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柱塞泵是液壓係統的一個重要(yào)裝置(zhì)。它依靠柱塞(sāi)在缸體中往複運動(dòng),使密封(fēng)工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(lì)高(gāo)、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和(hé)流(liú)量需要調節的場合,諸如液壓機、工(gōng)程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵(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輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複運(yùn)動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排(pái)油(yóu)。泵每轉一轉排出(chū)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(bèng)
臥式柱(zhù)塞(sāi)泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列(liè)安(ān)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,實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支架(jià)提供乳化(huà)液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往(wǎng)複運動方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行(háng)的(de)柱塞在柱(zhù)塞孔內往複(fù)運(yùn)動所產生的(de)容(róng)積變化來進行工作的。由於(yú)柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零(líng)件,可以達到很(hěn)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為壓力供油(yóu)型和(hé)自(zì)吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供油(yóu)的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。如果液(yè)壓(yā)油箱(xiāng)的(de)氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)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(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺(quē)點。國際(jì)上70、80年代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(zú)。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了(le)軸(zhóu)配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心(xīn)距實(shí)現的,而定於的更(gèng)大 偏心(xīn)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,由控製閥進行控製。故該泵的響應(yīng)速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能(néng)力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的(de)結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬(shǔ)於一種新型的(de)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(sāi)泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅(qū)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)過十字聯軸器 傳遞給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,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,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,它依靠離心力(lì)和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓(yā)力補償(cháng)方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力的作用(yòng)。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳(chuán)動軸平行的(de)柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由(yóu)於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油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終了時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式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缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺(chǐ)寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和(hé)工作原理。柱塞泵由四大部分(fèn)組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器(qì)智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可(kě)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、醫藥、化工、環(huán)保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要(yào)求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞泵柱(zhù)塞往複運(yùn)動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定(dìng)。柱(zhù)塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了(le)時刻,從而改變(biàn)供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運(yùn)動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油(yóu)過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)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上的進油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過(guò)程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜(xié)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徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),當凸輪的凸起部(bù)分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且(qiě)方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥(fá)打(dǎ)開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打開,被吸(xī)入缸(gāng)內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續運動後(hòu)就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換銅(tóng)套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修(xiū)整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光(guāng)外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓(yā),過盈(yíng)裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如(rú)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,重新鏜缸體孔;
(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(zài)柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(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(jī)光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷(fū)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3000h後,操作(zuò)人員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶(mèn)車時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數(shù)量的(de)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(bèng)最重要的部件是軸承,如果軸(zhóu)承出現遊隙,則(zé)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。據液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽命為10000h,超過(guò)此值就(jiù)需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法(fǎ)檢測出軸(zhóu)承的遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母和(hé)型號,柱塞泵軸承(chéng)大都采用大(dà)載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的(de)精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而(ér)電機一直(zhí)處於全(quán)速運行(háng)反複動作,功耗不變。當采用(yòng)溢流來調節壓(yā)力和流量時,有部分的餘量(liàng)溢流(liú)回原(yuán)係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是(shì)能降(jiàng)低柱塞泵的(de)運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到(dào)有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立即(jí)縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封(fēng)良(liáng)好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)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情況(kuàng)。用手指堵住出(chū)油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥(fá)輕(qīng)輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回(huí)原位,表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應(yīng)更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。