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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,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞(sāi)泵具有額定(dìng)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(guǎng)泛應用於高壓(yā)、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程(chéng)機械(xiè)和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要有偏心輪、柱塞、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(lún)旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是(shì)由幾個柱(zhù)塞(一般為(wéi)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運動,實現吸、排液體(tǐ)的液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓(yā)支(zhī)架提供乳化液,工作原理(lǐ)靠曲(qǔ)軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
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柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配(pèi)合,因此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣(qì)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
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流(liú)兩大類。閥配(pèi)流徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵存在故障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)配流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞(sāi)泵(bèng)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和限位柱塞作用下,改變定子的(de)偏心距實現的,而定於的更大 偏(piān)心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程(chéng)很短。且(qiě)變量機(jī)構設計為高壓操縱,由控製(zhì)閥(fá)進行控製。故該泵的響(xiǎng)應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑(huá)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(yóu)的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用(yòng)有氣(qì)壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵(bèng)向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸(xī)油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞泵分為兩種有代表性的結構(gòu)形(xíng)式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向(xiàng)柱塞泵屬(shǔ)於一種新型的技術含量比(bǐ)較高的高效(xiào)泵,隨(suí)著國(guó)產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)驅(qū)動(dòng)軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱(zhù)塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓(yā)缸體轉子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。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定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑靴卡在(zài)行程定子上。泵轉(zhuǎn)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(piān)心作(zuò)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徑向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節。油液(yè)的進出通過(guò)泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收。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(qū)動軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受(shòu)其他外力(lì)的(de)作用。液壓係統中(zhōng):軸向(xiàng)柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱(zhù)塞孔(kǒng)都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個(gè)階(jiē)段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供(gòng)油(yóu)開(kāi)始時刻不隨供油行程的(de)變化而變化(huà)。
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(liè)化是根據柴油機單缸功(gōng)率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式(shì)為基礎,再(zài)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供油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國產係列噴油泵的(de)工作原(yuán)理(lǐ)和結構型式基本相同(tóng),以A型泵為例介紹柱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(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行(háng)通訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫(yī)藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變(biàn)的,由凸輪的升程決(jué)定。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(shì)可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化(huà)。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(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當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,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循(xún)環。柱塞泵(bèng)以一個柱(zhù)塞為原理(lǐ)介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內(nèi)出(chū)現負壓,這時一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液(yè)體被排(pái)出。這種工作(zuò)方式(shì)連續運動後就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把(bǎ)一組柱(zhù)塞杆外徑修整到統一尺寸,再(zài)用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)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)采有樂泰(tài)膠(jiāo)粘著裝配,這咱方法要求(qiú)銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔(róng)燒結合方(fāng)式的缸體與(yǔ)銅(tóng)套,安裝方法如下(xià):
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)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)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔(róng)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3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液(yè)壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內(nèi)齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的(de)清潔(jié)度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的(de)部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部(bù)三對磨擦副(fù)的正常間隙(xì),同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命(mìng)為10000h,超(chāo)過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有(yǒu)專業檢測儀器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表(biǎo)麵(miàn)有劃痕或變色,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(dà)都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更換(huàn)另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥來調(diào)節,使其(qí)工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超(chāo)出部(bù)分。而(ér)電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用(yòng)功(gōng)率,工(gōng)作(zuò)效率低,若使用(yòng)創傑節能(néng)變頻器(qì)後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通(tōng)過節能變頻器本(běn)身自動調(diào)整工作壓力,保(bǎo)持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕(shí)現象(xiàng),必要時應更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副(fù)配(pèi)合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有(yǒu)較大的吸(xī)力,放鬆柱塞(sāi)立即縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,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(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離開出油閥上端(duān)時,它能自(zì)動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好,否則(zé)應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)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(gèng)換控製套。