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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(jī)發(fā)生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流(liú)量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主(zhǔ)要有(yǒu)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容積。偏心輪(lún)旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運動吸油,向(xiàng)上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液(yè)體積稱為排量,排量(liàng)隻與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥(wò)式(shì)柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直(zhí)接推動柱塞做(zuò)往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)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(yā)支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱(zhù)塞泵利(lì)用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配(pèi)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吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵(bèng)大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟(qǐ)動機器之後,必須等(děng)液(yè)壓油箱達到使(shǐ)用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的(de)氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會(huì)造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配(pèi)流兩大類。閥配流徑(jìng)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(bèng)克服了閥配(pèi)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(sāi)泵耐衝擊、壽(shòu)命長(zhǎng)、控製(zhì)精度高(gāo)。變(biàn)量(liàng)行程短泵(bèng)的變(biàn)量(liàng)是(shì)在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心(xīn)距(jù)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。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱(zhù)塞泵滑靴偏(piān)磨的問(wèn)題。使其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)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(zhóu)斜盤式柱(zhù)塞泵(bèng)分為(wéi)壓(yā)力供油型的(de)自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也(yě)有液(yè)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(yè)壓泵的自吸油能力很強(qiáng),無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞(sāi)泵分為(wéi)兩種有代表性的結構(gòu)形式的軸向柱塞(sāi)泵(bèng)和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快(kuài),徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定(dìng)子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。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(zài)行(háng)程(chéng)定(dìng)子上。泵轉動時,它(tā)依靠離(lí)心力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動(dòng)時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作(zuò)往複運(yùn)動,它的行(háng)程為定於(yú)偏(piān)心距的(de)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。油液的進出通過(guò)泵體(tǐ)和配流軸上的流道,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表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓(yā)力補償方法,形成了(le)開環(huán)控製。支承驅動軸的軸(zhóu)承隻起支承作用,不受其他外力的作(zuò)用。液壓係統中: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動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在(zài)噴(pēn)油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下(xià)往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分(fèn)為以下三個階段(duàn)。結論:通(tōng)過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的(de)變化而變化。
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(liè)柱塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵主要(yào)有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對(duì)供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸(gāng)中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分別配以不同(tóng)尺寸(cùn)的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種在(zài)一個工作循環內(nèi)供油(yóu)量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞式(shì)噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機(jī)構和泵體(tǐ)
為微(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、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化(huà)、醫(yī)藥、化工、環保(bǎo)等行業,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
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。柱塞每循(xún)環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。供(gòng)油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。轉動(dòng)柱(zhù)塞可改變供油(yóu)終了時刻,從(cóng)而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時(shí),在(zài)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、下往(wǎng)複運動,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(tū)輪的(de)凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔(kǒng)打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞(sāi)上的(de)斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),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(cǐ)時便開始了下一個循環。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(xiàng)相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負(fù)壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個(gè)方向運(yùn)動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的(de)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(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以(yǐ)采用更換銅套(tào)的方法安裝(zhuāng)。首先(xiān)把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠(jiāo)粘著裝配(pèi),這(zhè)咱方法要求銅外套外徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套(tào)外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手(shǒu)工(gōng)或機械方法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采用(yòng)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(chéng)技術”,方法如下:
(a)電鍍(dù)技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電(diàn)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噴(pēn)塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵(bèng)運轉聲響是否正(zhèng)常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵(bèng),液壓油箱(xiāng)內的(de)油液(yè)不得低於(yú)油標下限(xiàn),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。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會(huì)破壞各磨(mó)擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承的(de)平均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專(zhuān)業檢(jiǎn)測儀器(qì)是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)必(bì)須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷(hé)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,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持(chí)軸承的精(jīng)度(dù)等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來(lái)調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直(zhí)處於全速運行(háng)反複動作,功耗不變。當采用溢流來(lái)調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率(lǜ),工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實(shí)現自動化控製,從而節省能耗。這(zhè)種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節(jiē)電效果可達30%以(yǐ)上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱塞能在自(zì)身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用(yòng)手握住柱塞(sāi)套,兩個手指堵住柱(zhù)塞頂端和側麵的進油(yóu)口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應(yīng)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,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一(yī)手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表(biǎo)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(tǐ)。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換(huàn)零件。
(7)檢查柱塞凸緣和(hé)控製(zhì)套的凹槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。