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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使(shǐ)密封工作容腔的(de)容積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量和流量需要調(diào)節的場合,諸如液(yè)壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向(xiàng)下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積(jī)稱為排(pái)量,排量隻與泵的結(jié)構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞做往複運動(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(dà)多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係(xì)統中的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液(yè)泵用(yòng)於采煤(méi)工作麵,為液(yè)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(xī)液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)缸體中(zhōng)心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動軸(zhóu)平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤(pán)式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供(gòng)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,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。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,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板(bǎn)的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)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。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱(zhù)塞泵比(bǐ)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的,而定於的更大 偏心距(jù)為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為高(gāo)壓(yā)操縱,由控製閥(fá)進行控(kòng)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問題。使其抗(kàng)衝(chōng)擊能力大幅(fú)度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓(yā)後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵(bèng)分(fèn)為壓力供油型(xíng)的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓(yā)泵本身帶(dài)有補油分泵(bèng)向液壓泵(bèng)進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力(lì)很強(qiáng),無需外力供油(yóu)。
二、結(jié)構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結(jié)構形式的軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加(jiā)快,徑(jìng)向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動(dòng)軸垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭(niǔ)矩由(yóu)驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作(zuò)用力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於(yú)轉子(zǐ)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(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)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,它依靠離心力和液壓(yā)力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由於定於的偏(piān)心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體上(shàng)的徑向位置(zhì)相對的兩個柱(zhù)塞來調(diào)節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。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(chéng)隻起支承(chéng)作用,不受其(qí)他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所(suǒ)產生的容積變化來(lái)進行(háng)工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓(yuán)形零件,加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞(sāi)彈簧的(de)作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段(duàn)。結(jié)論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,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的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係(xì)列柱塞式噴(pēn)油泵國產係列柱(zhù)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(gāng)功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸(gāng)中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不同(tóng)尺(chǐ)寸的柱(zhù)塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要(yào)。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(yóu)泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示(shì),可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不(bú)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。供油開始時刻不隨供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(zhù)塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧力(lì)的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒(tǒng)上的回油(yóu)孔(kǒng)相通時,泵油室低壓(yā)油路(lù)便與柱(zhù)塞頭部的(de)中孔和徑(jìng)向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,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,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一(yī)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(yùn)動時缸內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向(xiàng)運(yùn)動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的(de)液體被排出。這種工作(zuò)方式連續運動(dòng)後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換(huàn)銅套的方法安裝。首先把一組柱(zhù)塞杆外徑修(xiū)整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低(dī)溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(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套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵(miàn)鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏(shì)體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於自(zì)吸(xī)油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油(yóu)標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液(yè)壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)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(fù)的正常間(jiān)隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承(chéng)油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的(de)資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的,隻能采用目(mù)測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就(jiù)必(bì)須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的英文字母和型號(hào),柱塞(sāi)泵軸(zhóu)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(rú)果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有(yǒu)經驗的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實(shí)際壓力大於需要壓(yā)力時(shí),都(dōu)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(fèn)。而(ér)電機一直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗(hào)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,從而造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後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動(dòng)化控製,從而節省(shěng)能(néng)耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新(xīn)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(zhù)塞能在(zài)自(zì)身作用下緩慢地下滑(huá)為配合(hé)良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞(sāi)套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的(de)吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷(shāng)痕(hén)現象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合情況。用(yòng)手指堵住出油閥下孔(kǒng),用另(lìng)一手指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原(yuán)位,表(biǎo)明出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過(guò)0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製(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。