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柱塞泵是液壓係統的一(yī)個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動(dòng),使密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊湊、效率(lǜ)高(gāo)和(hé)流量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞(sāi)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、兩個單(dān)向閥。柱(zhù)塞與(yǔ)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,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(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架(jià)係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞(sāi)的(de)往複運動方向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的(de)容積變化來進行工作的。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(róng)積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自(zì)吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液(yè)壓(yā)泵(bèng)大都是采用有氣(qì)壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓(yā)油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內(nèi)回程板與壓板的(de)非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥(fá)配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥(fá)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塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽(shòu)命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改變定子的(de)偏心(xīn)距實現的,而定(dìng)於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大(dà)小不(bú)同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由(yóu)控製閥進行控製。故該泵的響(xiǎng)應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏(piān)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(yè)壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣(qì)壓後,才(cái)能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都采用有(yǒu)氣壓(yā)的油(yóu)箱(xiāng),也有液壓泵(bèng)本(běn)身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構(gòu)形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種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分;徑向柱塞泵(bèng)是(shì)活塞(sāi)或柱塞的往(wǎng)複運動方向(xiàng)與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。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。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於(yú)的偏(piān)心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,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(wèi)置相對的兩個柱塞來調節。油液的進(jìn)出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道(dào),並由配流軸上吸油(yóu)口(kǒu)控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由(yóu)於(yú)柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用(yòng)下(xià),迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 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(zhì)是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油(yóu)行程的變化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改(gǎi)變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴(pēn)油泵國產係(xì)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率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個(gè)工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式(shì)噴油泵的構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵、油量調(diào)節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器智(zhì)能控(kòng)製,液晶屏顯(xiǎn)示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化(huà)、醫(yī)藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)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(bú)變(biàn)的,由凸輪的升程決定。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(kòng)製是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨(suí)供油行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分(fèn)為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞(sāi)向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵(bèng)油室)產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內的柴油經(jīng)油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結(jié)束
4、回(huí)油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室低壓(yā)油路便與柱塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞(sāi)還(hái)要上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後(hòu),在彈簧(huáng)的作用下,柱塞(sāi)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,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥(fá),並(bìng)且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一個(gè)方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥被打開,被(bèi)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(zhuāng)銅套的,可以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆(gǎn)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)缸體加溫熱裝或銅套低(dī)溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵(miàn)有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔燒結(jié)合方式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔(kǒng)。
采用“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(gè);
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對(duì)柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自(zì)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。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞(sāi)泵最重要(yào)的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保(bǎo)證液(yè)壓泵內部(bù)三對磨擦副的正常間隙,同時(shí)也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使(shǐ)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10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更(gèng)換(huàn)軸承時,應注意原軸承的(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸(zhóu)承,購(gòu)買原(yuán)廠家,原規格的產品,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(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調(diào)節,使(shǐ)其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢(yì)流閥(fá)施放超(chāo)出部分。而電機一直處於全速運行反複動作(zuò),功(gōng)耗不變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可(kě)達30%以上。
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)檢查柱塞副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身(shēn)作(zuò)用下緩(huǎn)慢地下滑為(wéi)配合良好(hǎo)。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套(tào),兩個手指堵住柱塞(sāi)頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一(yī)隻(zhī)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,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨(mó)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孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)手(shǒu)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(liáng)好,否則應更換(huàn)出油閥(fá)副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵體和挺(tǐng)柱體之間(jiān)的標(biāo)準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(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。