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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複(fù)運(yùn)動,使密封工作(zuò)容腔的(de)容(róng)積發生變化(huà)來實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和流(liú)量調節方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛(fàn)應用於高壓、大流(liú)量和流量(liàng)需要調節的場合,諸(zhū)如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵(bèng)。
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(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運(yùn)動吸(xī)油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參數有關。
2、臥(wò)式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾(jǐ)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(piān)心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤(méi)礦(kuàng)液壓支架係統(tǒng)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,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到(dào)很高的精度配(pèi)合(hé),因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)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(gòng)油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機(jī)器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)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(huí)程板與壓(yā)板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流(liú)兩大類。閥配(pèi)流徑(jìng)向柱(zhù)塞泵存在故障(zhàng)率(lǜ)高、效(xiào)率低等缺(quē)點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足。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(jīng)度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心(xīn)距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程(chéng)很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的響應速度快。徑向結構設計(jì)克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)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(xié)盤式柱塞(sāi)泵分為壓(yā)力供油(yóu)型的(de)自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的(de)油箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強(qiáng),無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較(jiào)高的高效泵,隨著國產化的不(bú)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;徑向柱塞泵是(shì)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(qū)動軸(zhóu) 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中(zhōng)的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴(xuē)緊貼著偏心行程定子。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行程定子上。泵(bèng)轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的(de)偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏(piān)心(xīn)距可由泵體(tǐ)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(hé)配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了過平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工(gōng)作(zuò)的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,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三個階段。結論:通過上述討論,得出下列(liè)結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時(shí)刻(kè)不隨供油行(háng)程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據(jù)柴油機單缸功率範圍對(duì)供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構(gòu)型式(shì)為(wéi)基(jī)礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若(ruò)幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的(de)工作(zuò)原理和結構型(xíng)式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量(liàng)調節(jiē)機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行(háng)通訊,具(jù)有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用(yòng)於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足(zú)以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動(dòng)總行(háng)程(chéng)L是不變的,由凸(tū)輪的升程(chéng)決(jué)定。柱(zhù)塞每(měi)循環的供油量大小取(qǔ)決於供(gòng)油行程(chéng),供油行程不(bú)受凸(tū)輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸(tū)輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱塞(sāi)向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵(bèng)油室)產生真空度(dù),當柱塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊(biān))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(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥(fá)在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下迅速(sù)關閉,停止供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個(gè)方向運動(dòng)時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單(dān)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(dòng)後就形成(chéng)了連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸(cùn),再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體(tǐ)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(dù)技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油泵(bèng)供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱(zhù)塞泵(bèng)檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是(shì)否有刮傷(shāng)現象,內(nèi)齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,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。
柱塞泵最重(chóng)要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不(bú)能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦(cā)副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸(zhóu)承的使用(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專(zhuān)業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采(cǎi)用目測,如發(fā)現滾柱表麵(miàn)有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在更換(huàn)軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字(zì)母和(hé)型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對(duì)軸承有經驗的(de)人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載(zǎi)荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通(tōng)過(guò)溢流閥來(lái)調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部分(fèn)。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢(yì)流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變(biàn)頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製(zhì),從而節省能耗。這種調節方式(shì)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)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作(zuò)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(wò)住柱塞(sāi)套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)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(zhù)塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨(mó)損有台階(jiē)或傷痕現象(xiàng),必要時應(yīng)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,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開(kāi)出油閥上端時,它能自動彈回原位(wèi),表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵(bèng)體(tǐ)和挺柱體之間的標(biāo)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(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。