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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,使密封工(gōng)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(hé)流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被(bèi)廣泛應(yīng)用於高(gāo)壓、大流量(liàng)和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程(chéng)機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要(yào)有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞(sāi)與缸(gāng)體孔之間形成密(mì)閉容積。偏心輪(lún)旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一(yī)次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油。泵(bèng)每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個(gè)柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓(yā)支架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵(bèng)用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)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(dòng),實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複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(dòng)軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動(dòng)所產生的容積變(biàn)化來進行工作的(de)。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時(shí)就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的(de)滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成(chéng)泵體(tǐ)內回程板與壓板(bǎn)的非(fēi)正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率(lǜ)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(zhù)塞(sāi)泵的不足(zú)。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)配流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量(liàng)行程短泵(bèng)的變(biàn)量是在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏(piān)心距實現的,而(ér)定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小(xiǎo)不同),變(biàn)量行(háng)程很短。且變量(liàng)機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞(sāi)泵滑(huá)靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大(dà)幅度(dù)提高。
6、液壓(yā)式
液壓(yā)柱塞(sāi)泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也(yě)有液壓泵(bèng)本身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油(yóu)。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代(dài)表性的結構形式的(de)軸向柱塞(sāi)泵(bèng)和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比(bǐ)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應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置(zhì)的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊(jǐn)貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑(huá)靴(xuē)球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行(háng)程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力(lì)和液壓力壓在(zài)定於內表麵上。當(dāng)轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵(bèng)體上(shàng)的(de)徑向位置相對(duì)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,並由配流軸上吸(xī)油口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方(fāng)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。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的(de)容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加工(gōng)時可以(yǐ)達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不(bú)受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的(de)變(biàn)化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是(shì)根(gēn)據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同(tóng)尺寸的柱(zhù)塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵(bèng),以滿足各種柴油機的需(xū)要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理(lǐ)。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調(diào)節機構、傳動機(jī)構和泵體
為微處理器智能(néng)控製(zhì),液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工(gōng)作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫(yī)藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程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(yú)供油行程,供油行程不受凸(tū)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(biàn)化。轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運動,從(cóng)而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下(xià),柱塞向(xiàng)下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵(bèng)油(yóu)室(shì)低壓油路便與柱塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出(chū)油閥在彈(dàn)簧力(lì)的(de)作用下迅速關(guān)閉(bì),停止供油。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(xià),柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一(yī)個柱塞泵(bèng)上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個(gè)單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮(suō)後另一個單向閥被打開,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、機械使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著(zhe)裝配,這咱方法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安(ān)裝方法如下(xià):
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵(miàn)工程(chéng)技術”,方法(fǎ)如下(xià):
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵(bèng)供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液(yè)壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下降或悶車時,就應該對(duì)補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙(xì)是否過大(dà)。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(shù)量的液壓油(yóu)。液壓油的清潔(jié)度越高,液(yè)壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最重要的(de)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(jiān)隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的(de)使用(yòng)壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承(chéng)的(de)平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在(zài)更換軸承時(shí),應注意原軸承的英文字(zì)母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大載荷容量軸承,購(gòu)買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),目的(de)是保持(chí)軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要壓力時(shí),都是通過溢流閥(fá)來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直(zhí)處於全速運行反複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘(yú)量溢流(liú)回原係統,從而(ér)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後,溢流閥可定它(tā)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,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從(cóng)而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修(xiū)
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更(gèng)換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套內,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)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和(hé)側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱(zhù)塞,感到有較(jiào)大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(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(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應(yīng)更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查柱(zhù)塞凸緣和控製套的凹槽之(zhī)間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。