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柱塞泵(bèng)是(shì)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(shí)現吸油(yóu)、壓油(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方(fāng)便(biàn)等優(yōu)點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流量需要調節的場合(hé),諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密(mì)閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運動(dòng)排油。泵每轉一轉排出的油液體(tǐ)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)柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(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直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做(zuò)往(wǎng)複運動,實現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱(zhù)塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向(xiàng)與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)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進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配(pèi)合,因此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞(sāi)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(qì)壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)器,會對液壓(yā)泵(bèng)內的滑靴造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的(de)非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結(jié)構上的特點,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。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞(sāi)作用下,改變定子的偏心(xīn)距實現的,而定於(yú)的(de)更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力(lì)大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須(xū)等液壓油箱達到使(shǐ)用(yòng)氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型(xíng)液(yè)壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓(yā)泵(bèng)本(běn)身帶(dài)有補油分泵向(xiàng)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,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高(gāo)的高效泵,隨著國產化(huà)的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十(shí)字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著(zhe)偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定。二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(lì)和液壓力壓在定於內表麵上。當(dāng)轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的(de)2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵(bèng)體內產生的液壓力被靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓(yā)力(lì)補償方法,形(xíng)成了開環控製。支(zhī)承驅動軸(zhóu)的(de)軸承隻起支承作用,不受其他外力的作(zuò)用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在(zài)柱塞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(shí)可(kě)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(zhóu)上的凸輪(lún)與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過(guò)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(wǎng)複(fù)運動總行(háng)程L是不(bú)變的,由凸輪的(de)升程決(jué)定。
② 柱塞每循環(huán)的供油(yóu)量大小取決於供油行(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(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列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(liè)化是根據柴油(yóu)機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸(gāng)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(yóu)泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作(zuò)原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能(néng)控製(zhì),液(yè)晶屏顯示,可與電(diàn)腦(nǎo)進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈(mò)動小、操作方便等特點(diǎn)。廣泛(fàn)用於生化、醫(yī)藥、化工、環保(bǎo)等行業,滿足以上(shàng)行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原(yuán)理概述(shù)
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。柱塞(sāi)每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸(tū)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(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上(shàng)、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(duàn)。
2、進油過(guò)程
當凸(tū)輪(lún)的凸起部分轉過(guò)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)產生(shēng)真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體油(yóu)道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回(huí)油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜(xié)槽(停供邊(biān))與(yǔ)套筒上的回油孔相通時,泵油室低(dī)壓油路便與柱(zhù)塞頭(tóu)部的(de)中孔和徑向孔及斜(xié)槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧(huáng)力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油(yóu)。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過(guò)去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸(gāng)內出現負(fù)壓,這(zhè)時一個(gè)單向閥打開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)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(yùn)動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的,可以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一(yī)組柱塞杆外徑修(xiū)整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或(huò)銅套低(dī)溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑(jìng)加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔燒結(jié)合(hé)方式的缸體與銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)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(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:在柱塞(sāi)表(biǎo)麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電(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(fū)高硬度耐磨合金粉末。
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(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸(gāng)速度下降或悶(mèn)車時,就(jiù)應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間(jiān)隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內(nèi)的(de)油液不得低於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高(gāo),液壓泵的使(shǐ)用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要(yào)的部件是軸承,如果(guǒ)軸(zhóu)承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均(jun1)使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如發現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必須更換。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(dà)都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承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。
當實際壓力大(dà)於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分(fèn)。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采(cǎi)用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可(kě)定(dìng)它(tā)封閉,通(tōng)過節(jiē)能變頻器本身自動調整(zhěng)工作(zuò)壓力(lì),保持工作壓力的穩(wěn)定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能(néng)耗。這種調節方式更大 優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(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用(yòng)下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)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(chū)柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查(chá)出油閥副減壓環帶(dài)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(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出(chū)油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之(zhī)間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。