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柱塞泵是液(yè)壓係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封(fēng)工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量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(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主要有偏心輪、柱(zhù)塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根(gēn)曲軸(zhóu)通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)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(wén)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柱塞泵。軸向(xiàng)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行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,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(zhù)塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內(nèi)的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成(chéng)泵體內回程板與壓(yā)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類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在(zài)故障率(lǜ)高、效率低等缺(quē)點。國(guó)際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑(jìng)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,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵(bèng)的變(biàn)量是在變量柱塞和(hé)限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)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。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)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
液壓柱塞泵靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每(měi)次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓(yā)後,才能操作機械(xiè)。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵(bèng)進油口(kǒu)提供壓力油(yóu)的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力(lì)供(gòng)油(yóu)。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結構形式的軸向柱塞(sāi)泵和徑(jìng)向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的(de)技術含量比較高的高效泵(bèng),隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑(jìng)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(xiàng)柱塞泵是活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:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由配(pèi)流軸上吸(xī)油口控製,泵體內產生的(de)液壓力被(bèi)靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的軸承隻起支承(chéng)作用,不受(shòu)其(qí)他(tā)外力的作用(yòng)。液壓係統(tǒng)中(zhōng):軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)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(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三(sān)、工作階段
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個(gè)階段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決(jué)定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行(háng)程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程(chéng)的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油(yóu)終(zhōng)了時刻,從(cóng)而改變供油量。
四、 國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(děng)係列。係列化是根據柴油機(jī)單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸(gāng)中心距和結構型式為(wéi)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(mǎn)足各種柴油機(jī)的(de)需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱(zhù)塞式噴油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(hé)泵體
為微處理(lǐ)器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行通訊(xùn),具有工作壓力穩定(dìng)、脈動(dòng)小、操作方(fāng)便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行業,滿足以上行(háng)業需要連續恒壓、恒流(liú)輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行(háng)程L是不變的(de),由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每(měi)循環的(de)供油量大小(xiǎo)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(kāi)始時刻不(bú)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(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用下(xià),柱塞向(xiàng)下運動,柱(zhù)塞上部空(kōng)間(稱為(wéi)泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油(yóu)孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體油(yóu)道內的柴(chái)油經油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進(jìn)油結(jié)束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(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徑向孔及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供(gòng)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(zhù)塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一個(gè)單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運動時(shí),將液(yè)體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液體被排(pái)出。這種工作方(fāng)式連續運動後(hòu)就形成(chéng)了連續(xù)供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸(cùn),再(zài)用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠(jiāo)粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰(tài)膠後(hòu),旋入裝配(pèi)。
熔燒(shāo)結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新(xīn)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(rú)下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術: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(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作(zuò)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。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊(biān)沿是否有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液(yè)壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內(nèi)部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的(de)靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承(chéng)的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾(gǔn)柱表(biǎo)麵(miàn)有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字(zì)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(de)產品,如果更換另(lìng)一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是(shì)保(bǎo)持軸承的(de)精度等(děng)級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其(qí)工作壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施(shī)放超出部(bù)分。而電(diàn)機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢流回(huí)原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率低,若使用(yòng)創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,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 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕(shí)現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身(shēn)作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封良好,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或傷痕現象,必要時應(yīng)予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合情(qíng)況。用手指堵(dǔ)住出油閥下孔,用另一手指將出油(yóu)閥輕輕向(xiàng)下壓(yā),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(liáng)好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱體之間的標(biāo)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(kòng)製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。