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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(fù)運動,使密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱(zhù)塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主要(yào)有偏心輪、柱(zhù)塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與(yǔ)缸體孔(kǒng)之(zhī)間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,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,排量隻與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過(guò)連杆滑塊或由偏心(xīn)軸(zhóu)直接推動柱(zhù)塞做往複運(yùn)動,實現吸、排(pái)液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的(de)往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸向柱(zhù)塞泵利用(yòng)與(yǔ)傳動軸平(píng)行的柱塞在(zài)柱(zhù)塞孔(kǒng)內往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很(hěn)高(gāo)的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵(bèng)分為壓力供(gòng)油型和自(zì)吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液(yè)壓(yā)泵大都(dōu)是采用有(yǒu)氣壓的油箱,靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。如(rú)果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成(chéng)泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵存在故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是(shì)在變量柱塞和限位柱塞作(zuò)用下,改變定子的(de)偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克(kè)服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題。使其抗衝擊能(néng)力大(dà)幅度(dù)提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有液壓(yā)泵本(běn)身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。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(liǎng)種有代表性的結構形式(shì)的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必(bì)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動方(fāng)向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 傳遞給星形的(de)液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡(héng)的(de)滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在(zài)定於內表麵上(shàng)。當轉子轉動時(shí),由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由(yóu)泵體上(shàng)的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采(cǎi)取了(le)過平(píng)衡壓力補償方法(fǎ),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(tā)外(wài)力的作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(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(gōng)作的。由於柱塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以(yǐ)達到很高的精度配合;
三、工作階段
工(gōng)作(zuò)時,在噴油泵凸(tū)輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下(xià)三個階段。結論:通過上述討論,得(dé)出下(xià)列結論
① 柱塞往(wǎng)複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改(gǎi)變供油終了(le)時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵(bèng)主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是(shì)根據柴油機單缸功率範圍(wéi)對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別(bié)配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種在一個工作(zuò)循環內供油量不(bú)等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的(de)需要。國產係列噴油泵的(de)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。柱塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能(néng)控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行(háng)業,滿足以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(fù)運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升(shēng)程決定(dìng)。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的。供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可改變(biàn)供油(yóu)終了(le)時刻,從而(ér)改(gǎi)變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫(pò)使柱(zhù)塞作上、下往複運動(dòng),從而完成(chéng)泵(bèng)油任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱塞套(tào)上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進入(rù)泵油室,柱塞運動到下止點,進(jìn)油結束
4、回(huí)油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上行(háng)到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室低壓油路(lù)便(biàn)與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油(yóu)閥在彈簧(huáng)力的作(zuò)用下迅速關閉(bì),停止供(gòng)油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入缸(gāng)內的液體被排出(chū)。這種(zhǒng)工作方式連續運(yùn)動後(hòu)就形(xíng)成了連續(xù)供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以(yǐ)采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)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(zán)方法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工(gōng)螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重(chóng)新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材(cái)料;
(c)熱(rè)噴塗或(huò)電(diàn)弧噴塗(tú)或電噴(pēn)塗:噴塗(tú)高碳馬氏(shì)體耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采(cǎi)用補油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員(yuán)每日(rì)需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就(jiù)應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮(guā)傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液(yè)壓油箱內的油液不得(dé)低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能(néng)保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會(huì)破壞(huài)各(gè)磨(mó)擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)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(zhuān)業檢測儀(yí)器是無(wú)法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必(bì)須更換(huàn)。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(dōu)采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規(guī)格的產品(pǐn),如果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)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。當采用溢流來調節(jiē)壓力和(hé)流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節(jiē)能變(biàn)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(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從(cóng)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能耗(hào),節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕(hén)和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內(nèi),傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。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(wèi),表(biǎo)明柱塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱塞(sāi)副(fù)。
(4)檢查出油閥副減壓(yā)環帶是否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,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如(rú)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,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。