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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重要(yào)裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊湊、效率高和(hé)流量(liàng)調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運(yùn)動吸油,向上運動排油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體積(jī)稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式(shì)柱塞泵
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(tōng)過連杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動,實現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液(yè)壓支(zhī)架係(xì)統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液(yè)泵用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架(jià)提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式(shì)
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體(tǐ)中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動所產生的容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜(xié)盤式
直(zhí)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(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之(zhī)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足時就啟動機(jī)器,會對液壓(yā)泵內的(de)滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與(yǔ)壓板(bǎn)的非正常磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配(pèi)流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高(gāo)、效率低(dī)等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了(le)閥(fá)配流徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)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。變量行程短泵的變量是在變量柱(zhù)塞和(hé)限(xiàn)位柱塞(sāi)作用下,改變定子的(de)偏心距實現的(de),而定(dìng)於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短(duǎn)。且變(biàn)量機構設計為高壓(yā)操縱,由控製閥進行控製。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結構設(shè)計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的(de)問(wèn)題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油(yóu)箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型(xíng)液壓泵(bèng)大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有(yǒu)補油分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓(yā)力油(yóu)的。自吸油型液(yè)壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構(gòu)形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有(yǒu)代表性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵和徑向柱塞(sāi)泵(bèng);由於徑(jìng)向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞(sāi)泵是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩(jǔ)由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳(chuán)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(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環(huán)將(jiāng)滑靴(xuē)卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時(shí),它依靠離心(xīn)力和液壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的(de)偏心作用,柱塞將作往複運動,它的(de)行程為(wéi)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(xiàng)對的兩個柱塞(sāi)來調節。油液的進出通(tōng)過泵(bèng)體和配流(liú)軸上的流(liú)道(dào),並由配流軸上吸油口控製(zhì),泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平(píng)衡的表(biǎo)麵所(suǒ)吸收。摩擦副的靜壓(yā)平(píng)衡采取了過平衡(héng)壓力補償方(fāng)法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞(sāi)在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產生(shēng)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輪與柱塞彈(dàn)簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下(xià)列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)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(yóu)四(sì)大(dà)部分組成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動機構和泵(bèng)體
為微(wēi)處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊,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、化工、環保等行業,滿足以上(shàng)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(zhù)塞泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供(gòng)油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧力的(de)作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便與(yǔ)柱塞頭部的中孔和徑向(xiàng)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閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過(guò)去後,在(zài)彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上有兩個(gè)單向(xiàng)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(nèi),柱塞向另一個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開,被吸(xī)入缸內的液(yè)體被排出。這種工作方式連續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采(cǎi)用更換(huàn)銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)裝配。
熔燒結(jié)合方式的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法(fǎ)如下(xià):
(a)采用研磨(mó)棒,手(shǒu)工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜(táng)缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴(pēn)塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷(fū)高硬度(dù)耐(nài)磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速(sù)度下降或悶車(chē)時,就(jiù)應該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵,液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(yóu)的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則(zé)不能保證液壓泵(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膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如(rú)發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容(róng)量(liàng)軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,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,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出部分(fèn)。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢(yì)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(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調(diào)整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製(zhì),從而節省能耗。這(zhè)種調節方式(shì)更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢(jiǎn)查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插(chā)人(rén)柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手指堵住柱(zhù)塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密封(fēng)良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥(fá)副(fù)減壓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(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間(jiān)隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製(zhì)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(kòng)製套。