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柱塞泵是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作(zuò)容(róng)腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高、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(yā)、大流量(liàng)和流量需要調節的場合,諸(zhū)如液壓(yā)機、工程機械(xiè)和船舶中。
機械(xiè)分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵(bèng)和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排油。泵(bèng)每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實現(xiàn)吸、排液體的液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且(qiě)大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架提(tí)供乳化(huà)液(yè),工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔(kǒng)內往複運動(dòng)所產生的(de)容積變化來進行工作的。由(yóu)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(jī)效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)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(yè)壓泵大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓(yā)油(yóu)箱,在每次(cì)啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大(dà)類(lèi)。閥(fá)配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發(fā)展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克服了閥(fá)配流徑向(xiàng)柱塞泵的(de)不足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固定了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高(gāo)。變量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的(de)偏心距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由(yóu)控製閥進行控製。故該泵(bèng)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。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱(zhù)塞泵靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動(dòng)機器後(hòu),必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有液(yè)壓泵(bèng)本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型(xíng)的技術(shù)含量比較高的高效泵,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的重要(yào)組成(chéng)部分;徑向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動(dòng)扭矩(jǔ)由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的(de)液壓缸體轉子,定子不受其(qí)它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)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(yī)靠離心力和液(yè)壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏(piān)心作用,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(bèng)體上的徑向位(wèi)置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的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(qǐ)支承作(zuò)用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向(xiàng)柱塞泵是利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓(yuán)形零件,加(jiā)工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在噴油(yóu)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、下往複運動(dòng),從(cóng)而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱(zhù)塞往複運(yùn)動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。
② 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(zhóu)控(kòng)製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不(bú)隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係(xì)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)對供油量的要求不(bú)同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的工作原理(lǐ)和結構型(xíng)式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與(yǔ)電腦(nǎo)進(jìn)行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操(cāo)作方便等(děng)特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒(héng)壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運(yùn)動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油(yóu)量大小取(qǔ)決於供油行程,供油(yóu)行程不受(shòu)凸輪(lún)軸控製是可變的。供油(yóu)開(kāi)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(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可(kě)分為(wéi)以下兩個(gè)階(jiē)段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的(de)凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作用(yòng)下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上部(bù)空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(停供邊)與套(tào)筒上(shàng)的回油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後(hòu)柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向(xiàng)閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個(gè)單向閥被打開,被吸(xī)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(shǐ)用
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可以(yǐ)采用更換銅套的方法安裝。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三(sān)種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(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(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如(rú)下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機(jī)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(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術(shù):在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴(pēn)塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正(zhèng)常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是(shì)否有刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是否過大(dà)。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限(xiàn),要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越(yuè)高,液壓(yā)泵的使用壽(shòu)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隙,同時也會破壞各(gè)磨擦(cā)副(fù)的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降(jiàng)低柱塞(sāi)泵軸(zhóu)承的使用壽命(mìng)。據(jù)液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸(zhóu)承的遊(yóu)隙(xì)的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的(de)英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時,都是通過(guò)溢流(liú)閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出(chū)部(bù)分。而電機一直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗不變(biàn)。當采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,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(dìng)它封閉,通過節(jiē)能變頻器本身自動調整(zhěng)工(gōng)作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省(shěng)能耗。這種調節方式更大 優點就是能降(jiàng)低(dī)柱塞泵的運(yùn)行(háng)能耗,節電效(xiào)果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)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(kuàng)。將柱塞端頭(tóu)插人(rén)柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞(sāi)副(fù)的(de)密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的(de)進油口。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力(lì),放鬆柱(zhù)塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查(chá)出(chū)油閥副(fù)減壓環帶是否磨損(sǔn)有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用(yòng)另一手指將(jiāng)出油閥輕輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端(duān)時(shí),它能自動彈(dàn)回原位,表(biǎo)明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺(tǐng)柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。