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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝(zhuāng)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(biàn)化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣(guǎng)泛(fàn)應用於高壓、大流量和流量需要調(diào)節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸(zhóu)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(zhù)塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔之間形(xíng)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,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的油液體(tǐ)積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的(de)結構參數有(yǒu)關。
2、臥(wò)式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或(huò)由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動(dòng)方向與缸體中心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往(wǎng)複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都(dōu)是(shì)采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,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(xuē)造成拉(lā)脫現象(xiàng),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(zhù)塞泵可分為(wéi)閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥(fá)配流徑向柱塞泵存在故(gù)障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞(sāi)泵克服(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構(gòu)上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命(mìng)長、控製精度(dù)高。變量行程短泵的變量是在變量柱(zhù)塞和限(xiàn)位柱塞作用(yòng)下,改變定(dìng)子的(de)偏(piān)心距(jù)實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱(zòng),由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的(de)響應速度快。徑向結(jié)構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的(de)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的(de)液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油(yóu)能力(lì)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(jié)構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於(yú)徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定(dìng)子不受(shòu)其它(tā)橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴(xuē)球鉸相(xiàng)連,並通(tōng)過卡簧鎖定(dìng)。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在(zài)定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於(yú)的偏心(xīn)作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的(de)2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進出通過泵(bèng)體和(hé)配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸(xī)油口控製(zhì),泵體內產生的(de)液壓(yā)力被靜壓平(píng)衡的表麵所(suǒ)吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外(wài)力的作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件(jiàn),加工時可以達到(dào)很高的精(jīng)度配合;
三、工作(zuò)階段
工作(zuò)時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過(guò)上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的升程(chéng)決定(dìng)。
② 柱塞每循(xún)環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可(kě)變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係(xì)列柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是(shì)根據柴油(yóu)機單缸功率範(fàn)圍對供油量的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式(shì)為基礎,再分別配以不(bú)同尺(chǐ)寸的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供油(yóu)量不等的(de)噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機(jī)的需要。國(guó)產係列噴油(yóu)泵的工作原理和結構型式基本相同(tóng),以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵(bèng)、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改(gǎi)變(biàn)供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)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,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度,當柱(zhù)塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油(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
柱塞向上供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,出油閥(fá)在彈簧力的(de)作用下迅速關閉,停(tíng)止(zhǐ)供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的(de)液(yè)體(tǐ)被排出(chū)。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套(tào)的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑(jìng)。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫熱裝(zhuāng)或銅套低(dī)溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外(wài)徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)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(jī)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“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞(sāi)表麵(miàn)刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨(mó)合(hé)金(jīn)粉(fěn)末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)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(yǒu)刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓(yā)油箱內的油液不得低於油標(biāo)下限,要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓(yā)油的清(qīng)潔度(dù)越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的英文字母和型(xíng)號,柱塞(sāi)泵軸承(chéng)大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更(gèng)換另一種(zhǒng)品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容量。
當實際壓力大於需(xū)要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采(cǎi)用溢流來調節壓力和流量(liàng)時,有(yǒu)部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻(pín)器本(běn)身自動(dòng)調整(zhěng)工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力(lì)。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內(nèi),傾斜(xié)約60°,若柱塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查(chá)柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱(zhù)塞頂端和側(cè)麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位(wèi),表明柱塞(sāi)副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是(shì)否磨損有台階或(huò)傷痕現象(xiàng),必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更(gèng)換出油閥(fá)副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。