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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱(zhù)塞在缸體中往(wǎng)複運動(dòng),使密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力(lì)高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量和流量需要調(diào)節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞(sāi)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(yào)有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧(huáng)、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之(zhī)間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次(cì),向下運動吸(xī)油,向上運動排油(yóu)。泵(bèng)每轉(zhuǎn)一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實現吸液和排液。
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(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動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(dōu)是圓形零件,可以達到很高(gāo)的精度配合,因此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在(zài)每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)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正常磨損。
5、徑向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故(gù)障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足(zú)。由於徑(jìng)向泵結構上的(de)特點,固定了軸(zhóu)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(gāo)。變量行(háng)程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定(dìng)於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不(bú)同),變量行程很短(duǎn)。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的響(xiǎng)應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓(yā)力(lì)油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的結構形(xíng)式的軸向柱塞泵和(hé)徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷加快,徑向(xiàng)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(wǎng)複運(yùn)動(dòng)方向(xiàng)與驅動軸垂(chuí)直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十(shí)字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定(dìng)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(qiú)鉸相連,並通過卡(kǎ)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(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由於定(dìng)於(yú)的(de)偏(piān)心作用,柱塞將作往複(fù)運(yùn)動(dòng),它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相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)體內產生的(de)液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支(zhī)承驅(qū)動軸的軸承隻(zhī)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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以(yǐ)達到很高(gāo)的精度配合(hé);
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴(pēn)油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階(jiē)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,由凸輪的升程(chéng)決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變(biàn)化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,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(yào)有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油(yóu)機單缸功率(lǜ)範圍對(duì)供油量的(de)要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,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(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量(liàng)調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊(xùn),具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工(gōng)、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(gài)述
柱塞(sāi)泵(bèng)柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的(de),由凸輪的升程決定(dìng)。柱塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開始時刻(kè)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(kè),從而改(gǎi)變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動(dòng),從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)力的作用下,柱(zhù)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上的(de)進油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體(tǐ)油(yóu)道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室(shì),柱塞運動到(dào)下止點,進(jìn)油結束
4、回油過(guò)程(chéng)
柱塞向上供油,當上(shàng)行(háng)到柱塞上的(de)斜(xié)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溝通,油壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈(dàn)簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上(shàng)行,當凸輪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(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,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被吸(xī)入缸內,柱塞向另一個方向運動時(shí),將液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的(de)液體被排出。這種工作方式連(lián)續運動後就形(xíng)成了連續供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把(bǎ)一組柱塞杆外徑修整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨修複(fù)缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)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(shù):在柱塞表麵(miàn)刷(shuā)鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電(diàn)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金粉末。
五、機械維護
采用補(bǔ)油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)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刮傷現象,內(nèi)齒輪泵間隙是(shì)否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓(yā)油(yóu)的清潔(jié)度越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸(zhóu)承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)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(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來(lái)的軸承(chéng),沒有專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的(de)遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需(xū)要壓力時,都是通過(guò)溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而(ér)電(diàn)機一直處(chù)於(yú)全速運行反(fǎn)複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節(jiē)壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用(yòng)功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追(zhuī)蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻(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(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的(de)配合情(qíng)況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當手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好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更(gèng)換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸緣和(hé)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(zhì)套。