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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封(fēng)工作容(róng)腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便(biàn)等優(yōu)點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)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,向下運動吸(xī)油(yóu),向上運動(dòng)排油。泵每轉一轉排出的油液體積(jī)稱為排量,排(pái)量隻與(yǔ)泵(bèng)的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸直接(jiē)推動柱塞做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它們也都(dōu)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(zhōng)的乳(rǔ)化(huà)液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活(huó)塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複(fù)運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的(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(de)。由於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓(yuán)形零件(jiàn),可以達到很高的精度配合,因(yīn)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氣壓的油(yóu)箱,靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓油(yóu)箱(xiāng),在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵(bèng)內的滑(huá)靴造成拉脫現象(xiàng),會(huì)造成泵體內回程板與壓板(bǎn)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大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存在故障率高、效(xiào)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(xiàng)泵結構上的(de)特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量(liàng)是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變定子的(de)偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排量(liàng)大小不同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。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偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟(qǐ)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壓力(lì)供油型的自吸(xī)油型兩種。壓(yā)力供(gòng)油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油(yóu)口(kǒu)提供壓力(lì)油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於(yú)徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術(shù)含(hán)量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的(de)不(bú)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;徑向柱塞(sāi)泵是活(huó)塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子不受其(qí)它橫向作用力(lì)。轉子裝在(zài)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。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將(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(dāng)轉子轉動時,由於定於的(de)偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵(bèng)體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作(zuò)用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞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(sān)、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下三個階段。結論:通過上述討(tǎo)論,得出下列結論
① 柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)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,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量(liàng)的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作(zuò)循(xún)環內供油量不等的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和(hé)工作原理。柱塞泵(bèng)由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊(xùn),具有(yǒu)工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動(dòng)總行(háng)程L是不變的,由凸輪的(de)升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是(shì)可變(biàn)的。供油(yóu)開始時刻(kè)不隨供油行程的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從(cóng)而改(gǎi)變供油量。柱塞泵工作(zuò)時(shí),在噴(pēn)油泵凸(tū)輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作(zuò)用下(xià),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)為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油(yóu)孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束(shù)
4、回油(yóu)過程(chéng)
柱(zhù)塞向上(shàng)供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(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(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供(gòng)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(zhù)塞又下(xià)行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向(xiàng)閥,並且(qiě)方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運動(dòng)後就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可(kě)以采用(yòng)更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或(huò)銅套(tào)低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(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,重新鏜缸體(tǐ)孔(kǒng);
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐(nài)磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采(cǎi)用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需(xū)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(gāng)速度下降或(huò)悶車時,就應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現象,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限,要保持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要(yào)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支承油膜(mó)厚度(dù),降低柱(zhù)塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造廠提(tí)供的資(zī)料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下(xià)來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是(shì)無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文(wén)字母和型號,柱(zhù)塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家(jiā),原規格(gé)的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗(yàn)的(de)人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載(zǎi)荷(hé)容量。
當實際壓力大(dà)於需要(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓力保持穩(wěn)定讓溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直(zhí)處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流量(liàng)時,有部分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封(fēng)閉(bì),通(tōng)過(guò)節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優點就(jiù)是能(néng)降低(dī)柱塞(sāi)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。
(2)檢查柱塞副配合情況(kuàng)。將柱(zhù)塞端頭插人(rén)柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性(xìng)。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個(gè)手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油(yóu)口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應更(gèng)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。用手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應(yīng)更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控製套。