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柱塞泵是液壓係統(tǒng)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現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵(bèng)具有額定壓(yā)力(lì)高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被(bèi)廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流(liú)量需要調節(jiē)的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為(wéi)單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組(zǔ)成主(zhǔ)要有偏(piān)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容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往(wǎng)複運動一次(cì),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(liàng),排(pái)量隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或(huò)6個)並(bìng)列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液體的液壓泵。它(tā)們也(yě)都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為定(dìng)量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工(gōng)作原(yuán)理靠(kào)曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做(zuò)往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔(kǒng)內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)器(qì),會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內回程板(bǎn)與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年代(dài)發(fā)展的軸配流徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵(bèng)克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(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和限位柱塞作用下,改(gǎi)變(biàn)定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量(liàng)行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)行控製。故該(gāi)泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸(xī)油型(xíng)兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵(bèng)向(xiàng)液壓泵進油(yóu)口提(tí)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(èr)、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(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸(zhóu)垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞給星形的(de)液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓(yā)平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行程定子。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(kǎ)在行程(chéng)定子上(shàng)。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和(hé)液壓力壓在定於內表麵上。當(dāng)轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置相對(duì)的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的(de)進出通過泵體和(hé)配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生的液(yè)壓力(lì)被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜壓平衡采取了過(guò)平衡壓(yā)力補償(cháng)方法,形成了開環控製。支承驅(qū)動軸的軸(zhóu)承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞泵是利用與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(huà)來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度配合(hé);
三(sān)、工作階(jiē)段(duàn)
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運動,從(cóng)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,得出下列結(jié)論(lùn)
① 柱塞(sāi)往複運動總行(háng)程L是(shì)不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油(yóu)機單(dān)缸功(gōng)率(lǜ)範圍對供油量的(de)要求不(bú)同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸(cùn)的柱塞直(zhí)徑(jìng),組成若幹種在一個工(gōng)作(zuò)循(xún)環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油(yóu)機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的(de)工作(zuò)原理和結構型式基(jī)本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱塞式噴油泵的構造(zào)和工(gōng)作原理。柱塞泵(bèng)由四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工(gōng)、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(lún)的升程決(jué)定(dìng)。柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油(yóu)行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了(le)時(shí)刻,從而改(gǎi)變供油量(liàng)。柱塞泵(bèng)工作時,在噴(pēn)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(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪(lún)的凸(tū)起部分(fèn)轉過去(qù)後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞(sāi)向下運動,柱塞(sāi)上部空(kōng)間(稱(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體油道內的柴油(yóu)經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),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(yóu)路便與柱塞頭部(bù)的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下(xià)迅速關閉,停止供油。此後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧(huáng)的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞(sāi)泵以一個柱(zhù)塞(sāi)為原理(lǐ)介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向(xiàng)一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單(dān)向閥打開(kāi)液體被吸入缸內,柱塞向另一(yī)個(gè)方向運動時,將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打(dǎ)開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以(yǐ)采用(yòng)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(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝(zhuāng)銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅(tóng)套低溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法(fǎ)如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複(fù)缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍(dù)一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或(huò)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:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下降或(huò)悶車時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠(gòu)數量的液壓(yā)油。液壓油(yóu)的清潔度(dù)越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不能(néng)保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的(de)平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀(yí)器是無法檢(jiǎn)測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在(zài)更換軸承時,應注意原軸承的英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸承(chéng)大都(dōu)采用大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更換另(lìng)一種品牌,應請教對軸承有經驗的(de)人員(yuán)查表對換,目的是保持軸(zhóu)承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不(bú)變。當(dāng)采用溢流來調節(jiē)壓力(lì)和流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從(cóng)而節省(shěng)能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱(zhù)塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大(dà)的吸(xī)力,放鬆柱塞立即(jí)縮回原位,表明柱塞副密(mì)封(fēng)良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配合(hé)情(qíng)況。用手(shǒu)指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將(jiāng)出(chū)油閥輕輕(qīng)向下壓,當手(shǒu)指(zhǐ)離開出油閥上端時,它能自(zì)動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必(bì)須更換控製套(tào)。