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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個(gè)重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作(zuò)容(róng)腔的容積發生變(biàn)化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、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、大流量(liàng)和流量需要調(diào)節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要(yào)有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉(zhuǎn),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(yī)轉排出的油液體(tǐ)積稱為排量(liàng),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(jǐ)個柱塞(sāi)(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑(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。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液(yè)泵一般都(dōu)是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液(yè)泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排(pái)液(yè)。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與缸體中心(xīn)軸(zhóu)平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複運動所產生的容積(jī)變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞孔(kǒng)都是圓(yuán)形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型和自吸油型兩(liǎng)種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到(dào)使(shǐ)用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內(nèi)的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向柱(zhù)塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的(de)不(bú)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泵耐衝擊、壽命(mìng)長(zhǎng)、控製精度(dù)高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用(yòng)下,改(gǎi)變定子的偏心距實現(xiàn)的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小(xiǎo)不同),變量行程很短。且變量機(jī)構設計為高壓操縱,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如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題(tí)。使其(qí)抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也(yě)有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵(bèng)進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無(wú)需(xū)外(wài)力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種有代(dài)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(sāi)泵屬(shǔ)於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(sāi)泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域的重要(yào)組成部(bù)分;徑向柱(zhù)塞泵是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十(shí)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。轉子裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連(lián),並通過卡簧(huáng)鎖定。二個保持環(huán)將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和(hé)液壓力壓(yā)在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的(de)兩個柱塞(sāi)來調節。油(yóu)液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成了開(kāi)環控製。支(zhī)承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其(qí)他外(wài)力的作用(yòng)。液壓係統中:軸(zhóu)向柱(zhù)塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)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三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供油(yóu)開始時刻不隨供油(yóu)行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)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(fàn)圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配(pèi)以不同尺(chǐ)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,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大(dà)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(zhì)能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦(nǎo)進行通訊(xùn),具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特(tè)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(yú)供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變(biàn)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的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過(guò)程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸(tū)輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(tào)上(shàng)的(de)進油孔(kǒng)打(dǎ)開後,充(chōng)滿在油泵(bèng)上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室(shì),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(shàng)的斜槽(停供邊)與套(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和(hé)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,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行。此時便開始了下一個(gè)循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為(wéi)原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現負壓,這時一個單向閥打開液體(tǐ)被吸入(rù)缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開(kāi),被吸入(rù)缸內(nèi)的液體(tǐ)被排(pái)出。這種工作方式連續運動後就形成了連(lián)續供(gòng)油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把(bǎ)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(zhǒng)方(fāng)法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅套低(dī)溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手(shǒu)工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重(chóng)新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電(diàn)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(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉(fěn)末。
五(wǔ)、機械維護
采用(yòng)補油泵供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日(rì)需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常(cháng)。如(rú)發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對(duì)補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)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(mìng)越長。
柱塞(sāi)泵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(nèi)部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低(dī)柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製(zhì)造廠(chǎng)提(tí)供的(de)資料(liào),軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值(zhí)就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是(shì)無(wú)法檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)產品,如果更(gèng)換另(lìng)一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),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(diào)節,使其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢(yì)流(liú)閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用(yòng)溢流來(lái)調(diào)節壓力和流(liú)量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑(jié)節能(néng)變頻(pín)器後,溢流閥可定它(tā)封閉(bì),通過節能(néng)變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能(néng)耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電效果可達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)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手(shǒu)握住(zhù)柱塞套,兩個手指堵住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,表明柱塞副密封(fēng)良好,否則應更換柱(zhù)塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是否磨(mó)損有台階(jiē)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(yòng)手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換(huàn)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,必須更換控製套。