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柱塞泵(bèng)是液壓係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作(zuò)容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、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流量和(hé)流量需要調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分(fèn)類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結(jié)構組成(chéng)主要(yào)有偏心(xīn)輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積。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,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心(xīn)軸直接(jiē)推(tuī)動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做(zuò)往複(fù)運動,實現吸(xī)液(yè)和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動(dòng)方向與缸體中(zhōng)心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運(yùn)動所(suǒ)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(yīn)此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油(yóu)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,靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在(zài)每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作(zuò)機械。如果液壓油(yóu)箱的氣(qì)壓不足時就啟動機器,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常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱(zhù)塞泵可分(fèn)為閥配流與(yǔ)軸(zhóu)配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)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(jìng)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(bǐ)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(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心(xīn)距實(shí)現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小(xiǎo)不(bú)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。故該泵(bèng)的(de)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(shǐ)其抗衝擊能(néng)力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)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都采用有(yǒu)氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有(yǒu)補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構(gòu)形(xíng)式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較(jiào)高(gāo)的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)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,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時(shí),它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,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(piān)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(tōng)過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的(de)表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻(zhī)起支承作用,不受其(qí)他外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工(gōng)作的。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時(shí)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(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是(shì)可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的(de)要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑(jìng),組成(chéng)若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型(xíng)式基本相同,以(yǐ)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(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構和泵體(tǐ)
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,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(sāi)泵柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供油開始時刻不隨供油行程的(de)變化(huà)而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工(gōng)作時,在噴(pēn)油泵(bèng)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(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生(shēng)真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵(bèng)油室,柱塞運動到(dào)下止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油,當上行到(dào)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(dī)壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在(zài)彈(dàn)簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後(hòu)柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱塞又(yòu)下行。此時便開(kāi)始了下一個循(xún)環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,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(fāng)向(xiàng)運動時缸內出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個(gè)方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換(huàn)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。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝(zhuāng)或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法(fǎ)研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用(yòng)“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油泵供油的(de)柱(zhù)塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人(rén)員每日需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解(jiě)體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵(bèng)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(de)清潔度(dù)越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸(zhóu)承,如果軸承出現(xiàn)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,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應(yīng)注(zhù)意原軸(zhóu)承的英文(wén)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,原規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗(yàn)的人(rén)員查表對(duì)換(huàn),目的是保持(chí)軸承(chéng)的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調(diào)節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢(yì)流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節(jiē)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整工作壓力(lì),保(bǎo)持工(gōng)作(zuò)壓力的穩(wěn)定,自動追蹤設(shè)備(bèi)的(de)壓力。實現自動化控製,從而節省能(néng)耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢查柱塞有無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手(shǒu)握住柱(zhù)塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油(yóu)口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情(qíng)況。用(yòng)手指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油(yóu)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(zhù)塞凸緣和控製套(tào)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。