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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的容積發生變化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高(gāo)、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(gōng)程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝(zhuāng),用1根曲軸通過(guò)連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動(dòng)柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們(men)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(zhōng)的乳化液泵一般(bān)都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作(zuò)原理靠(kào)曲軸的旋(xuán)轉帶動活(huó)塞做往複運動,實現吸液和(hé)排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)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箱,靠(kào)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(shǐ)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(qì),會對(duì)液(yè)壓泵內的滑靴造(zào)成拉脫現象,會造成泵體(tǐ)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大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑(jìng)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(xiàng)柱(zhù)塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變(biàn)量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變(biàn)定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行(háng)程很短(duǎn)。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行(háng)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(xuē)偏磨的問題(tí)。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供(gòng)油的液(yè)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(néng)操作機械。直軸斜盤式(shì)柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓(yā)泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵(bèng)本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提(tí)供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的結構形(xíng)式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨(suí)著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會(huì)成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運(yùn)動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子(zǐ),定子不受其(qí)它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。位於(yú)轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑(huá)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(yī)靠離心(xīn)力(lì)和液壓力壓在(zài)定於內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由(yóu)於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行(háng)程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來(lái)調節。油液(yè)的進出通過泵(bèng)體和配流(liú)軸上的流道,並由配流軸上(shàng)吸油口控(kòng)製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過(guò)平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外(wài)力的(de)作用。液壓係統中:軸向柱塞(sāi)泵(bèng)是利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積(jī)變化來(lái)進行工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到很高的精度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出下列(liè)結論
① 柱(zhù)塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小取決於供油行程,供油行(háng)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的變化而(ér)變(biàn)化(huà)。
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(wéi)對供油量的(de)要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式(shì)為基礎(chǔ),再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循環內供油量不等的(de)噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油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和工(gōng)作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和(hé)泵體(tǐ)
為微處(chù)理器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等(děng)行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要(yào)求(qiú)。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由(yóu)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(lún)軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的(de)變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供(gòng)油(yóu)終了時(shí)刻,從而改變供油(yóu)量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往(wǎng)複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油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後,在(zài)彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產(chǎn)生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回(huí)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通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部(bù)分轉過(guò)去後,在彈簧的作用下(xià),柱塞又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以(yǐ)一(yī)個(gè)柱塞為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負(fù)壓(yā),這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向(xiàng)另一個方(fāng)向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安裝。首先(xiān)把一組柱塞(sāi)杆外徑(jìng)修整(zhěng)到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝(zhuāng)配;
(b)采(cǎi)有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨(mó)棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵(miàn)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(dù)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:噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如發現(xiàn)液壓缸速(sù)度(dù)下降或悶車時,就(jiù)應(yīng)該對(duì)補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是(shì)否有(yǒu)刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液(yè)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油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要(yào)的部件是軸承,如果軸承出現遊(yóu)隙,則不能(néng)保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會破壞各磨擦副的靜液壓(yā)支承油膜厚度,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(yòng)壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有專(zhuān)業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采用(yòng)目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃痕或變色,就必(bì)須更換。在(zài)更換軸承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一(yī)種品牌(pái),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(děng)級和載荷(hé)容量。
當實際壓力大(dà)於需要(yào)壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩(wěn)定讓(ràng)溢(yì)流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗不(bú)變。當(dāng)采用溢流來調(diào)節(jiē)壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從而造成柱塞泵(bèng)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,通過(guò)節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的(de)壓力。實現自動化控製,從而節省能(néng)耗。這(zhè)種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進油(yóu)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,表明柱塞副密封良好,否則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損有(yǒu)台階或傷(shāng)痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表(biǎo)明出油閥副密封良好,否則應(yīng)更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更(gèng)換控(kòng)製套。