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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,使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實現吸(xī)油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓(yā)力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被(bèi)廣(guǎng)泛應(yīng)用於高壓(yā)、大流(liú)量(liàng)和(hé)流量(liàng)需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體(tǐ)孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排(pái)量,排量隻(zhī)與泵的結(jié)構參(cān)數有關。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大(dà)多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作(zuò)麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲(qǔ)軸的旋(xuán)轉帶動活塞(sāi)做(zuò)往複運(yùn)動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運動(dòng)方(fāng)向與(yǔ)缸體(tǐ)中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵(bèng)利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的(de)容積變化來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到(dào)很高的精度配(pèi)合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓(yā)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(nèi)的滑靴造成拉脫現象,會(huì)造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低(dī)等缺點。國(guó)際上70、80年代(dài)發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵(bèng)的不足(zú)。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵的變量是(shì)在變量柱塞和限位柱塞作用下(xià),改變(biàn)定子的偏心距實(shí)現的,而定(dìng)於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量大小(xiǎo)不同(tóng)),變(biàn)量行程很短。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的(de)響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了(le)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(gāo)。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞(sāi)泵靠(kào)氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能(néng)操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)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進油口提供壓(yā)力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力(lì)供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的(de)軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱(zhù)塞泵;由(yóu)於(yú)徑向(xiàng)柱塞泵屬(shǔ)於一(yī)種新型(xíng)的技術含量比較高的(de)高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓(yā)缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於(yú)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行(háng)程定子。柱(zhù)塞與滑靴(xuē)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(zǐ)上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力壓(yā)在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作(zuò)用(yòng),柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體(tǐ)上的徑向位(wèi)置相對的兩個(gè)柱塞來調(diào)節。油液的進出(chū)通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產生(shēng)的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采(cǎi)取了過平(píng)衡壓力(lì)補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液(yè)壓係統中:軸向(xiàng)柱塞(sāi)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,加工時可以達到(dào)很高的精度配(pèi)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(zuò)上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列(liè)結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程(chéng)L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開始時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,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對(duì)供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)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(wéi)例介(jiè)紹柱(zhù)塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由(yóu)四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,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
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供(gòng)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,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運(yùn)動,從(cóng)而完成泵油任(rèn)務,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(qù)後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)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(rù)泵(bèng)油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的(de)回(huí)油孔相通(tōng)時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)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(bì),停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起(qǐ)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(yī)個循環。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(fāng)向相反,柱塞向一(yī)個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單(dān)向閥被打開,被吸(xī)入缸內的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運動(dòng)後就形成了連續供油 。
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(bǎ)一組柱塞(sāi)杆(gǎn)外徑修(xiū)整到統一尺寸,再(zài)用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑(jìng)加工螺紋(wén),塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結(jié)合方式的缸(gāng)體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)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”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)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料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或(huò)電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金(jīn)粉末(mò)。
五、機械維護
采用補油泵(bèng)供油的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞(sāi)泵(bèng)檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自(zì)吸(xī)油型柱(zhù)塞泵(bèng),液(yè)壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓(yā)油的清潔(jié)度越高(gāo),液壓泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件(jiàn)是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵(bèng)內部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承的使用(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的(de)資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更(gèng)換新口。拆卸下(xià)來的(de)軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目(mù)測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更換。在更換軸承時(shí),應注意原軸承的(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查(chá)表對換,目(mù)的是保(bǎo)持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實(shí)際壓力大於需要壓(yā)力時,都是(shì)通過溢(yì)流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超(chāo)出部分。而電機一直(zhí)處於(yú)全速運行反複動(dòng)作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓(yā)力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節(jiē)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(bǎo)持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節(jiē)方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則(zé)應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要(yào)時應予(yǔ)以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出(chū)油閥(fá)上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)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(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹(āo)槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超過0.12mm,必(bì)須更換控製套(tào)。