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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(fēng)工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被(bèi)廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工(gōng)程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排(pái)油。泵(bèng)每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的(de)結構參數有關(guān)。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個(gè)柱(zhù)塞(sāi)(一般為3個或(huò)6個)並列安(ān)裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動,實現吸(xī)、排(pái)液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為定(dìng)量泵。煤礦液(yè)壓(yā)支架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱(zhù)塞泵(bèng)。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(lǐ)靠(kào)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(fù)運動方向(xiàng)與缸體中(zhōng)心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)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(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)件,可以達到很高的精度配合(hé),因此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜(xié)盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液(yè)壓油箱(xiāng)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(huì)造成泵體內回程板(bǎn)與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸(zhóu)配(pèi)流徑向柱(zhù)塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定子的偏心距(jù)實現的,而定於的更大 偏心距為(wéi) 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,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊(jī)能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都采用有(yǒu)氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的(de)自吸油能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵(bèng)應用領域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞(sāi)或柱塞的(de)往複(fù)運動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原理(lǐ):驅動(dòng)扭矩由(yóu)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(zhóu)上。位於轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心行程(chéng)定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧(huáng)鎖定。二個保持(chí)環將滑(huá)靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的(de)偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體(tǐ)上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液(yè)的(de)進出通過泵體和(hé)配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環控(kòng)製(zhì)。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起(qǐ)支(zhī)承作用,不受其他外力(lì)的作用。液壓係統中:軸(zhóu)向柱塞泵是利用(yòng)與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生(shēng)的容積變(biàn)化來(lái)進行工作的。由(yóu)於柱(zhù)塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達(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(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的(de)升(shēng)程決定。
② 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)可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。
④ 轉動(dòng)柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油(yóu)機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足各(gè)種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結(jié)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(hé)工作原理。柱塞(sāi)泵由四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智(zhì)能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述(shù)
柱(zhù)塞泵柱塞往複運動總行(háng)程L是不(bú)變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是(shì)可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時(shí),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(fù)運動,從而完(wán)成泵油任務(wù),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過去後(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過(guò)程
柱塞向上(shàng)供油(yóu),當上行到柱塞上的斜(xié)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(tóu)部的中孔和徑向孔及(jí)斜槽溝通,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)部分轉過去後,在彈簧的作用下,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(lǐ)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(fāng)向運動時缸內(nèi)出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一(yī)個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的(de)液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修(xiū)整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套(tào)低(dī)溫冷(lěng)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(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合(hé)方(fāng)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(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下(xià):
(a)電鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響(xiǎng)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檢查,檢查葉輪邊沿是(shì)否(fǒu)有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液(yè)壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數(shù)量(liàng)的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽(shòu)命越長。
柱塞(sāi)泵最重要的部件是軸承,如(rú)果軸承出現遊(yóu)隙,則不能保證液壓(yā)泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供(gòng)的資(zī)料,軸承的平均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大載荷容量軸(zhóu)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的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度等級和載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力時,都是(shì)通過溢(yì)流閥來(lái)調節,使(shǐ)其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出(chū)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(liú)量時,有部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞(sāi)泵存在無(wú)用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工作(zuò)壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能降低柱(zhù)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(yǒu)無傷痕(hén)和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢(jiǎn)查柱(zhù)塞副配合情況(kuàng)。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自(zì)身作(zuò)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(sāi)套,兩個手指堵住(zhù)柱(zhù)塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷(shāng)痕現象,必要(yào)時(shí)應予以更換(huàn)。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更(gèng)換(huàn)零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之間的(de)間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。