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柱塞泵是(shì)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,使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械(xiè)和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)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(sāi)、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥(fá)。柱塞與缸體(tǐ)孔之(zhī)間形成密閉容積。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(dòng)排油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由(yóu)偏心軸直接推(tuī)動(dòng)柱塞做往複(fù)運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們(men)也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的(de)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(gōng)作(zuò)原理靠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(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動(dòng)方(fāng)向與缸體中(zhōng)心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油(yóu)型和自(zì)吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達(dá)到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱(xiāng)的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正(zhèng)常磨(mó)損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流(liú)與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流(liú)徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代(dài)發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克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(gù)定了(le)軸配流徑向柱塞泵比(bǐ)軸向柱塞泵耐衝擊、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,改變定子的偏心距實(shí)現的,而(ér)定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由(yóu)控製閥進行控製。故該泵的(de)響應(yīng)速度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)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液壓油箱,在每次啟動機器(qì)後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。直軸斜(xié)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(xíng)液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無(wú)需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑(jìng)向柱塞泵;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(chǎn)化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的(de)重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯(lián)軸(zhóu)器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它(tā)依靠離心(xīn)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,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節。油液(yè)的進(jìn)出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製(zhì),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(héng)采取了(le)過(guò)平衡壓力補償方法(fǎ),形成(chéng)了(le)開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其(qí)他外(wài)力的作用。液(yè)壓係統中:軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵是(shì)利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合;
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,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可(kě)分(fèn)為以下三個(gè)階段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
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可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係(xì)列柱塞泵主要有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等(děng)係列。係列化是根據柴(chái)油機單缸功率範圍(wéi)對供油(yóu)量的要(yào)求不同,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,組成若幹種(zhǒng)在一個(gè)工作(zuò)循環內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵(bèng)、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體(tǐ)
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊(xùn),具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化(huà)、醫(yī)藥(yào)、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)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。柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過(guò)程可分為(wéi)以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)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(mǎn)在(zài)油(yóu)泵上體油道內(nèi)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(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套(tào)筒上的(de)回油孔相通時,泵油室低(dī)壓油路便與柱塞頭部(bù)的(de)中(zhōng)孔和徑向孔及斜槽溝通,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,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原理(lǐ)介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個(gè)單(dān)向閥被打開,被吸入缸內的液(yè)體被排出。這種工作方(fāng)式(shì)連續(xù)運動後(hòu)就形成了連續供油 。
5、機械使用
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(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑(jìng)。
缸(gāng)體安裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀修複缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術(shù):在柱塞(sāi)表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏(shì)體耐磨材(cái)料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱(zhù)塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵(bèng)供油的柱塞泵,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(yùn)轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降(jiàng)或悶(mèn)車時,就應該對(duì)補油泵解體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵(bèng)間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油(yóu)液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的液(yè)壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的(de)部件是軸承,如果軸承出現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時(shí)也會破壞各磨擦副的(de)靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的(de)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(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出(chū)軸(zhóu)承的遊隙(xì)的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)必須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷(hé)容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的(de)人(rén)員查(chá)表對換,目的是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來(lái)調節,使(shǐ)其工作壓(yā)力保持穩(wěn)定讓溢(yì)流閥施放(fàng)超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功(gōng)耗不變。當采用溢流來(lái)調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻(pín)器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化(huà)控製,從而節省(shěng)能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配(pèi)合(hé)情況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜(xié)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(sāi)副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞(sāi),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(yā)環帶是否磨損有(yǒu)台階或傷(shāng)痕現象,必要時應予(yǔ)以更換(huàn)。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住(zhù)出油閥下孔,用(yòng)另一手(shǒu)指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)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(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣和控製套的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。