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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它(tā)依靠柱(zhù)塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變(biàn)化(huà)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(guǎng)泛應用於高壓(yā)、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(jī)械(xiè)分類:
柱(zhù)塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉(bì)容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複(fù)運動一次,向(xiàng)下(xià)運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體(tǐ)積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直(zhí)接推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵(bèng)。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的(de)乳化液泵一(yī)般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵,為液壓支架提供(gòng)乳(rǔ)化液,工作(zuò)原理靠(kào)曲軸的旋(xuán)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(yīng)文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方(fāng)向與(yǔ)缸體中心軸(zhóu)平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複運動(dòng)所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的精(jīng)度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油(yóu)型(xíng)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(qǐ)動機(jī)器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會(huì)對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內(nèi)回程板與壓板(bǎn)的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式(shì)
徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵(bèng)可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵(bèng)結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵比(bǐ)軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、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(piān)心距實現的,而定於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大(dà)小(xiǎo)不(bú)同),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的響應速(sù)度快。徑向結構設(shè)計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題。使(shǐ)其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵(bèng)分為壓力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)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吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種(zhǒng)有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於(yú)徑(jìng)向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)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(de)柱塞泵(bèng)。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 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(yú)轉子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程(chéng)定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定(dìng)子(zǐ)上。泵轉動時,它(tā)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,柱塞將(jiāng)作往複(fù)運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的(de)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(de)進(jìn)出通過泵體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收(shōu)。摩(mó)擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力(lì)補(bǔ)償方法,形成了開(kāi)環控(kòng)製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他(tā)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塞在柱(zhù)塞孔內往複運動(dòng)所產生的容(róng)積變化來進(jìn)行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作(zuò)用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。
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(chéng)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(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據(jù)柴油機單缸功率範圍對(duì)供油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的(de)噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以(yǐ)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(zǔ)成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和(hé)泵(bèng)體
為微處理器(qì)智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行(háng)業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵(bèng)柱塞(sāi)往複運動總行程(chéng)L是不變的,由(yóu)凸(tū)輪的升程決(jué)定(dìng)。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油(yóu)行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸(tū)輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫(pò)使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的(de)進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油(yóu)道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(cáo)(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(xié)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。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起(qǐ)部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞(sāi)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,柱塞(sāi)向一個方(fāng)向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一個(gè)單(dān)向閥打開液體被(bèi)吸入缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液(yè)體(tǐ)被排(pái)出。這種工作(zuò)方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法(fǎ):
(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,這咱方法要(yào)求(qiú)銅外套外(wài)徑(jìng)表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複(fù)缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電(diàn)鍍技術: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(diàn)噴塗:噴塗高(gāo)碳馬(mǎ)氏(shì)體耐(nài)磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人(rén)員每日需對(duì)柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對(duì)補(bǔ)油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的(de)油液不得低(dī)於油標下限,要保持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油(yóu)的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常(cháng)間隙(xì),同時(shí)也會破(pò)壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)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(liào),軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教(jiāo)對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容量(liàng)。
當實際壓力大(dà)於需要壓(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部(bù)分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能(néng)變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力,保(bǎo)持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備(bèi)的(de)壓力。實現自動化控製(zhì),從而節省能耗。這種調節(jiē)方式(shì)更大 優點就是能降低(dī)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現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套(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)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感(gǎn)到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台(tái)階或傷痕現象,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(xià)孔,用另一手指將出油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油(yóu)閥上(shàng)端時,它能自動彈回(huí)原位,表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵(bèng)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(chá)柱塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。