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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依(yī)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(huà)來實現吸(xī)油、壓油。柱(zhù)塞泵具(jù)有額定壓(yā)力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液(yè)壓機、工(gōng)程機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結(jié)構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單(dān)向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形成(chéng)密(mì)閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直(zhí)接推動柱塞做往複運動,實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝置,而且大(dà)多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方(fāng)向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向(xiàng)柱塞泵利用(yòng)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(gōng)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(zhóu)斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是(shì)采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油(yóu)的液壓油(yóu)箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣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
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高(gāo)、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的(de)特點,固(gù)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(chéng)短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作(zuò)用下,改變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)。故該泵的(de)響(xiǎng)應速度快(kuài)。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(de)液壓油箱,在每次(cì)啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)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(xíng)兩種。壓力供(gòng)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向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的(de)不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域的重要組成部分;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柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵(miàn)上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作(zuò)往複(fù)運(yùn)動,它的行程為定於偏心距的2倍。定(dìng)子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵體和(hé)配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內產(chǎn)生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形(xíng)成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外(wài)力的作(zuò)用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時可(kě)以達到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上(shàng)的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下(xià)往複運動(dòng),從而完(wán)成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程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決(jué)於(yú)供油行程(chéng),供(gòng)油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻(kè)不隨(suí)供油行程的變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產(chǎn)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。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油(yóu)量(liàng)的要求(qiú)不(bú)同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹(gàn)種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各(gè)種柴(chái)油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。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(de)要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞(sāi)泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)環的供油量大小取(qǔ)決於供(gòng)油行(háng)程,供油行程不(bú)受凸輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時(shí)刻,從而改變供(gòng)油量(liàng)。柱塞泵工作(zuò)時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈(dàn)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兩個階段。
2、進(jìn)油過程(chéng)
當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當(dāng)柱塞上端(duān)麵(miàn)把柱(zhù)塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上體油(yóu)道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油(yóu)過程
柱塞(sāi)向(xiàng)上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通(tōng)時,泵油室低壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸內出(chū)現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱(zhù)塞(sāi)向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,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,可以采用更(gèng)換銅套(tào)的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(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(tóng)外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標(biāo)鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程(chéng)技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層(céng)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:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員(yuán)每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓(yā)缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是(shì)否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限,要保持(chí)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(zhǎng)。
柱塞泵(bèng)最重要的(de)部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液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(chāi)卸下(xià)來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,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(yīng)請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢(yì)流閥(fá)來調節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流量時,有部分的餘量(liàng)溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,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,從而節省(shěng)能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電效(xiào)果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象(xiàng),必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情(qíng)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(xià)緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手(shǒu)指堵住柱塞頂端和側(cè)麵的進油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即(jí)縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否則(zé)應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情(qíng)況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥輕輕向(xiàng)下壓(yā),當手指離開出油閥上端時,它(tā)能自(zì)動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和(hé)挺柱(zhù)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(āo)槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控(kòng)製套。