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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具(jù)有額定壓力(lì)高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓(yā)機(jī)、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般分(fèn)為(wéi)單柱塞(sāi)泵、臥(wò)式(shì)柱塞泵(bèng)、軸向(xiàng)柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體(tǐ)積(jī)稱(chēng)為排(pái)量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關(guān)。
2、臥式(shì)柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是(shì)由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架(jià)係(xì)統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵(bèng)用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)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(xiàng)與缸體中(zhōng)心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來(lái)進行工作(zuò)的。由於(yú)柱塞和(hé)柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積效率(lǜ)高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機(jī)器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就啟(qǐ)動機器,會(huì)對液壓(yā)泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現(xiàn)象,會(huì)造成(chéng)泵(bèng)體(tǐ)內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年(nián)代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流(liú)徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操(cāo)縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的響應速(sù)度快(kuài)。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到(dào)使用氣壓後,才能(néng)操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵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(qì)壓(yā)的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供(gòng)壓力油(yóu)的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞(sāi)泵分(fèn)為兩種有代(dài)表性(xìng)的結構形式(shì)的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞泵(bèng)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,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運(yùn)動(dòng)方(fāng)向與驅動軸垂直的柱(zhù)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(zhì)的柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴(xuē)緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過(guò)卡簧鎖定(dìng)。二個(gè)保持環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子轉動(dòng)時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定(dìng)子的偏心(xīn)距可由泵體上的徑向位置(zhì)相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體(tǐ)和(hé)配流軸(zhóu)上的流(liú)道,並由配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,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塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件(jiàn),加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
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)使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為(wéi)以下三個階段。結(jié)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是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨(suí)供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供(gòng)油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油(yóu)泵國產係列柱塞泵(bèng)主要有(yǒu)A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等(děng)係列。係列化是根(gēn)據柴(chái)油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式為基(jī)礎,再分別(bié)配以不同尺寸的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相同(tóng),以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵由四大(dà)部(bù)分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液(yè)晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行(háng)程L是(shì)不變的,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(yóu)行(háng)程不(bú)受凸輪(lún)軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉(zhuǎn)動(dòng)柱(zhù)塞可改(gǎi)變(biàn)供油終了時刻(kè),從而改變(biàn)供油(yóu)量(liàng)。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)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(liǎng)個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔(kǒng)打開後(hòu),充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經(jīng)油孔進(jìn)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(dào)柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在(zài)彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱(zhù)塞還要上行(háng),當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後(hòu),在彈簧的作(zuò)用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞泵上有(yǒu)兩個(gè)單向閥,並且方向相反,柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一(yī)個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種(zhǒng)工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的,可(kě)以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一(yī)組柱(zhù)塞杆(gǎn)外徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套(tào)低溫冷(lěng)凍擠壓,過(guò)盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安裝方法(fǎ)如下:
(a)采(cǎi)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“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表(biǎo)麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末(mò)。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵(bèng)供(gòng)油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補(bǔ)油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓油。液(yè)壓油的清潔度越高(gāo),液壓泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸承,如果軸(zhóu)承出現遊隙,則不(bú)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(de)靜液壓支承油膜(mó)厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承(chéng)的(de)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,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測(cè)出(chū)軸承的遊隙(xì)的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和(hé)型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際(jì)壓力大於需(xū)要壓力時,都是通過(guò)溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)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。當采用溢流來調(diào)節壓力和流(liú)量時(shí),有部分的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤(zōng)設備(bèi)的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就(jiù)是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有(yǒu)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(sāi)能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕(qīng)輕(qīng)向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時(shí),它能自動彈回原(yuán)位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。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)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。