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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它(tā)依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱(zhù)塞泵和(hé)徑向柱塞(sāi)泵(bèng)。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單(dān)向閥。柱(zhù)塞與缸(gāng)體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油液體積稱為排量,排(pái)量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱(zhù)塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆滑塊或由(yóu)偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複(fù)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。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化液泵一般都是臥式(shì)柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采(cǎi)煤工(gōng)作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工(gōng)作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現(xiàn)吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運(yùn)動所產生的容(róng)積(jī)變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供(gòng)油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,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(bú)足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率(lǜ)高(gāo)、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展(zhǎn)的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵(bèng)的不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用(yòng)下,改變定子的偏心距實現的,而(ér)定(dìng)於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小(xiǎo)不同),變(biàn)量行程(chéng)很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱(zòng),由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸(zhóu)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、液壓式
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓供油的液壓油(yóu)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(jī)械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的(de)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油(yóu)箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供(gòng)壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性的結構(gòu)形式的(de)軸向柱(zhù)塞(sāi)泵和徑向柱塞泵;由於(yú)徑(jìng)向柱塞泵屬於一(yī)種(zhǒng)新型的技(jì)術含量(liàng)比較高的(de)高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加(jiā)快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱(zhù)塞泵應(yīng)用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓缸(gāng)體轉子,定子不受其它(tā)橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上。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行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連,並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(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(yú)偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的(de)兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和(hé)配流軸上的流(liú)道,並由配(pèi)流軸上吸油口控製,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(fāng)法,形成了開環控(kòng)製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力(lì)的作(zuò)用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利(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行工作的(de)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,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(bèng)油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
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(yóu)行程,供(gòng)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(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改(gǎi)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柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等(děng)係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量(liàng)的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作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基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵(bèng)、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵(bèng)柱塞往複運動總行程L是(shì)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(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。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,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧(huáng)的作(zuò)用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油(yóu)過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下(xià)運動(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度(dù),當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上(shàng)的進油(yóu)孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油道內的(de)柴油經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上(shàng)的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降(jiàng),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(yào)上(shàng)行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又(yòu)下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮(suō)後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排(pái)出。這種工作方式連續運動(dòng)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(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)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銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨(mó)棒,手工或機械方(fāng)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(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電(diàn)弧(hú)噴塗或電噴塗:噴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合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員每日需對柱(zhù)塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正(zhèng)常(cháng)。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於(yú)自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。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(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用(yòng)目(mù)測,如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家(jiā),原規(guī)格的產(chǎn)品,如(rú)果更換另一種品(pǐn)牌,應請教對(duì)軸承有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而(ér)電(diàn)機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,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(zōng)設備的壓力。實現自(zì)動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜(xié)約60°,若柱塞(sāi)能在自身(shēn)作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查(chá)柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂(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(xī)力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封(fēng)良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣(yuán)和控製套(tào)的凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。