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柱(zhù)塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它(tā)依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實(shí)現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效(xiào)率高和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞泵被(bèi)廣泛應用於高(gāo)壓、大流量(liàng)和(hé)流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉(bì)容積(jī)。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,排量隻與泵的結(jié)構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆(gǎn)滑(huá)塊或由偏心(xīn)軸直接推動柱塞(sāi)做往複運(yùn)動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵(bèng)。它們(men)也都(dōu)采用閥式(shì)配流裝置,而(ér)且大多為(wéi)定(dìng)量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式(shì)柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英(yīng)文(wén)名(míng):Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複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,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱(xiāng),靠氣(qì)壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就(jiù)啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配流兩大類。閥(fá)配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向(xiàng)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(liàng)是在變量柱(zhù)塞和限位柱塞(sāi)作用下,改(gǎi)變定(dìng)子的偏心(xīn)距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵(bèng)的響應(yīng)速(sù)度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)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(dào)使用氣壓後(hòu),才能(néng)操(cāo)作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都采用(yòng)有氣(qì)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(xíng)液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結(jié)構形式(shì)
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的(de)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(de)技術含量比較(jiào)高的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必然(rán)會成為柱塞(sāi)泵應用領域的(de)重要組成(chéng)部(bù)分;徑向柱塞泵(bèng)是活塞或柱(zhù)塞的往複(fù)運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞(sāi)泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配(pèi)流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑(jìng)向布置的柱(zhù)塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相(xiàng)連,並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時(shí),它依靠離心力和液壓(yā)力(lì)壓在定(dìng)於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來調節。油(yóu)液的進出(chū)通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生(shēng)的液壓(yā)力被靜(jìng)壓平衡的表(biǎo)麵所(suǒ)吸收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取(qǔ)了(le)過平衡壓力補償方(fāng)法,形成了開環(huán)控製。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用(yòng)。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動(dòng)所產生的容積變化來進行工(gōng)作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配(pèi)合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)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,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行程L是不(bú)變的(de),由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供(gòng)油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受(shòu)凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不(bú)隨供油行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞(sāi)式(shì)噴油泵(bèng)國產係(xì)列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是(shì)根(gēn)據柴油(yóu)機單(dān)缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結(jié)構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在(zài)一個工(gōng)作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要(yào)。國產係列噴油泵的工作(zuò)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(de)構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四(sì)大部分組(zǔ)成:分(fèn)泵、油量(liàng)調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為(wéi)微(wēi)處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行(háng)業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的(de)供(gòng)油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)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(zuò)用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運(yùn)動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)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(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞(sāi)上端麵把柱塞套(tào)上(shàng)的進油孔打開後,充(chōng)滿在油(yóu)泵上體油道內的柴油經油孔(kǒng)進入(rù)泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當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(bù)的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出油(yóu)閥在(zài)彈簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油(yóu)。此後柱塞還要上行(háng),當凸(tū)輪的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動(dòng)時(shí)缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體被排出。這種工作(zuò)方式連續運動後就形成了連續供(gòng)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(yī)組柱塞杆(gǎn)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(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱方法要求銅(tóng)外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法(fǎ)如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨(mó)材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合(hé)金粉末(mò)。
五、機械維護
采用補油泵(bèng)供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵(bèng)運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)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(shòu)命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的部件是(shì)軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不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)各磨擦副(fù)的靜液壓支承(chéng)油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵(bèng)製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換(huàn)新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出(chū)軸承的(de)遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換軸承時,應注(zhù)意原(yuán)軸承的英(yīng)文字母和型(xíng)號,柱塞泵(bèng)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,如果更換另一種品牌,應(yīng)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。
當實際壓力大於(yú)需要壓(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施(shī)放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運(yùn)行反(fǎn)複動作,功(gōng)耗不變(biàn)。當采(cǎi)用溢流來調節壓力和流量時,有部分(fèn)的餘(yú)量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在(zài)無用功率,工作效率(lǜ)低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修(xiū)
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞(sāi)副配合情況。將柱塞(sāi)端頭插(chā)人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的(de)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(lìng)一隻手拉(lā)出(chū)柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副(fù)密封良好,否則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更(gèng)換。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時(shí),它能自動彈回原位,表(biǎo)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。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則(zé)應更換零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套(tào)的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須(xū)更換(huàn)控製套。