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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實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流(liú)量調節方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)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量,排量隻與泵的結(jié)構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式(shì)柱(zhù)塞泵是由幾個柱塞(一般為3個(gè)或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推(tuī)動柱塞做往複運動,實現吸、排(pái)液體的液壓泵。它們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多為定量泵。煤(méi)礦(kuàng)液壓(yā)支架係統中的乳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(yè)壓支架提供乳化液(yè),工作原理靠曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與缸(gāng)體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配(pèi)合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器(qì)之後,必須等液(yè)壓油箱達(dá)到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配(pèi)流(liú)與軸配流兩大(dà)類。閥(fá)配流徑(jìng)向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的特點,固定了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(duǎn)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(jì)為高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製(zhì)。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的(de)問題。使(shǐ)其(qí)抗衝(chōng)擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)必(bì)然會成為柱(zhù)塞(sāi)泵應用領域的重要(yào)組(zǔ)成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工(gōng)作(zuò)原理:驅動扭(niǔ)矩由驅動軸(zhóu) 通過十字(zì)聯(lián)軸(zhóu)器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓(yā)平(píng)衡的滑(huá)靴緊貼著(zhe)偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑(huá)靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當(dāng)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(shàng)的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通(tōng)過泵(bèng)體和配(pèi)流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓(yā)力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓(yā)平衡采取了(le)過(guò)平衡壓力補(bǔ)償方(fāng)法(fǎ),形成了開(kāi)環控製。支承驅動(dòng)軸(zhóu)的軸承隻起支承作(zuò)用,不受其他(tā)外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向柱塞泵是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容積變(biàn)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(kě)以達到很高(gāo)的精度(dù)配(pèi)合;
三(sān)、工作階段
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸(zhóu)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(bèng)油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出下列結論
① 柱(zhù)塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製(zhì)是(shì)可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要(yào)有A、B、P、Z和(hé)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(tóng),以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構(gòu)型式為基礎,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(huán)內供油(yóu)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(yuán)理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵(bèng)由四大部分組成:分泵、油量(liàng)調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可(kě)與電腦進(jìn)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、恒流輸送液體的要求(qiú)。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程(chéng)不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油(yóu)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(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸(tū)輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產(chǎn)生(shēng)真空度,當柱塞上端麵把柱(zhù)塞套上的進油孔(kǒng)打開後,充滿在油泵上(shàng)體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供(gòng)油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油(yóu)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(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞(sāi)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,這時一(yī)個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被吸入缸內的液體(tǐ)被(bèi)排出。這種工作方式連續運動後(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(ān)裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求(qiú)銅外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔(róng)燒結合(hé)方式(shì)的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,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)采用鉸刀修複(fù)缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程(chéng)技術”,方法如下:
(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)噴塗或電弧噴塗或(huò)電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械(xiè)維護
采(cǎi)用補油泵(bèng)供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就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(dà)。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要(yào)保持足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸(zhóu)承出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同(tóng)時也會破(pò)壞(huài)各磨擦副的靜液(yè)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(chéng)的平均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的英文字母(mǔ)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(huàn)另(lìng)一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度(dù)等(děng)級和載(zǎi)荷(hé)容量。
當實際壓力大於需要壓(yā)力時(shí),都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩(wěn)定讓溢流閥(fá)施放超出部分。而電機一直處於全速運行反(fǎn)複動作(zuò),功耗不變。當采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低(dī),若使用創傑(jié)節能變頻器後,溢(yì)流(liú)閥可定(dìng)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(wěn)定,自動(dòng)追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控製(zhì),從而節省能耗(hào)。這種調節方(fāng)式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效(xiào)果可達(dá)30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有無傷(shāng)痕和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握(wò)住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱(zhù)塞頂端和(hé)側麵的(de)進油口。用另一隻手(shǒu)拉出(chū)柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良(liáng)好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以(yǐ)更換(huàn)。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更(gèng)換零件。
(7)檢查柱(zhù)塞凸緣和控製套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換(huàn)控製套。