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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(zuò)容(róng)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(gòu)緊湊、效率高和流(liú)量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和流量需要調節的場合,諸(zhū)如液壓機、工程(chéng)機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱(zhù)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(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞(sāi)與缸體孔之間(jiān)形成(chéng)密閉(bì)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量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞(sāi)泵是(shì)由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直(zhí)接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定(dìng)量泵。煤礦液(yè)壓支(zhī)架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化(huà)液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平行的柱(zhù)塞泵。軸(zhóu)向柱(zhù)塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所(suǒ)產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配(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(yóu)箱,靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動(dòng)機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回程板與壓板的非正常磨(mó)損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺(quē)點。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞泵克服了(le)閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的(de)特點,固定了軸配(pèi)流(liú)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在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的,而定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故(gù)該(gāi)泵的響(xiǎng)應速度快。徑向結構(gòu)設計(jì)克服了如軸向柱塞泵滑靴偏(piān)磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機(jī)器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油(yóu)型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液(yè)壓泵大都采用有(yǒu)氣壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身帶(dài)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(néng)力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞(sāi)泵分為兩種(zhǒng)有代(dài)表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑(jìng)向柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動(dòng)方向與驅動軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞(sāi)泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,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(jiǎo)相(xiàng)連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程(chéng)定子上。泵轉動時,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(piān)心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的行程為定於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相對(duì)的兩(liǎng)個柱(zhù)塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的(de)流道,並由配(pèi)流軸(zhóu)上吸油口控製,泵體內產生的液壓(yā)力被靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡(héng)采取了過平(píng)衡壓(yā)力補償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承(chéng)作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵是利用與傳動軸平行(háng)的柱塞(sāi)在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動(dòng),從而完(wán)成泵油任(rèn)務,泵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(shì)不變的,由凸輪(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供(gòng)油量大小取決於供(gòng)油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改(gǎi)變(biàn)供油(yóu)終(zhōng)了時刻,從而改(gǎi)變供油量。
四(sì)、 國產係列柱(zhù)塞式噴油泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等(děng)係列。係列化是根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油量的(de)要求不同,以(yǐ)柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為(wéi)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)內供油量不等的噴(pēn)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(gòu)型式(shì)基本(běn)相同(tóng),以A型(xíng)泵為例介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原(yuán)理。柱塞泵(bèng)由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈(mò)動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化(huà)工、環(huán)保等行業,滿足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程(chéng)決定(dìng)。柱塞(sāi)每循環的供(gòng)油量大小取決於供(gòng)油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)開(kāi)始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而(ér)變化。轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞可改變供(gòng)油終了時(shí)刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸(tū)輪軸上的凸(tū)輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)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,當上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和徑(jìng)向孔(kǒng)及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的(de)作用下迅速(sù)關閉,停止供油。此(cǐ)後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動(dòng)時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向(xiàng)閥(fá)打開(kāi)液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另(lìng)一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作(zuò)方式連(lián)續運動後就形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以(yǐ)采用更換銅套的方法安裝。首先把(bǎ)一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸(gāng)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,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套(tào)外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法(fǎ)研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用(yòng)鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,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(dù)耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏(shì)體耐磨(mó)材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱(zhù)塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就(jiù)應該(gāi)對補油泵解(jiě)體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自吸(xī)油型柱塞(sāi)泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持(chí)足夠數(shù)量的液壓油。液壓(yā)油的清潔度(dù)越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則(zé)不能保證(zhèng)液壓泵內部三對磨擦副的正常(cháng)間隙,同時也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)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,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就(jiù)需要更換新口(kǒu)。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸(zhóu)承的(de)遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必(bì)須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品,如(rú)果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗的(de)人員查(chá)表(biǎo)對(duì)換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來(lái)調節,使(shǐ)其(qí)工作壓力保(bǎo)持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而(ér)電機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不(bú)變。當采用溢流(liú)來調節壓力和(hé)流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係(xì)統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓(yā)力。實(shí)現自動化(huà)控製(zhì),從(cóng)而節省能(néng)耗(hào)。這種調節方式更大 優(yōu)點就(jiù)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)檢查柱塞副配合情(qíng)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(xià)緩慢地下滑為配合(hé)良(liáng)好。
(3)檢(jiǎn)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,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出油閥下(xià)孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上(shàng)端時(shí),它能自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油(yóu)閥副。
(6)檢(jiǎn)查(chá)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 ,則應更換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控(kòng)製套(tào)的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更(gèng)換控製(zhì)套。