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柱塞泵是液壓係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體(tǐ)中往複(fù)運(yùn)動,使密封工作容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(gāo)和流量調節方(fāng)便等優點(diǎn)。
柱(zhù)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(chuán)舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)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(dòng)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(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式(shì)柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,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(yè)壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支(zhī)架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸(xī)液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸(zhóu)平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動(dòng)所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容(róng)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(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現象,會造成(chéng)泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞(sāi)泵可分為(wéi)閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結(jié)構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏心距實現的(de),而定於的(de)更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大(dà)小(xiǎo)不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,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(fú)了如軸向柱塞泵滑(huá)靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液(yè)壓式
液(yè)壓柱塞泵靠(kào)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(zhù)塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有氣(qì)壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓(yā)泵進(jìn)油口提(tí)供壓力(lì)油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油。
二、結構(gòu)形式
柱塞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泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含(hán)量(liàng)比較高(gāo)的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要(yào)組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫(héng)向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上(shàng)。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在行程定(dìng)子上。泵轉(zhuǎn)動時,它(tā)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。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承(chéng)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(yǔ)傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作(zuò)的(de)。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)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柱(zhù)塞彈簧(huáng)的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為(wéi)以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往(wǎng)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(gòng)油量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是(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時刻(kè),從(cóng)而改變供油量。
四、 國產(chǎn)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(xì)列(liè)。係列化是根據柴油(yóu)機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞(sāi)行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再(zài)分別(bié)配(pèi)以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噴(pēn)油(yóu)泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的(de)工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和(hé)泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點(diǎn)。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原(yuán)理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總行程(chéng)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(chéng)不(bú)受(shòu)凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱(zhù)塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)作用下(xià),柱塞向下運動(dòng),柱塞(sāi)上部空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上(shàng)端麵把(bǎ)柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上(shàng)體油道內的柴油(yóu)經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱(zhù)塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後(hòu),在彈簧的(de)作用下(xià),柱塞(sāi)又下行(háng)。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為(wéi)原理(lǐ)介紹,一個柱塞泵上有兩個(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(yī)個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)個單向閥被打開(kāi),被吸(xī)入缸內(nèi)的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用(yòng)更換銅套的(de)方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑(jìng)。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著(zhe)裝配(pèi),這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑(jìng)加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用(yòng)“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍(dù)一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)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(mò)。
五、機械維護
采用補油泵(bèng)供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢(jiǎn)查(chá)1-2次(cì),檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲(shēng)響是(shì)否(fǒu)正常。如發現液壓缸(gāng)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(dī)於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承,如(rú)果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓(yā)泵內部三對磨擦副的正常間隙(xì),同時也會破(pò)壞各(gè)磨擦副的(de)靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承的(de)平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是(shì)無(wú)法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用(yòng)目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大(dà)載荷容(róng)量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品(pǐn),如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量(liàng)。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調(diào)節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流(liú)閥施放超出部分(fèn)。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不(bú)變(biàn)。當采(cǎi)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,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自(zì)動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定(dìng),自動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而(ér)節(jiē)省(shěng)能(néng)耗。這種調節方式(shì)更大(dà) 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現(xiàn)象(xiàng),必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩(huǎn)慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手(shǒu)握住柱塞套,兩個(gè)手(shǒu)指堵(dǔ)住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油(yóu)閥副(fù)減壓環帶是否磨損有台階或(huò)傷痕現象,必要(yào)時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自(zì)動彈回原位,表明出油閥副密封(fēng)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標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和(hé)控製(zhì)套(tào)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)。