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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依(yī)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、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱(zhù)塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與(yǔ)缸體孔之間(jiān)形(xíng)成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液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帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精(jīng)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(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,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱的氣(qì)壓(yā)不足時就啟動機器,會(huì)對液壓(yā)泵內的(de)滑靴造成拉(lā)脫現象,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(fèn)為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低(dī)等缺點。國際上70、80年代發展(zhǎn)的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克服了閥(fá)配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞(sāi)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,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱(zòng),由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。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(de)液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)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(běn)身帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高(gāo)效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑(jìng)向(xiàng)柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動(dòng)扭(niǔ)矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓(yā)缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球(qiú)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(lí)心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於(yú)的偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產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,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作(zuò)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軸(zhóu)平行的(de)柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容(róng)積變化來進(jìn)行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合(hé);
三、工作階段
工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過(guò)程(chéng)可分為以下三個(gè)階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸(tū)輪的升程(chéng)決(jué)定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是(shì)可變的。
③ 供油開始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(le)時刻,從而改變(biàn)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。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不(bú)同,以(yǐ)柱塞行(háng)程,泵缸(gāng)中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循(xún)環內供油(yóu)量不等(děng)的噴油泵,以滿足(zú)各種(zhǒng)柴油機的需(xū)要(yào)。國產係列噴油(yóu)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(zào)和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構(gòu)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(gōng)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(huán)保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)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供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。柱塞泵工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)為(wéi)泵油室)產(chǎn)生(shēng)真空度,當柱塞(sāi)上端(duān)麵把柱塞套上的進油孔打開(kāi)後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞(sāi)運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油(yóu)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(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始(shǐ)了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上有兩個(gè)單向閥,並且方向相反,柱塞向一個(gè)方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運(yùn)動時(shí),將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運(yùn)動(dòng)後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸(gāng)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(pèi),這咱方法要求銅外(wài)套外(wài)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(hòu),旋入裝配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法(fǎ)如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(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(yòng)“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(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(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨材(cái)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
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泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如發(fā)現(xiàn)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(lún)泵間隙是否(fǒu)過大。對於自吸(xī)油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低(dī)於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的(de)清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸(zhóu)承(chéng),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,如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵軸承大都采用大(dà)載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承(chéng)的精度(dù)等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時(shí),都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(sù)運行反複動作,功耗(hào)不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回(huí)原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑(jié)節能變(biàn)頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整(zhěng)工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩(wěn)定,自動追蹤設備的壓力。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的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查柱塞有無(wú)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(kuàng)。將柱塞端頭插人(rén)柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨損有台階或傷(shāng)痕現象,必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用(yòng)手指堵住出油(yóu)閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離(lí)開出油閥上端時(shí),它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則(zé)應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣(yuán)和(hé)控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。