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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複運動,使密封工作容(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(lì)高、結構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節(jiē)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(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(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵(bèng)每(měi)轉一(yī)轉排(pái)出的油液(yè)體積稱為排量,排量(liàng)隻與泵的結構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞(sāi)泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根曲軸通過(guò)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。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工(gōng)作麵(miàn),為液壓支架提供乳化液,工作原(yuán)理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式(shì)
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與傳動軸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(háng)工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在(zài)每次啟動機(jī)器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板(bǎn)的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展(zhǎn)的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的(de)不足。由於徑向泵結構上(shàng)的特點,固定了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行(háng)程短泵的(de)變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱(zhù)塞作用下(xià),改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排(pái)量大小不同(tóng)),變(biàn)量行程很短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題(tí)。使(shǐ)其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操(cāo)作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油(yóu)型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的(de)。自吸油型液(yè)壓泵的(de)自吸(xī)油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表(biǎo)性的(de)結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產化(huà)的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞(sāi)泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)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(yā)缸體轉子(zǐ),定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心行程定(dìng)子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內表麵上。當(dāng)轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體(tǐ)上的徑向位置相(xiàng)對的兩個(gè)柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流(liú)軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口控製,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(bǔ)償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動(dòng)軸(zhóu)的軸(zhóu)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(bèng)是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生(shēng)的容積(jī)變化來進行工(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(shí)可以達到很高的精度配合;
三(sān)、工作階段
工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞(sāi)作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段(duàn)。結論:通(tōng)過(guò)上述討(tǎo)論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的(de)升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是(shì)可變的。
③ 供油(yóu)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(yóu)終了時(shí)刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化(huà)是(shì)根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,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑(jìng),組(zǔ)成若幹種在一個工(gōng)作循環內供油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴(pēn)油(yóu)泵的工作原理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由(yóu)四大部(bù)分(fèn)組成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程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(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供(gòng)油(yóu)行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上(shàng)部空(kōng)間(稱(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的(de)進油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止點,進(jìn)油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然(rán)下降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,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(huáng)的作用下,柱(zhù)塞又下(xià)行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩(liǎng)個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮(suō)後另一個單向閥被打(dǎ)開,被(bèi)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(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采(cǎi)用更換銅套的(de)方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方(fāng)式的缸體與銅套(tào),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(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,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是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應(yīng)該對補(bǔ)油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)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(yú)油標(biāo)下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的(de)部件是軸承,如果軸承出(chū)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(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均(jun1)使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測(cè)出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或變色,就必須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大載(zǎi)荷(hé)容量軸承,購買原廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對(duì)換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實(shí)際壓力大於需要壓力時(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。而電機一直處於全速運行反複(fù)動作,功耗不變。當采(cǎi)用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢(yì)流閥可定它(tā)封閉,通過(guò)節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實(shí)現自動化控製(zhì),從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人(rén)柱(zhù)塞(sāi)套內,傾(qīng)斜(xié)約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握(wò)住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密封良(liáng)好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環(huán)帶是否磨(mó)損有台(tái)階或傷痕現象,必(bì)要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓(yā),當手指離開出油閥上(shàng)端時,它能(néng)自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹(āo)槽之間的間(jiān)隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。