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柱塞泵是液(yè)壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的容(róng)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(còu)、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要(yào)調節的場(chǎng)合,諸如液壓(yā)機、工程(chéng)機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱(zhù)塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥(fá)。柱(zhù)塞與缸體孔之(zhī)間形成密閉容積(jī)。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稱為(wéi)排量,排量隻與泵的結(jié)構參(cān)數(shù)有關。
2、臥式(shì)柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(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心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體(tǐ)的液壓泵。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液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向與缸(gāng)體中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容(róng)積變化來(lái)進行工作的。由(yóu)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)斜盤式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力(lì)供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機(jī)器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),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(chéng)泵體內回程板與壓(yā)板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可(kě)分為閥配(pèi)流(liú)與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代(dài)發(fā)展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了(le)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(zhóu)配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命(mìng)長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵(bèng)的(de)變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱(zòng),由控製閥進行控製。故該泵的(de)響(xiǎng)應(yīng)速度快。徑向結(jié)構設計(jì)克服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必(bì)須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤(pán)式柱(zhù)塞(sāi)泵分為壓力供油型的(de)自吸油型兩種。壓力供油型液壓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(yóu)口提(tí)供壓力(lì)油(yóu)的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油能力很強(qiáng),無需外力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性(xìng)的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域(yù)的重要(yào)組成(chéng)部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)驅(qū)動軸垂直的柱(zhù)塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸(zhóu)器 傳遞給星(xīng)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(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,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置相(xiàng)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,並由配流軸上吸油口控製,泵(bèng)體內產(chǎn)生的液(yè)壓力被靜(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,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻(zhī)起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統(tǒng)中:軸向柱塞泵(bèng)是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所(suǒ)產生的容積變化(huà)來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務(wù),泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論:通(tōng)過上述(shù)討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪(lún)的(de)升程決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列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(hào)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(yǐ)柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油(yóu)量不等的噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作(zuò)原理和結構型式基(jī)本相同,以A型泵為例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造(zào)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(wéi)微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作(zuò)方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環(huán)保(bǎo)等行業(yè),滿足(zú)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是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每(měi)循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨(suí)供(gòng)油行程的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的(de)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(jìn)油過程
當凸輪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(kōng)間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱(zhù)塞(sāi)套(tào)上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到(dào)下止點,進油結束(shù)
4、回(huí)油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通(tōng)時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的(de)中孔和徑向(xiàng)孔及斜(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的(de)作用(yòng)下(xià)迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞還要上行,當(dāng)凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱(zhù)塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開(kāi)液體被吸入缸內(nèi),柱塞(sāi)向另一個方(fāng)向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開,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(le)連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套(tào)的(de)方法(fǎ)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)缸體加溫熱裝或銅套低溫(wēn)冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外(wài)徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結(jié)合方式的(de)缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采(cǎi)用研(yán)磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔(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)表麵刷鍍(dù)耐磨材料(liào);
(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(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供(gòng)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(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正(zhèng)常。如發現液壓(yā)缸(gāng)速度下降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液(yè)壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數(shù)量的液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部三對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低(dī)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(píng)均使用(yòng)壽命為10000h,超過(guò)此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀(yí)器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃(huá)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(hé)型號,柱(zhù)塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品(pǐn),如果更換另一種(zhǒng)品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)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(guò)溢流(liú)閥來調(diào)節(jiē),使(shǐ)其工作壓力(lì)保持穩定讓(ràng)溢流(liú)閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行(háng)反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢流(liú)回(huí)原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓(yā)力,保持工(gōng)作壓力的(de)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。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢查柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾(qīng)斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞(sāi)套(tào),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(jiào)大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即(jí)縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象(xiàng),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,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞凸緣和控(kòng)製套的凹槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。