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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動,使密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高和流量調節方便(biàn)等(děng)優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量(liàng)需要調節的場合,諸如液壓機、工程機(jī)械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式(shì)柱(zhù)塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結(jié)構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油液(yè)體積(jī)稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由(yóu)偏心(xīn)軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實(shí)現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞(sāi)泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架提供乳化液,工(gōng)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行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞(sāi)在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件(jiàn),可以(yǐ)達到很高的精度配合,因(yīn)此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。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(qǐ)動機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會(huì)對液(yè)壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會(huì)造(zào)成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵(bèng)克(kè)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柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行(háng)程短泵的變量是在變(biàn)量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變定子的偏(piān)心距實現的,而定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)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(de)響應速度快。徑向結構設(shè)計(jì)克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才(cái)能操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵(bèng)大都采用(yòng)有氣(qì)壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代(dài)表性(xìng)的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)體(tǐ)轉(zhuǎn)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(de)徑向(xiàng)布(bù)置(zhì)的(de)柱塞(sāi),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,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持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(dìng)於(yú)內表麵上。當轉子轉動時(shí),由(yóu)於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距(jù)的2倍。定(dìng)子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進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(bèng)體內產生的(de)液壓力被靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償(cháng)方法,形(xíng)成了開(kāi)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。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形(xíng)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,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可(kě)改(gǎi)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(zhǔ)要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是根(gēn)據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸(gāng)中心距和結構(gòu)型式為基(jī)礎,再(zài)分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油(yóu)量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的工作(zuò)原理和結構型(xíng)式基(jī)本相同(tóng),以A型泵為例介紹柱塞(sāi)式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分(fèn)組成:分泵、油量調節機構、傳動機構(gòu)和泵體
為(wéi)微處理(lǐ)器智能控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於(yú)生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,滿足以上行業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送(sòng)液體的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不(bú)變的,由凸(tū)輪的升程(chéng)決定。柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不(bú)受(shòu)凸輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改(gǎi)變供油量。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(wán)成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為(wéi)泵油(yóu)室)產(chǎn)生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上體油道內的柴油(yóu)經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到(dào)柱塞上的(de)斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,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,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始(shǐ)了下一個循(xún)環(huán)。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一(yī)個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打(dǎ)開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運(yùn)動(dòng)時,將液體(tǐ)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(zhǒng)工作方式連續運動後就形(xíng)成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安(ān)裝。首先把一組柱(zhù)塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外(wài)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(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)粘著裝(zhuāng)配,這咱(zán)方法要求銅(tóng)外套外徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加(jiā)工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,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(tǐ)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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或(huò)電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓(yā)泵運轉聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸(gāng)速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓(yā)油箱內的油(yóu)液不得低於油標(biāo)下限,要保持足夠(gòu)數量(liàng)的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件(jiàn)是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度(dù),降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過(guò)此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的(de)軸承(chéng),沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)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,應注意原軸承的英(yīng)文字(zì)母和型號,柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家(jiā),原(yuán)規格的產品,如果更(gèng)換另一種品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗的(de)人員(yuán)查表(biǎo)對換,目的是(shì)保持軸承的精度等級和載荷(hé)容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過(guò)溢流閥來(lái)調節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而(ér)電機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不變。當采用(yòng)溢流來(lái)調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而(ér)造成柱塞泵存在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它封閉,通過節能變頻(pín)器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。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(shì)能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕(shí)現象(xiàng),必要時(shí)應更換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞(sāi)端頭插(chā)人柱塞(sāi)套(tào)內(nèi),傾斜約(yuē)60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住柱(zhù)塞頂端和(hé)側麵(miàn)的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶(dài)是否(fǒu)磨(mó)損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)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(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥(fá)上端時,它能(néng)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)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(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。