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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、效率高(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞泵被(bèi)廣泛應用(yòng)於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)為單(dān)柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥(fá)。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積(jī)。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向(xiàng)上(shàng)運動排(pái)油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
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)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸(xī)、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(wéi)定量(liàng)泵。煤礦液(yè)壓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(miàn),為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做(zuò)往複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動(dòng)軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生(shēng)的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的精度配合,因(yīn)此容積效率高。
4、直(zhí)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(yè)壓泵(bèng)大都是采(cǎi)用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器之(zhī)後,必須(xū)等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就啟動機(jī)器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成(chéng)泵體內回程板與壓板的非(fēi)正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。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年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞(sāi)泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的(de)特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命(mìng)長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作(zuò)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(gēn)據(jù)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,由控製閥進行控製。故該泵的(de)響應速度快。徑向(xiàng)結構設計克(kè)服了(le)如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供(gòng)油的(de)液壓油箱,在(zài)每次啟(qǐ)動機器後,必(bì)須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓(yā)後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。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(tí)供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式(shì)的軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵(bèng)屬於一種新型(xíng)的技術含量比較高(gāo)的(de)高效(xiào)泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分(fèn);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(sāi)泵。徑向(xiàng)柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉子(zǐ),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(yā)平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二(èr)個保持環將滑靴卡在(zài)行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上(shàng)。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的行(háng)程(chéng)為定(dìng)於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個(gè)柱塞來(lái)調節。油液的進出(chū)通過泵體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸(xī)油口(kǒu)控製,泵體內(nèi)產生的液壓(yā)力被靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向(xiàng)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(dòng)所產生的容積變化(huà)來進行(háng)工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)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(jiē)段
工作時(shí),在噴油(yóu)泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油(yóu)行(háng)程的變化(huà)而變化。
④ 轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有(yǒu)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(wéi)對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的(de)柱(zhù)塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作(zuò)循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要(yào)。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和結構(gòu)型式(shì)基本(běn)相同(tóng),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
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通(tōng)訊(xùn),具有工作(zuò)壓(yā)力穩定、脈動(dòng)小、操作方(fāng)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。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可(kě)改變供油(yóu)終了時刻,從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩(liǎng)個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的(de)作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞(sāi)上部空間(jiān)(稱為泵油室)產(chǎn)生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(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(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸(tū)輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下(xià)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(liǎng)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(xiàng)閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方向運(yùn)動時,將液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。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(de),可以采用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把(bǎ)一組柱(zhù)塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套(tào)的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰(tài)膠(jiāo)粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(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(mó)棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複(fù)缸孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修(xiū)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(céng)硬鉻(gè);
(b)電(diàn)刷鍍(dù)技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐(nài)磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液(yè)壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如(rú)發現液壓缸速(sù)度(dù)下降或悶車時,就應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒(chǐ)輪泵間隙是(shì)否過(guò)大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低(dī)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長。
柱塞泵(bèng)最(zuì)重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓泵內(nèi)部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會(huì)破壞各磨擦(cā)副的靜液(yè)壓支承油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)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(chāi)卸下(xià)來的軸承,沒(méi)有專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目(mù)測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家,原(yuán)規格(gé)的產品,如(rú)果更換另(lìng)一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓(yā)力(lì)時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電(diàn)機一直(zhí)處於全速運行(háng)反複動作,功耗不變。當(dāng)采用(yòng)溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力(lì)。實現(xiàn)自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)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(sāi)端頭插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱(zhù)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(zhù)塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和側(cè)麵的(de)進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回(huí)原位(wèi),表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環(huán)帶是否(fǒu)磨損有台階或傷(shāng)痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合情況。用手指堵住(zhù)出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥(fá)輕輕向下壓(yā),當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺(tǐng)柱體。噴油(yóu)泵體和挺(tǐng)柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸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(tào)。