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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)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(de)容積發生(shēng)變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便等(děng)優點(diǎn)。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵(bèng)、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向(xiàng)閥。柱塞與缸體(tǐ)孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
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(gēn)曲軸通過連(lián)杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複(fù)運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用(yòng)閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支(zhī)架係(xì)統中的乳化液泵一(yī)般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋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(de)柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵(bèng)利用與傳動軸平(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。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的(de)精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞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)器之後,必須等液壓油箱達(dá)到(dào)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(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫(tuō)現象,會造成(chéng)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(kě)分為閥配流(liú)與軸配流兩大類。閥配(pèi)流徑(jìng)向柱(zhù)塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上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(xiàng)泵結構上的特點(diǎn),固(gù)定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量(liàng)大小不同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設(shè)計為高壓操縱,由控製(zhì)閥進(jìn)行控(kòng)製。故該泵的響應(yīng)速度快。徑向結構設計克服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的(de)液(yè)壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油(yóu)箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進(jìn)油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液(yè)壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有(yǒu)代表性(xìng)的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比(bǐ)較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱(zhù)塞泵(bèng)應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩(jǔ)由驅動軸 通過十字聯軸(zhóu)器 傳遞給星形的液壓(yā)缸(gāng)體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸(zhóu)上。位(wèi)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(piān)心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個(gè)保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心(xīn)力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向(xiàng)位(wèi)置相對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸(xī)油口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加(jiā)工時(shí)可(kě)以(yǐ)達到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量(liàng)大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)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(gòng)油(yóu)終(zhōng)了時刻,從而改(gǎi)變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)國產係列柱(zhù)塞泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列(liè)化是(shì)根據柴油機單缸功率範圍對供油量(liàng)的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心(xīn)距和結構(gòu)型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理(lǐ)。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體(tǐ)
為微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示(shì),可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿(mǎn)足以上行業需要(yào)連續(xù)恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求(qiú)。
1、機械原理概述(shù)
柱(zhù)塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行(háng)程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。柱塞每循環(huán)的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行程不(bú)受凸(tū)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(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞(sāi)上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔(kǒng)打開(kāi)後,充滿在(zài)油泵上(shàng)體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊(biān))與套(tào)筒(tǒng)上的回油孔(kǒng)相通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)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(fèn)轉過去後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行(háng)。此時便開始了下一個循(xún)環。柱塞泵以(yǐ)一個柱(zhù)塞(sāi)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(dòng)時缸內出現負(fù)壓,這時一個單(dān)向閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一個方向運(yùn)動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入(rù)缸內的液體被排出。這種(zhǒng)工作(zuò)方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用(yòng)“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍(dù)一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓缸(gāng)速度下降或悶車時,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。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不(bú)得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的(de)部件是軸承(chéng),如果軸(zhóu)承出現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副(fù)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。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測出軸承的遊隙(xì)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(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和(hé)型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸(zhóu)承有(yǒu)經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的(de)精度等級和載荷(hé)容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流(liú)閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢(yì)流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用(yòng)創(chuàng)傑節能變頻器後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓力。實現自動化(huà)控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵的運行(háng)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(shí)現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞(sāi)端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱(zhù)塞套(tào),兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好(hǎo),否則應更(gèng)換柱(zhù)塞副。
(4)檢(jiǎn)查出(chū)油閥副(fù)減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象(xiàng),必要時應予以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)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(dāng)手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則(zé)應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。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(chá)柱塞凸(tū)緣和控製套的(de)凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。