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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸(gāng)體中往複運動,使密封工(gōng)作容腔的容積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具(jù)有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和(hé)流量調節方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大流量和流量需要調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵(bèng)、臥(wò)式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
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根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直(zhí)接推(tuī)動柱(zhù)塞做往(wǎng)複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都(dōu)采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為液(yè)壓(yā)支架(jià)提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做(zuò)往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式(shì)
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(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複運動所產生的(de)容積變(biàn)化來進行工作的。由於(yú)柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)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(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器(qì)之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的(de)滑靴(xuē)造(zào)成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回(huí)程板與(yǔ)壓(yā)板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高(gāo)、效率低等缺點(diǎn)。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱(zhù)塞泵克服了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(le)軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短(duǎn)泵(bèng)的變(biàn)量(liàng)是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作(zuò)用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現(xiàn)的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很(hěn)短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結(jié)構設計克(kè)服(fú)了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏(piān)磨(mó)的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞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(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力(lì)供油。
二、結(jié)構形式
柱(zhù)塞泵分(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技(jì)術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快(kuài),徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向(xiàng)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(zhù)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,定子不受其它橫向作用力。轉子裝(zhuāng)在(zài)配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布置的(de)柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定(dìng)子。柱塞(sāi)與(yǔ)滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧(huáng)鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在(zài)行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓力壓在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進(jìn)出通過(guò)泵體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜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(cháng)方法,形成了開(kāi)環控(kòng)製(zhì)。支承驅動軸(zhóu)的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運(yùn)動(dòng)所產生的容(róng)積變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱(zhù)塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在(zài)噴油泵凸輪(lún)軸上(shàng)的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)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(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程(chéng)不(bú)受凸輪軸控製(zhì)是可(kě)變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱(zhù)塞可改變供油(yóu)終了時刻(kè),從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機(jī)單缸功率範(fàn)圍對供油量的要(yào)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(pèi)以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),組(zǔ)成若幹種在一(yī)個工作循環內供油(yóu)量不等的噴油泵,以滿足各(gè)種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原(yuán)理。柱塞(sāi)泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈(mò)動小、操作方便等特點。廣(guǎng)泛用(yòng)於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行業,滿足(zú)以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液(yè)體的要求(qiú)。
1、機(jī)械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞(sāi)每循(xún)環的供油量大小取決(jué)於(yú)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。柱塞泵工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作(zuò)用(yòng)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、進油過程
當凸輪的(de)凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作用下,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上的進(jìn)油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運(yùn)動到下止點,進油結(jié)束
4、回(huí)油過程
柱塞向(xiàng)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時,泵油室低壓油(yóu)路便(biàn)與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下迅速關閉,停止供油(yóu)。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(zuò)用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上(shàng)有兩(liǎng)個單向閥,並(bìng)且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內(nèi),柱塞向(xiàng)另一個(gè)方向運動時(shí),將液體壓(yā)縮後另一個單(dān)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連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求(qiú)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(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每日需對(duì)柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速度下(xià)降或悶(mèn)車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的(de)油液(yè)不得低於(yú)油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的(de)部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不能保證液壓泵內部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同(tóng)時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供(gòng)的資(zī)料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能(néng)采(cǎi)用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對(duì)換,目的是保持軸(zhóu)承(chéng)的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大於需要壓力時(shí),都是通過溢流(liú)閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部分。而電機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工(gōng)作效率(lǜ)低(dī),若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它封閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整(zhěng)工作壓力,保持工作(zuò)壓(yā)力的穩定(dìng),自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 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(shí)應更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞(sāi)套內,傾斜約(yuē)60°,若柱塞能(néng)在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密(mì)封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個(gè)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(fù)密封良好,否則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換(huàn)零件。
(7)檢查柱(zhù)塞(sāi)凸(tū)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。