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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)重要裝(zhuāng)置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動(dòng),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(jiē)的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形成密閉容積。偏心輪(lún)旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵(bèng)每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥(wò)式柱(zhù)塞(sāi)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(wǎng)複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲(qǔ)軸的(de)旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英(yīng)文名: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(zhóu)向柱塞泵利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運(yùn)動所產生的(de)容積變化來進行工(gōng)作的。由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)效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機(jī)器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)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造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨(mó)損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥(fá)配流徑向(xiàng)柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代(dài)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。由於徑向泵(bèng)結構上(shàng)的特點,固定了軸配(pèi)流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實(shí)現的,而定於的更大(dà) 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小不同),變量行程(chéng)很短(duǎn)。且(qiě)變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設計克服了如軸向柱塞泵滑(huá)靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓(yā)力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術(shù)含量比較(jiào)高(gāo)的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)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(huó)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(jǔ)由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其(qí)它橫向作用力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過(guò)卡簧(huáng)鎖定。二(èr)個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏(piān)心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的兩個(gè)柱塞來調節。油(yóu)液的進(jìn)出(chū)通過泵體(tǐ)和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力(lì)被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了(le)開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統(tǒng)中(zhōng):軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以(yǐ)達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸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,泵油過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的(de),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,供油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的(de)變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。
四、 國產(chǎn)係列柱(zhù)塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係(xì)列化是根據柴(chái)油機單缸功率範圍對供(gòng)油量的(de)要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和結構型式(shì)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(gè)工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足(zú)各(gè)種柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結(jié)構型式基本(běn)相同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具(jù)有(yǒu)工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以(yǐ)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(fù)運動總行程L是不變(biàn)的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受(shòu)凸輪(lún)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,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩(liǎng)個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進油孔(kǒng)打開(kāi)後,充滿(mǎn)在油泵上體油(yóu)道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油(yóu)過程(chéng)
柱塞向(xiàng)上(shàng)供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低(dī)壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,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(shàng)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。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個(gè)單向(xiàng)閥被打(dǎ)開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連(lián)續運動後(hòu)就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
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)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,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(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重(chóng)新鏜(táng)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:在柱塞表麵鍍(dù)一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐(nài)磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油(yóu)泵(bèng)供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每日需對柱(zhù)塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),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(bèng)間隙是否(fǒu)過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的部件(jiàn)是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對(duì)磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使(shǐ)用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是(shì)無法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)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(zhóu)承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格(gé)的產品,如(rú)果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度(dù)等級和載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時(shí),都是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其(qí)工作壓(yā)力保持(chí)穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反(fǎn)複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢(yì)流回原係統,從而(ér)造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率(lǜ)低,若使用創傑(jié)節能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工(gōng)作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩(wěn)定,自動(dòng)追(zhuī)蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六(liù)、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(fù)配合(hé)情況。將柱塞端頭插人(rén)柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的(de)進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即(jí)縮回原(yuán)位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階(jiē)或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配(pèi)合情況。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封(fēng)良好,否則(zé)應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(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(guò)0.12mm,必須(xū)更換控製(zhì)套。