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柱(zhù)塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容(róng)腔(qiāng)的容積發(fā)生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)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(sāi)、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單(dān)向閥。柱塞(sāi)與缸(gāng)體孔(kǒng)之間形成(chéng)密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)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(zhī)與泵的結構參數(shù)有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根(gēn)曲軸(zhóu)通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接(jiē)推動柱塞做往(wǎng)複運動,實現吸(xī)、排液體的(de)液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵(bèng)。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,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱塞(sāi)泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容(róng)積變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都是(shì)采用(yòng)有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就啟動機器(qì),會對液(yè)壓泵內的滑靴造(zào)成拉(lā)脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板(bǎn)與壓板的非正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)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。國際上70、80年代(dài)發展的(de)軸配流徑向柱(zhù)塞(sāi)泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向(xiàng)柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的(de)變量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變(biàn)量行程很短。且變(biàn)量機構(gòu)設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴偏磨(mó)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(gòng)油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)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(zì)吸油型兩(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向液壓泵進油口提供(gòng)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(jié)構(gòu)形式
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;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱(zhù)塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給(gěi)星形(xíng)的液壓缸體轉子,定(dìng)子不受其它橫(héng)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(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和(hé)液壓力壓在(zài)定於內表(biǎo)麵上。當轉子(zǐ)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。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流(liú)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收。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了過平(píng)衡壓力補償方(fāng)法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)是利(lì)用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件(jiàn),加工時可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的(de)作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)三個階段。結論(lùn):通過上述(shù)討論,得出下列結論
① 柱塞往(wǎng)複運動總行(háng)程L是(shì)不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵國產(chǎn)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(gōng)率範(fàn)圍對供(gòng)油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱(zhù)塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內(nèi)供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基(jī)本相(xiàng)同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器智能控製,液(yè)晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊(xùn),具有工作壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛(fàn)用於生化(huà)、醫藥、化(huà)工、環(huán)保等行業,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(zhù)塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。柱塞每(měi)循環(huán)的供油量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而(ér)變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油(yóu)量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為(wéi)以(yǐ)下兩個(gè)階段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞(sāi)向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上(shàng)體油道內的柴油經油孔進(jìn)入泵油室(shì),柱塞運動到下(xià)止點,進油結(jié)束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的(de)作用下迅速(sù)關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為(wéi)原理介紹,一個(gè)柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開(kāi)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(dǎ)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(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗樂(lè)泰膠(jiāo)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(yán)磨(mó)棒,手工或(huò)機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重新鏜缸(gāng)體孔(kǒng);
(c)采(cǎi)用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每(měi)日(rì)需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵(bèng)運(yùn)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(jiǎn)查葉輪邊沿是(shì)否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過(guò)大。對於自吸(xī)油型柱塞泵,液壓(yā)油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持(chí)足夠數量的液壓油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液壓(yā)泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部(bù)三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承(chéng)油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使(shǐ)用壽命。據液壓泵製(zhì)造廠提供的資料,軸承(chéng)的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就必須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的(de)產品(pǐn),如果更換另一種品牌,應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。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部分(fèn)。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從而造成柱塞泵(bèng)存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩(wěn)定(dìng),自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕(shí)現象,必要時(shí)應更換新(xīn)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°,若柱塞能在自身作用下緩(huǎn)慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手(shǒu)指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查(chá)出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間的標(biāo)準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換(huàn)控(kòng)製套。