體(tǐ)中(zhōng)往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵(bèng)具有額(é)定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形(xíng)成(chéng)密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動(dòng)一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱(chēng)為排量,排量(liàng)隻與泵的結構參數有關。
2、臥式(shì)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根曲軸通過連杆滑塊或由偏心(xīn)軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動,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(wéi)定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵(miàn),為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶(dài)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運動方向與(yǔ)缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行(háng)的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運(yùn)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(dào)很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采(cǎi)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(dá)到使用氣壓後,才(cái)能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器,會對液(yè)壓泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨(mó)損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞(sāi)泵可(kě)分為閥配(pèi)流(liú)與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵(bèng)存在故障率高、效(xiào)率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克(kè)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(bèng)比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、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,改變定子的偏(piān)心(xīn)距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的(de)響應(yīng)速度快(kuài)。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱(zhù)塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力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(yā)力油的。自(zì)吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分(fèn)為兩(liǎng)種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產化的不斷加快(kuài),徑(jìng)向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領域的重要(yào)組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行(háng)程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓在定於內表麵上(shàng)。當(dāng)轉子轉動時(shí),由(yóu)於定於的偏心(xīn)作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏(piān)心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償(cháng)方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受(shòu)其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平(píng)行(háng)的柱(zhù)塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞泵(bèng)的柱塞和柱塞孔(kǒng)都是(shì)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,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出(chū)下(xià)列(liè)結論(lùn)
① 柱塞往複運(yùn)動總行程L是不(bú)變(biàn)的,由凸輪(lún)的升(shēng)程決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小取決(jué)於(yú)供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供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(gǎi)變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞(sāi)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(xì)列化是根據柴油機單缸功率範圍(wéi)對供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再(zài)分別配以(yǐ)不同尺寸(cùn)的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在(zài)一(yī)個工作循環內供油量不(bú)等的噴油(yóu)泵,以滿足各種柴油(yóu)機的需要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相(xiàng)同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵(bèng)、油量調節機構、傳(chuán)動機構和泵體
為微處理器智能控製,液(yè)晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有(yǒu)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,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於(yú)供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了(le)時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油(yóu)泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)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(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下,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)上端(duān)麵把柱塞套(tào)上的進油孔(kǒng)打開後,充(chōng)滿在油泵上(shàng)體油道(dào)內的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(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(bù)的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止(zhǐ)供油。此後(hòu)柱塞還要上(shàng)行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又下(xià)行。此時便開始了下一個(gè)循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩個(gè)單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸(gāng)內,柱(zhù)塞向另(lìng)一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥(fá)被打開,被(bèi)吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方(fāng)式連續運動(dòng)後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用(yòng)更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要(yào)求銅外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅套,安(ān)裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技(jì)術(shù):在柱塞表(biǎo)麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐(nài)磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供(gòng)油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞泵檢查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(guò)大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標(biāo)下限,要保持(chí)足(zú)夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的部件是軸承,如(rú)果軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內部三對磨擦副的正常間(jiān)隙,同(tóng)時也會破壞各磨(mó)擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。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(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒(méi)有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家,原(yuán)規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有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(shí)際壓(yā)力(lì)大於需(xū)要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超(chāo)出(chū)部分。而(ér)電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流(liú)回原係(xì)統,從而造成柱(zhù)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(tōng)過(guò)節能變頻器本身自動(dòng)調整工(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這(zhè)種(zhǒng)調節方(fāng)式更大 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能(néng)在自身作用下緩慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的(de)密封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手(shǒu)指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱(zhù)塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或(huò)傷(shāng)痕現象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出(chū)油閥副密封良(liáng)好,否則應更(gèng)換出油(yóu)閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間(jiān)的標準(zhǔn)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(tào)的凹(āo)槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超過0.12mm,必(bì)須(xū)更換控製套。