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柱塞泵是液壓係(xì)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(yīng)用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸(zhū)如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向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、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(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排(pái)油。泵(bèng)每轉一轉排出的油液體(tǐ)積稱(chēng)為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個(gè)或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接(jiē)推動(dòng)柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都(dōu)采(cǎi)用閥式配(pèi)流裝置,而且(qiě)大多為定量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提(tí)供乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶(dài)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)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵(bèng)利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),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(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)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(zhù)塞泵耐衝(chōng)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用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的響應(yīng)速度快。徑向結(jié)構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機(jī)器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液(yè)壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很(hěn)強,無需外力(lì)供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的(de)軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術(shù)含量(liàng)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(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵(bèng)。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(qí)它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的(de)徑向布(bù)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(èr)個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵(bèng)轉動時,它依靠離心(xīn)力和(hé)液壓力壓(yā)在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍(bèi)。定(dìng)子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對(duì)的兩個柱塞來調節。油液的進(jìn)出通過泵體和配流軸上的流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生(shēng)的液壓(yā)力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支(zhī)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(yòng)與傳動(dòng)軸平行(háng)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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工(gōng)時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作(zuò)階段
工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的(de)凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對(duì)供(gòng)油量的要(yào)求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的(de)柱塞(sāi)直徑,組成若幹(gàn)種在(zài)一個工作循(xún)環內供油(yóu)量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵(bèng)的工作原理和結構型(xíng)式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹(shào)柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩(wěn)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(háng)業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要(yào)求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行(háng)程不(bú)受(shòu)凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧(huáng)的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下(xià)運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度(dù),當柱塞上端(duān)麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低(dī)壓油路便(biàn)與柱塞頭部的中孔(kǒng)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用下迅速關閉,停止供(gòng)油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸(tū)輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵(bèng)以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱(zhù)塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸(gāng)內,柱(zhù)塞向另一個(gè)方向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三(sān)種方法(fǎ):
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法要求銅外套外徑表麵(miàn)有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨(mó)棒(bàng),手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵工程技術(shù)”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴塗或(huò)電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏(shì)體(tǐ)耐磨材料(liào);
(d)激光(guāng)熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供(gòng)油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正(zhèng)常。如發現液壓缸速(sù)度下降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體(tǐ)檢(jiǎn)查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵內部三對磨擦副的(de)正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支(zhī)承油膜(mó)厚度,降(jiàng)低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠(chǎng)提供(gòng)的資料,軸承(chéng)的平均使(shǐ)用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有(yǒu)專業(yè)檢(jiǎn)測儀器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(biǎo)麵有(yǒu)劃痕或變色(sè),就必須(xū)更換。在(zài)更換軸承(chéng)時,應注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的(de)產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應請教對(duì)軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時,都(dōu)是(shì)通過(guò)溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一直處於全速運行反(fǎn)複動作,功耗不變。當采用溢(yì)流來調節壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵(bèng)存在無用功率(lǜ),工作效率低(dī),若使用創傑節能變頻器後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現自動(dòng)化控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗(hào),節(jiē)電效果可達30%以上。
六(liù)、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(jiǎn)查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱(zhù)塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感(gǎn)到有較大(dà)的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則應(yīng)更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有(yǒu)台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出(chū)油(yóu)閥副(fù)的(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指將出油閥輕輕(qīng)向(xiàng)下壓,當手指離開出油(yóu)閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好,否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查(chá)挺柱體(tǐ)。噴(pēn)油泵體和挺柱(zhù)體之間的標(biāo)準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控製套的凹槽之間(jiān)的間隙(xì),應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必(bì)須更換控製套。