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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化(huà)來實現吸油、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(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流(liú)量和(hé)流(liú)量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為(wéi)3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工作(zuò)麵,為(wéi)液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做往複運動,實現(xiàn)吸液(yè)和排液(yè)。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運(yùn)動方(fāng)向與缸體中心軸(zhóu)平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進(jìn)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(pán)式(shì)
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都是采用(yòng)有氣壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必(bì)須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才(cái)能操作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時就啟動機器,會對液壓泵內的(de)滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的(de)非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配(pèi)流與(yǔ)軸配流兩大類。閥(fá)配(pèi)流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺(quē)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、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量(liàng)是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變(biàn)定子的偏(piān)心距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量(liàng)大小(xiǎo)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(sù)度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓(yā)後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很(hěn)強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型(xíng)的技術含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分;徑(jìng)向柱(zhù)塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往複(fù)運動方向(xiàng)與驅動(dòng)軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液(yè)壓缸體轉子,定子不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球(qiú)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,它依靠離心力和(hé)液壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱塞將作往複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的(de)兩個柱(zhù)塞來調節(jiē)。油液的進出通過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(de)液壓力(lì)被(bèi)靜(jìng)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償方法,形成了(le)開環控製。支承驅動軸的軸(zhóu)承隻(zhī)起支(zhī)承作用,不受其他外力的(de)作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸(zhóu)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。由於柱塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零(líng)件,加工時可(kě)以達到很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不(bú)變的,由(yóu)凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油(yóu)行(háng)程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油(yóu)終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油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(liè)化是根據柴油(yóu)機(jī)單缸功率範(fàn)圍(wéi)對供油量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別(bié)配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各(gè)種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵為例介(jiè)紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能(néng)控製,液晶屏(píng)顯示(shì),可與電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送(sòng)液(yè)體的(de)要(yào)求。
1、機(jī)械原理概述
柱塞泵柱塞(sāi)往複(fù)運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)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是(shì)可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程(chéng)
當(dāng)凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞(sāi)上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)的(de)進油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下(xià)止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低壓油路(lù)便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關(guān)閉,停止供油。此後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始(shǐ)了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個(gè)單(dān)向(xiàng)閥(fá),並且方向相反,柱塞(sāi)向一(yī)個(gè)方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單(dān)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)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒(shāo)結(jié)合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),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。液壓油的清潔度(dù)越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的(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的(de)正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提(tí)供的資料(liào),軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發(fā)現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變色,就必(bì)須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承(chéng)的(de)英文字母和型(xíng)號,柱塞泵軸承(chéng)大(dà)都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原規格(gé)的產品,如(rú)果更換另一種品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗的(de)人員(yuán)查表對換(huàn),目的是保持(chí)軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於(yú)需(xū)要壓力時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使其(qí)工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速(sù)運行(háng)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(yì)流回原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存(cún)在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變(biàn)頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化(huà)控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象(xiàng),必(bì)要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內(nèi),傾斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢(màn)地(dì)下(xià)滑為配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱(zhù)塞(sāi)套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油(yóu)口。用另一隻手(shǒu)拉出(chū)柱塞(sāi),感到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則(zé)應更換柱(zhù)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(jiǎn)查出油閥副的配合情況。用手指堵住(zhù)出(chū)油閥下孔,用(yòng)另一手指(zhǐ)將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上(shàng)端時,它能自(zì)動彈回原位,表明出油(yóu)閥(fá)副密(mì)封良好,否(fǒu)則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵體和(hé)挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。