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柱塞泵是液壓係(xì)統的一(yī)個重要裝(zhuāng)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(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調(diào)節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單(dān)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(fù)運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,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(sāi)(一般(bān)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(xīn)軸(zhóu)直接推(tuī)動柱塞做往複運動,實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)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(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液和(hé)排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳動(dòng)軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動(dòng)所產(chǎn)生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可(kě)以達(dá)到很高(gāo)的精度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種(zhǒng)。壓力供(gòng)油型液(yè)壓泵大都是采(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(qì)之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓(yā)後,才(cái)能操作機械。如果液(yè)壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成(chéng)拉脫現(xiàn)象,會造(zào)成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可分(fèn)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(lǜ)低等缺(quē)點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的(de)不足。由(yóu)於徑向泵結構(gòu)上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵的變量是在(zài)變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改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(pái)量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故(gù)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(kàng)衝擊能(néng)力大幅度提(tí)高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞(sāi)泵靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的(de)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵向液(yè)壓(yā)泵進(jìn)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(gòng)油。
二、結構形式
柱(zhù)塞泵分為兩種有代表性的結構形式(shì)的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵(bèng)屬於一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨(suí)著國產化(huà)的不斷加快,徑(jìng)向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞(sāi)或柱塞的(de)往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱(zhù)塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理: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(bú)受(shòu)其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行(háng)程定子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力(lì)壓在定(dìng)於內表麵上(shàng)。當轉(zhuǎn)子轉動時(shí),由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)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上的流道,並(bìng)由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)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。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外力的(de)作(zuò)用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工(gōng)作的(de)。由於(yú)柱塞泵(bèng)的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)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(shòu)凸輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供(gòng)油開(kāi)始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係(xì)列柱塞式噴油泵(bèng)國產係(xì)列柱塞泵主要(yào)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範圍(wéi)對供油量的要求不同,以柱塞(sāi)行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不(bú)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(chái)油(yóu)機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和(hé)結構型式(shì)基本相同,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成:分泵、油量調節機構、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能(néng)控製,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(biàn)等特(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行業,滿足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的要(yào)求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時(shí)刻不(bú)隨供油(yóu)行程的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可(kě)分(fèn)為以下(xià)兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過(guò)去後,在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產(chǎn)生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵(bèng)上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊(biān))與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室(shì)低壓油路便與柱塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧(huáng)力(lì)的作用下迅速關閉(bì),停止供油。此後(hòu)柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又(yòu)下(xià)行。此時便開始(shǐ)了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為(wéi)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(nèi)出現負壓,這時一個單向閥打開(kāi)液體被吸入缸內,柱塞向另一個方(fāng)向運動時(shí),將液體壓(yā)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(xù)運(yùn)動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法(fǎ)安裝。首先把(bǎ)一組柱(zhù)塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰(tài)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,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)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,手工或機械方(fāng)法研磨(mó)修複缸(gāng)孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀(dāo)修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高(gāo)硬度耐磨(mó)合(hé)金粉末。
五、機(jī)械(xiè)維護
采用補油泵供油(yóu)的(de)柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運(yùn)轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速(sù)度下降或悶車時,就應(yīng)該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉(yè)輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的(de)液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高(gāo),液壓泵的使(shǐ)用壽(shòu)命越長。
柱塞(sāi)泵最重(chóng)要(yào)的部件是(shì)軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則(zé)不能保(bǎo)證液壓泵內部三(sān)對(duì)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厚度,降低(dī)柱塞泵軸(zhóu)承(chéng)的使(shǐ)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,超過此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)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(gǔn)柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母和型(xíng)號(hào),柱塞泵軸承(chéng)大都采用大(dà)載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品,如果(guǒ)更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承(chéng)的精度(dù)等級和載荷(hé)容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過(guò)溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力(lì)和流量時,有部分的餘量(liàng)溢流回原(yuán)係統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節電效果可達30%以(yǐ)上。
六、檢修(xiū)
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽(xiù)蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插(chā)人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱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(shǒu)握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞(sāi)頂(dǐng)端和側麵的進油(yóu)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(fù)密封良好,否則應更換柱(zhù)塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)磨(mó)損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和(hé)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。