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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工(gōng)作容(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(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,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(wò)式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下(xià)運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液(yè)體積稱為排量(liàng),排量隻(zhī)與泵的結構參數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個(gè))並(bìng)列(liè)安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接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(shì)配流裝置,而且(qiě)大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的(de)往(wǎng)複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸向柱塞泵(bèng)利用與傳(chuán)動軸平行的(de)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(de)。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜(xié)盤式
直軸斜盤(pán)式(shì)柱塞泵分(fèn)為壓力供油(yóu)型和(hé)自吸(xī)油型兩種。壓力供油型(xíng)液(yè)壓泵(bèng)大都是采用有氣壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸(zhóu)配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障(zhàng)率高、效率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵克服了閥配(pèi)流(liú)徑向柱(zhù)塞泵(bèng)的(de)不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用(yòng)下,改變定子的(de)偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小(xiǎo)不(bú)同),變量行(háng)程(chéng)很短。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由(yóu)控製(zhì)閥進(jìn)行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式(shì)
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓供油的液壓(yā)油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才(cái)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。壓力供油型液壓泵大(dà)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(yóu)。
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塞泵和徑向柱塞泵;由於(yú)徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比較(jiào)高(gāo)的高效泵,隨著國產化的不斷加(jiā)快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動(dòng)軸垂直的柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子不(bú)受其(qí)它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布(bù)置的(de)柱塞,通過靜壓(yā)平(píng)衡的(de)滑靴緊貼著(zhe)偏心行程定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離心力(lì)和液壓力(lì)壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的(de)偏心作用,柱(zhù)塞將作往複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的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。油液的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內(nèi)產生的液(yè)壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的(de)軸(zhóu)承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進(jìn)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(dù)配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段。結(jié)論:通(tōng)過上述討(tǎo)論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不(bú)變(biàn)的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞(sāi)式噴油泵國產(chǎn)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缸功率(lǜ)範圍對(duì)供(gòng)油量的要求不(bú)同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別(bié)配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若(ruò)幹種在一個工作循環(huán)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(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原(yuán)理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分泵(bèng)、油量調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能(néng)控製,液晶(jīng)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(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)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。柱塞每循環的供油(yóu)量大小(xiǎo)取決於供油行(háng)程,供油行程不(bú)受凸輪(lún)軸控製是(shì)可變的。供(gòng)油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。柱塞泵工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部(bù)空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞(sāi)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經油孔進入(rù)泵油(yóu)室,柱(zhù)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(shàng)的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相(xiàng)通時(shí),泵油室(shì)低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑(jìng)向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下(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(lǐ)介紹(shào),一個柱(zhù)塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個(gè)方向運動時缸內出現負壓,這時一個(gè)單向閥打開液體(tǐ)被吸(xī)入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後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了連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆(gǎn)外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體(tǐ)加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱方法(fǎ)要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,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(rú)下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修(xiū)複(fù)缸孔;
(b)采用坐標(biāo)鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電(diàn)弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度(dù)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(rì)需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運(yùn)轉聲響是否正常。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,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標(biāo)下限,要保持足(zú)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。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承(chéng)的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更(gèng)換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承(chéng),沒有專業檢測儀器是無法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表(biǎo)麵有劃痕或變色,就必須更換(huàn)。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承,購買原廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥(fá)來調節,使(shǐ)其工作(zuò)壓力(lì)保持穩(wěn)定讓溢流閥施放(fàng)超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功(gōng)耗不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而(ér)造成(chéng)柱塞泵存在無用功率(lǜ),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(guò)節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)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(xiàng),必要時應更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜(xié)約(yuē)60°,若柱塞能在自身作用(yòng)下(xià)緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手(shǒu)握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和(hé)側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮(suō)回原位,表(biǎo)明柱塞副密(mì)封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查(chá)出油(yóu)閥副減壓環(huán)帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)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(kǒng),用另一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離開出油閥上端(duān)時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封良好,否則(zé)應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱(zhù)塞凸緣(yuán)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。