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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使(shǐ)密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、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。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流(liú)量(liàng)和(hé)流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要(yào)有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單(dān)向(xiàng)閥。柱塞(sāi)與缸體(tǐ)孔之間形成密閉容積(jī)。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下(xià)往複(fù)運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上(shàng)運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為(wéi)排量(liàng),排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱(zhù)塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)安裝(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心(xīn)軸直接推(tuī)動柱塞做往複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用(yòng)閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量泵。煤礦液(yè)壓(yā)支架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸(zhóu)平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用(yòng)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(huà)來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的(de)精(jīng)度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵(bèng)大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓油箱(xiāng),在每次啟動機器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機(jī)械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成(chéng)拉脫(tuō)現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑向(xiàng)柱塞泵可分為(wéi)閥配(pèi)流與軸配流兩(liǎng)大(dà)類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效(xiào)率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥(fá)配(pèi)流徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵(bèng)結構(gòu)上的特點(diǎn),固定了軸配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐(nài)衝擊、壽(shòu)命長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵的變量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現(xiàn)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(jì)為高壓(yā)操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的(de)響應(yīng)速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱(xiāng),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(néng)操作機械。直軸斜盤式(shì)柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓(yā)泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也(yě)有液壓泵本身帶有(yǒu)補(bǔ)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(wú)需(xū)外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表性(xìng)的結構形式的軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵;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(suí)著國產化的不斷加快,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向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動(dòng)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(bú)受(shòu)其它橫向作用力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴(xuē)球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑(huá)靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心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(chéng)為定於(yú)偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上(shàng)的徑向位置相對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流道,並由配流軸上吸油口控製,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(yā)力補償方法,形成了開環控製。支(zhī)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(zhōng):軸向柱塞泵是利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞(sāi)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(bèng)的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工(gōng)作時,在噴油泵凸(tū)輪軸上的(de)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(chéng)泵油任務,泵油過程(chéng)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(biàn)的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供(gòng)油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供(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(cóng)而改(gǎi)變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要(yào)有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱(zhù)塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配(pèi)以不同尺(chǐ)寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工(gōng)作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機(jī)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(bèng)為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控(kòng)製,液晶屏(píng)顯示(shì),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。廣泛用於(yú)生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上(shàng)行業需要連續恒壓(yā)、恒流輸送液體的要求。
1、機械原(yuán)理概述
柱塞泵柱(zhù)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於供油行程(chéng),供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的(de)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(wán)成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪(lún)的(de)凸起部分(fèn)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(yóu)室)產生真空度,當柱塞上端麵(miàn)把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在(zài)油泵(bèng)上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回(huí)油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的(de)中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(guān)閉,停止供(gòng)油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始(shǐ)了下一個(gè)循環。柱塞泵以一個柱塞為(wéi)原理介紹,一個柱塞(sāi)泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一(yī)個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的液體被排(pái)出。這種工作方式連續運(yùn)動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換(huàn)銅套的(de)方法安裝(zhuāng)。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一尺寸(cùn),再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加(jiā)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(zhuāng)配,這咱(zán)方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅套(tào),安裝方法如下:
(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(xiū)複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或(huò)電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用(yòng)補油泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日(rì)需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓(yā)泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間(jiān)隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油(yóu)的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就(jiù)需要更(gèng)換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更(gèng)換。在更換軸承時,應(yīng)注意(yì)原軸承的英文字母和型(xíng)號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格(gé)的產品,如(rú)果(guǒ)更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人(rén)員(yuán)查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通(tōng)過溢流閥(fá)來調節,使(shǐ)其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量(liàng)溢流回原係統,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(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓(yā)力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控製,從(cóng)而節省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就(jiù)是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞能(néng)在自身作(zuò)用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套(tào),兩個手(shǒu)指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)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(zhù)塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是(shì)否磨損有(yǒu)台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配(pèi)合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔,用另一手指將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈(dàn)回原位(wèi),表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞(sāi)凸緣和控(kòng)製(zhì)套(tào)的凹槽之(zhī)間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換控製套。