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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(mì)封(fēng)工作容腔(qiāng)的容積發生變化(huà)來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率(lǜ)高和流量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大(dà)流量(liàng)和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)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(gāng)體、兩個單向閥(fá)。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排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(shì)柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或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(fù)運動,實現吸、排液體的液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,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(zhù)塞的往複運動方向與缸體中(zhōng)心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳動(dòng)軸平(píng)行的柱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(sāi)和柱(zhù)塞孔都是圓(yuán)形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
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油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓供油的液壓油箱,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,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(yǔ)壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞(sāi)泵可分為閥配流(liú)與軸配流兩大類。閥配(pèi)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(liú)徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點(diǎn),固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞作(zuò)用(yòng)下(xià),改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據(jù)排量大小不(bú)同(tóng)),變量行程很短。且變量機(jī)構設計為高(gāo)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(kè)服了(le)如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸(xī)油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提(tí)供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵(bèng)屬於一(yī)種新型的技(jì)術含(hán)量比較高的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用(yòng)領(lǐng)域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工(gōng)作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓(yā)在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,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體上的(de)徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流(liú)軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過(guò)平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支(zhī)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)傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為(wéi)以下(xià)三(sān)個階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程(chéng)不受凸(tū)輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化(huà)。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基(jī)礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若(ruò)幹種(zhǒng)在一個(gè)工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需(xū)要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原(yuán)理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式(shì)噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調(diào)節機(jī)構、傳動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化(huà)、醫藥、化工、環(huán)保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體(tǐ)的要求。
1、機械(xiè)原理(lǐ)概述
柱(zhù)塞(sāi)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(gòng)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(yóu)開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。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(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞(sāi)彈(dàn)簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過(guò)程可分為以(yǐ)下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(tào)上的進油孔打開後,充(chōng)滿在油泵(bèng)上體(tǐ)油道內的柴油經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑(jìng)向孔(kǒng)及斜(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)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(zhuǎn)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。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動後就形成了(le)連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用(yòng)更換(huàn)銅套的方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆(gǎn)外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠(jiāo)粘著裝配,這咱(zán)方法要求銅外套外(wài)徑表(biǎo)麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜(táng)床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐(nài)磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)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,操作人員每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如發(fā)現液壓(yā)缸速度下降(jiàng)或(huò)悶(mèn)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(xī)油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵(bèng)的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要(yào)的部件是軸承,如果軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常(cháng)間隙,同時也(yě)會破壞各(gè)磨擦副的(de)靜液壓支承油膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸承的平均(jun1)使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,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,如(rú)發現滾(gǔn)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,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對(duì)換,目的是保持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,都是通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出(chū)部(bù)分。而電機一直處於全速運行(háng)反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流(liú)回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變頻(pín)器本身自動調整工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控製,從而節省(shěng)能耗。這(zhè)種調節方式更大(dà) 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查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(kuàng)。將柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身作用(yòng)下緩慢地(dì)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(liǎng)個手指堵住柱塞頂端和側(cè)麵的進油口。用另一隻手(shǒu)拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良(liáng)好,否則應(yīng)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,必要時應(yīng)予以更(gèng)換。
(5)檢查出油閥副的(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必(bì)須更換控製套。