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柱塞泵是(shì)液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸(gāng)體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊湊、效率(lǜ)高和流量調節方便(biàn)等優(yōu)點。
柱塞泵(bèng)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)、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、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(yī)轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油(yóu)。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
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根曲(qǔ)軸通過連杆滑(huá)塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液(yè)壓泵。它們(men)也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是臥(wò)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(yè),工作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做往複(fù)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(sāi)或柱(zhù)塞的往複運動方(fāng)向與(yǔ)缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱(zhù)塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容(róng)積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是(shì)圓形零(líng)件(jiàn),可以達到很高(gāo)的(de)精度(dù)配合,因此容(róng)積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油(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(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機器之後,必須等液壓(yā)油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會(huì)對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內(nèi)回程板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70、80年(nián)代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的不足。由(yóu)於(yú)徑向泵結構上的(de)特點,固定了軸配流(liú)徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程短泵的變(biàn)量是(shì)在變量柱(zhù)塞和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量(liàng)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(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設(shè)計克服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供(gòng)油型(xíng)液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有(yǒu)補油分泵向液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為(wéi)兩種有代表性(xìng)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新(xīn)型的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與驅動(dòng)軸垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工(gōng)作原理(lǐ):驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉(zhuǎn)子,定子不受其(qí)它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓(yā)平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧(huáng)鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力(lì)和(hé)液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏(piān)心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑(jìng)向(xiàng)位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通過(guò)泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上(shàng)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取了過平衡壓力補(bǔ)償(cháng)方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用,不受其他(tā)外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向(xiàng)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(jìn)行工作的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的(de)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(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運動,從(cóng)而(ér)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(liè)結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪(lún)的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環(huán)的(de)供油量(liàng)大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞(sāi)可改變(biàn)供油終了(le)時刻,從而改變供油量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油泵國產係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列(liè)。係列(liè)化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,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直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產(chǎn)係列噴油(yóu)泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造(zào)和工作原(yuán)理。柱塞(sāi)泵由四(sì)大(dà)部分組成:分泵(bèng)、油量調節機構(gòu)、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦(nǎo)進行通(tōng)訊,具有工作(zuò)壓(yā)力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環(huán)保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的(de)供(gòng)油(yóu)量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴(pēn)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(wǎng)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、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞(sāi)上(shàng)部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱(zhù)塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當(dāng)上行到柱塞上的(de)斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油(yóu)室低壓油路便(biàn)與柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行(háng)。此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(gè)柱塞泵(bèng)上(shàng)有兩個單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時(shí)一個單向閥打開液體被(bèi)吸入缸內,柱(zhù)塞向另(lìng)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(zuò)方式連續運動後就形(xíng)成了連續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采(cǎi)用更換銅(tóng)套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或(huò)銅(tóng)套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(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,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)裝配。
熔燒結合方式的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研(yán)磨(mó)修複(fù)缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(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(tú)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(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱(zhù)塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速(sù)度下降或悶車時(shí),就(jiù)應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間隙是否過大(dà)。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得(dé)低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓(yā)油的清潔度(dù)越高,液壓泵的使用(yòng)壽(shòu)命越長。
柱塞(sāi)泵最(zuì)重要的部件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的(de)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(zhóu)承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換新口(kǒu)。拆卸(xiè)下來(lái)的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承(chéng)的遊(yóu)隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換(huàn)。在更換軸承時(shí),應注意原軸承(chéng)的英(yīng)文字(zì)母(mǔ)和型號(hào),柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人(rén)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(yì)流(liú)閥來調節,使其工作壓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行反(fǎn)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(huí)原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過(guò)節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作(zuò)壓力的(de)穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插(chā)人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢(jiǎn)查柱(zhù)塞副的(de)密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油(yóu)閥(fá)副減壓環帶是否磨(mó)損有台階或傷痕現象,必要(yào)時應(yīng)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孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓(yā),當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺(tǐng)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)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。