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柱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(dòng),使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)高、結構緊湊、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(liú)量和流量需(xū)要調節(jiē)的場合,諸(zhū)如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個(gè)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,柱塞上下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積(jī)稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊或(huò)由偏心軸直接(jiē)推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采用(yòng)閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵(bèng)一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動(dòng)方(fāng)向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利用與(yǔ)傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往(wǎng)複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是(shì)采用有氣壓(yā)的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每(měi)次啟動機器之後,必須等液(yè)壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率(lǜ)高(gāo)、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)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特點,固定了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作(zuò)用下,改變(biàn)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(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(zhì)閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計(jì)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、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)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(yè)壓泵的(de)自吸(xī)油能力很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於(yú)徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與驅動(dòng)軸垂直(zhí)的柱塞(sāi)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 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子(zǐ)裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏(piān)心行(háng)程定子。柱塞與滑靴(xuē)球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓(yā)力壓在定於內表(biǎo)麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製(zhì),泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了(le)開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承(chéng)作用,不受(shòu)其(qí)他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在(zài)柱塞(sāi)孔內往(wǎng)複運動(dòng)所產(chǎn)生(shēng)的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達(dá)到很高(gāo)的精(jīng)度配合(hé);
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱(zhù)塞作上、下(xià)往複運(yùn)動(dòng),從而完成(chéng)泵油任務,泵油(yóu)過(guò)程可分為以(yǐ)下三個階段。結論(lùn):通過(guò)上(shàng)述(shù)討論,得出下列結論
① 柱塞往複運(yùn)動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程(chéng)不受凸(tū)輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行(háng)程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油(yóu)量。
四(sì)、 國產係列柱塞(sāi)式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為(wéi)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(gè)工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原(yuán)理和結構型式基本相同(tóng),以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示(shì),可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力(lì)穩定、脈動小(xiǎo)、操(cāo)作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需(xū)要連續恒(héng)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(yùn)動總行程L是不變(biàn)的(de),由凸輪的(de)升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終(zhōng)了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)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、進油過程
當凸輪(lún)的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過(guò)去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱(zhù)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(zhù)塞套上的進油孔打開後,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,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與(yǔ)套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用下迅速關閉,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(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一個方向運動時缸內出現負(fù)壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),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(bèi)排出。這種工作方式連續運動後就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的,可以(yǐ)采用(yòng)更換銅套的(de)方法安裝(zhuāng)。首(shǒu)先把一組柱(zhù)塞杆(gǎn)外(wài)徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外(wài)徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三(sān)種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求(qiú)銅外(wài)套外徑表麵(miàn)有(yǒu)溝(gōu)槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套(tào)外徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如(rú)下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔(kǒng);
(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“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次(cì),檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)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(yóu)。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命(mìng)越長(zhǎng)。
柱(zhù)塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓(yā)泵內部三對磨擦(cā)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(jiàng)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(wéi)10000h,超過此(cǐ)值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀(yí)器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如發現滾柱表(biǎo)麵有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在(zài)更換軸承時,應注意原軸承的英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員(yuán)查(chá)表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際壓(yā)力大於需要(yào)壓(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超出部分(fèn)。而電機一直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從而(ér)造成柱塞(sāi)泵存(cún)在無用(yòng)功率,工作效率低(dī),若使(shǐ)用創傑節能變(biàn)頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻(pín)器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實(shí)現(xiàn)自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插(chā)人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩(huǎn)慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性(xìng)。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出油閥副減壓環帶是(shì)否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更(gèng)換。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)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)更換控製套。