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柱塞泵是液(yè)壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞在缸體中(zhōng)往複運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生變化來實現吸油、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(gāo)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(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和(hé)徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪(lún)旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向(xiàng)上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液(yè)體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式柱(zhù)塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。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轉(zhuǎn)帶動活塞做(zuò)往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方(fāng)向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所(suǒ)產(chǎn)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(gāo)的精度配合,因此(cǐ)容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型(xíng)液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓(yā)油箱(xiāng)達到使用氣(qì)壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的(de)氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的(de)滑靴造(zào)成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配(pèi)流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不足(zú)。由(yóu)於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向(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)心距實現的(de),而定於的更大 偏心(xīn)距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥(fá)進行控製。故該泵的響應(yīng)速度快。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(jī)能力大幅度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供(gòng)油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器(qì)後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都采用(yòng)有(yǒu)氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有(yǒu)補油分泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵(bèng)分(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的(de)偏心(xīn)作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑(jìng)向位(wèi)置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節(jiē)。油(yóu)液的進出通過泵體(tǐ)和配(pèi)流(liú)軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平(píng)衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補償方法,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)軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進行工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和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,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱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(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量(liàng)。
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。係列化是根據柴油機單缸功(gōng)率範圍對供油量的要求不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式為基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)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。國產(chǎn)係列噴油泵(bèng)的(de)工作原理和結(jié)構型(xíng)式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為(wéi)微(wēi)處理器智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓(yā)力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上(shàng)行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻不(bú)隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪(lún)與柱塞彈簧的(de)作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油(yóu)過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)為泵油室(shì))產生真空度(dù),當(dāng)柱塞上端麵(miàn)把柱塞套上(shàng)的進油(yóu)孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室(shì),柱塞運動到(dào)下止點,進油(yóu)結(jié)束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與(yǔ)套筒上的回油孔相通(tōng)時,泵(bèng)油室低壓油路便與柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜(xié)槽(cáo)溝通,油壓(yā)驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供(gòng)油。此後(hòu)柱塞還要上(shàng)行,當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一(yī)個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出(chū)現負(fù)壓,這(zhè)時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方(fāng)向運動(dòng)時,將(jiāng)液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的(de)液(yè)體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機(jī)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(fāng)法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方(fāng)法要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術: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(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬(yìng)度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
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檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下降或(huò)悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於(yú)自吸油型柱塞(sāi)泵,液壓油箱內的油液不(bú)得低於油標(biāo)下限,要保持足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則(zé)不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降低柱(zhù)塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵(bèng)製造廠提供(gòng)的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸(xiè)下來的軸承,沒有(yǒu)專(zhuān)業檢(jiǎn)測儀器(qì)是(shì)無(wú)法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表(biǎo)麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和(hé)型號,柱塞泵軸承(chéng)大都采用大載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持(chí)軸承的(de)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,使其工作壓力(lì)保(bǎo)持穩定(dìng)讓溢流閥施放超(chāo)出部分。而電機一直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘(yú)量溢流回(huí)原係統,從而造成柱塞泵存(cún)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(dìng)它封閉,通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設(shè)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(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端(duān)頭插(chā)人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢(màn)地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要(yào)時應予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下(xià)壓,當手指離開出油閥上(shàng)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(yóu)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(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞凸(tū)緣和(hé)控製套(tào)的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套(tào)。