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柱塞(sāi)泵是液(yè)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積(jī)發(fā)生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程(chéng)機械和船舶(bó)中。
機械(xiè)分類:
柱(zhù)塞泵(bèng)一般分為(wéi)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(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱(chēng)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(yī)般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆(gǎn)滑塊或(huò)由偏心軸直接推動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液(yè)體的(de)液(yè)壓泵。它們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦(kuàng)液壓(yā)支架係統中的乳化液泵一般(bān)都是(shì)臥式柱塞泵。乳(rǔ)化(huà)液(yè)泵用於(yú)采煤工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運(yùn)動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往(wǎng)複運動所產(chǎn)生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很(hěn)高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為(wéi)壓(yā)力供油型和自吸油型兩種(zhǒng)。壓(yā)力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有氣壓的(de)油(yóu)箱,靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次(cì)啟動機(jī)器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的(de)非正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配(pèi)流(liú)兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障(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(pèi)流徑向柱塞泵的不足(zú)。由於徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命(mìng)長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現(xiàn)的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短(duǎn)。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的響應速度快。徑向結構(gòu)設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣(qì)壓後,才(cái)能操作機械。直(zhí)軸(zhóu)斜盤式(shì)柱塞(sāi)泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油(yóu)型液壓泵大都采用有氣壓的油箱(xiāng),也有液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提(tí)供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的自吸油能力很強(qiáng),無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有(yǒu)代表性的(de)結構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向(xiàng)柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於(yú)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(bèng)應用領域的重要(yào)組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞(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:驅動扭(niǔ)矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫向作用(yòng)力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將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(dìng)於內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由於定於(yú)的偏心作用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為定於偏(piān)心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流道,並由配(pèi)流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內(nèi)往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加工(gōng)時可以(yǐ)達到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧的(de)作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列(liè)結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程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行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的(de)變化而(ér)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(xì)列柱塞泵主要(yào)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(yào)求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若(ruò)幹種在一個工作循環內供油量不等(děng)的噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需(xū)要。國產(chǎn)係列噴油泵的(de)工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為例(lì)介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵(bèng)由四大部分(fèn)組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特(tè)點(diǎn)。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業(yè)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(yùn)動總行(háng)程L是(shì)不變的,由(yóu)凸輪(lún)的升程(chéng)決定。柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行程,供(gòng)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(biàn)化。轉動(dòng)柱塞可改(gǎi)變(biàn)供油(yóu)終了時(shí)刻,從而改變供(gòng)油量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的(de)作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)程(chéng)可分為以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把(bǎ)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(bèng)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(dāng)上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與(yǔ)套筒上的回油孔相通時(shí),泵油室低壓油路便與柱(zhù)塞頭(tóu)部的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈(dàn)簧(huáng)力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要上(shàng)行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始(shǐ)了下一個(gè)循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥被打開,被吸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(jī)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。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙(zhǐ)拋光外徑(jìng)。
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)方法要求銅外套(tào)外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手工(gōng)或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采(cǎi)用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表(biǎo)麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電(diàn)噴塗:噴(pēn)塗高(gāo)碳(tàn)馬氏體(tǐ)耐(nài)磨(mó)材(cái)料(liào);
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運(yùn)轉聲響是否正(zhèng)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(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮(guā)傷現(xiàn)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(xià)限,要保持足夠數量的液壓油。液壓(yā)油的(de)清(qīng)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,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製(zhì)造廠提供的(de)資料,軸承的平(píng)均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢(jiǎn)測儀器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)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(chéng)時,應注(zhù)意(yì)原軸承的英文字母和(hé)型號,柱(zhù)塞泵軸承大都(dōu)采用(yòng)大載荷(hé)容量軸承,購買原廠家(jiā),原規格的產品(pǐn),如(rú)果更換另一種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經(jīng)驗的人員查表對換,目的是保持(chí)軸承的精(jīng)度(dù)等級和載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節(jiē),使其(qí)工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不變。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(ér)造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使(shǐ)用創(chuàng)傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這(zhè)種(zhǒng)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(hé)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(duān)頭插人(rén)柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身(shēn)作用下緩慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另(lìng)一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油(yóu)閥副(fù)減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,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(chá)挺(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。