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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(fù)運動,使密封工作(zuò)容腔的(de)容積(jī)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、效率高和流量調節方便等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的(de)場合,諸(zhū)如液(yè)壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成(chéng)主(zhǔ)要有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油(yóu)液(yè)體積(jī)稱為排量,排量隻與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個(gè)或(huò)6個(gè))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(shí)現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝置,而且大多為定(dìng)量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實(shí)現吸液和排(pái)液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的(de)往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞(sāi)孔內(nèi)往複運動所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零(líng)件,可以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(xié)盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采(cǎi)用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓(yā)後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率(lǜ)低(dī)等缺點。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(jìng)向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了(le)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(zài)變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實(shí)現的,而定於的(de)更大 偏心距為 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(yā)操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊(jī)能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才(cái)能操作機(jī)械。直軸斜盤(pán)式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(cǎi)用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵本身帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液(yè)壓缸體轉子,定子不(bú)受(shòu)其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑(huá)靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠(kào)離心(xīn)力和(hé)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(zuò)用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定(dìng)子(zǐ)的偏心距(jù)可由泵體(tǐ)上的徑向位置相對的兩個(gè)柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配(pèi)流軸上吸油(yóu)口控製,泵體內產生的液壓力(lì)被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜(jìng)壓(yā)平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力(lì)的(de)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(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,加工(gōng)時可以達(dá)到很高的精度配合;
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(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述(shù)討論,得出下列(liè)結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
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(hào)等係列。係列化(huà)是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)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型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構(gòu)和泵體(tǐ)
為微處理器智能控(kòng)製,液晶屏(píng)顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於(yú)生(shēng)化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行業(yè),滿足以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可(kě)變的(de)。供油開始時刻不隨供油行程(chéng)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,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下(xià)往(wǎng)複運動,從而(ér)完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的(de)作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞(sāi)上端(duān)麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內(nèi)的(de)柴(chái)油經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結(jié)束
4、回(huí)油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室(shì)低壓油路便(biàn)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(zài)彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪(lún)的凸(tū)起部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始(shǐ)了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動(dòng)時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內(nèi),柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動後就(jiù)形(xíng)成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可以采用更換(huàn)銅套的方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安(ān)裝(zhuāng)銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒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(yòng)“表(biǎo)麵工程技(jì)術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術: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(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維(wéi)護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是(shì)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(jiě)體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間(jiān)隙是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液(yè)不(bú)得低(dī)於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的(de)清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現(xiàn)遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支(zhī)承油膜厚度,降(jiàng)低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測出(chū)軸承的(de)遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變(biàn)色(sè),就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注(zhù)意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的(de)是(shì)保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢(yì)流閥來(lái)調節,使其工作壓(yā)力保持穩(wěn)定讓溢流(liú)閥施(shī)放超出部分。而電機一直處於(yú)全(quán)速運行反複動作,功耗不變(biàn)。當采用(yòng)溢(yì)流來調(diào)節壓力(lì)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(cún)在無用功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身自動調整工(gōng)作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更(gèng)大 優點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕(shí)現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在(zài)自身作用下(xià)緩慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查(chá)柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手(shǒu)指堵住柱塞頂端和(hé)側麵(miàn)的進油口。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞(sāi)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(yīng)予以更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔(kǒng),用另一手指將出油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好,否則應(yīng)更(gèng)換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱(zhù)體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換(huàn)零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間(jiān)的間(jiān)隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。