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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(tǐ)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、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大(dà)流量和流量需要(yào)調(diào)節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程(chéng)機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)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(sāi)泵
結構組(zǔ)成主要有(yǒu)偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積(jī)。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排量,排(pái)量隻與泵(bèng)的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱(zhù)塞(一般為3個或(huò)6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接(jiē)推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化(huà)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(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利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,可(kě)以達到很高的精度配合,因(yīn)此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力(lì)供油型(xíng)液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必(bì)須等液壓油箱(xiāng)達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不(bú)足(zú)時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造成泵體內(nèi)回程板與(yǔ)壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與(yǔ)軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低(dī)等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的(de)特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變量柱(zhù)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(piān)心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓(yā)操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞(sāi)泵滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗(kàng)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壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力(lì)供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的(de)油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進油口(kǒu)提供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸(xī)油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結(jié)構形式(shì)的軸向(xiàng)柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的(de)不(bú)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(bù)分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液(yè)壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱塞(sāi)與滑(huá)靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心(xīn)力和液壓力(lì)壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作(zuò)用,柱塞將作往複運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵(bèng)體內(nèi)產生的液壓(yā)力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承作(zuò)用(yòng),不(bú)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平行的(de)柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)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(sān)、工作階段
工作時(shí),在(zài)噴油泵凸輪軸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(wán)成泵(bèng)油任務,泵油(yóu)過程可分(fèn)為以下三個(gè)階段。結論:通過上(shàng)述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程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(gòng)油(yóu)行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始(shǐ)時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列(liè)柱塞泵主要(yào)有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油(yóu)量的(de)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柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內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A型泵為例介紹(shào)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(liàng)調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為(wéi)微處(chù)理器智能控(kòng)製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流(liú)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(háng)程(chéng)L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供油開始時刻不隨(suí)供油行(háng)程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸(zhóu)上的凸(tū)輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞(sāi)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(jìn)油過程
當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生(shēng)真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結(jié)束
4、回(huí)油過程(chéng)
柱塞向上供油,當(dāng)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頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的(de)作用下,柱塞又(yòu)下(xià)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(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反,柱塞向一(yī)個(gè)方向運動時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個(gè)方向運動時,將液(yè)體壓縮(suō)後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液(yè)體被排出。這(zhè)種(zhǒng)工作方式連續(xù)運動後就形成了連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更換銅(tóng)套(tào)的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅(tóng)套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有(yǒu)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),銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方(fāng)式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械方(fāng)法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維(wéi)護
采用補油泵(bèng)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(chá)液(yè)壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間隙(xì)是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓(yā)泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則(zé)不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)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,軸承的(de)平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆卸下來(lái)的軸承,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,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或(huò)變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文字(zì)母和型號,柱塞泵軸承(chéng)大(dà)都采用大載荷(hé)容量軸承,購買原廠家(jiā),原規(guī)格的產品,如(rú)果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對(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(dà)於(yú)需(xū)要壓力時,都是通過溢流閥來調(diào)節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速(sù)運行反複動作,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(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,若使用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽(xiù)蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人(rén)柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在(zài)自身作用下緩慢(màn)地下(xià)滑為配合良好(hǎo)。
(3)檢(jiǎn)查柱塞(sāi)副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱(zhù)塞頂端和(hé)側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸(xī)力,放鬆柱(zhù)塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨損有(yǒu)台階或傷痕現象(xiàng),必要時(shí)應予以更換。
(5)檢(jiǎn)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(yuán)位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套(tào)的(de)凹(āo)槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控(kòng)製套(tào)。