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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運動,使(shǐ)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(é)定壓力高、結構緊湊(còu)、效率(lǜ)高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被(bèi)廣泛應用於高(gāo)壓、大流(liú)量和(hé)流量需要調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成(chéng)主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱(chēng)為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接(jiē)推動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它(tā)們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大(dà)多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中的乳化液泵一(yī)般都是(shì)臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作原理靠曲軸的旋(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(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體(tǐ)中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動所產生的容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到(dào)很高的精度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)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(bèng)大都是(shì)采用有氣壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代(dài)發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流(liú)徑向(xiàng)柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵(bèng)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。變量行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而(ér)定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)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(fá)進行控製。故(gù)該(gāi)泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由(yóu)於(yú)徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的(de)技術含量比較(jiào)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)複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉子中(zhōng)的(de)徑向布置(zhì)的柱塞,通過(guò)靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依(yī)靠離心力和(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(piān)心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距(jù)的(de)2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓力補償方法,形成了開環控(kòng)製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)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(zài)柱塞孔內往(wǎng)複運(yùn)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(zhù)塞孔(kǒng)都是圓形(xíng)零件,加工時可(kě)以達到很高的精度配合;
三(sān)、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往(wǎng)複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。
② 柱(zhù)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製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻(kè)不隨供油行程的變化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供(gòng)油量(liàng)。
四、 國產係列(liè)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(qiú)不同,以柱塞(sāi)行程,泵(bèng)缸中(zhōng)心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱(zhù)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,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的(de)工作原(yuán)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(yuán)理。柱塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液(yè)晶(jīng)屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足(zú)以上行(háng)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(yùn)動總行(háng)程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞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(shì)可變(biàn)的。供油開始時刻(kè)不隨供(gòng)油行程的變化而變化(huà)。轉動柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴(pēn)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(dòng),從而完(wán)成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)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(xiàng)下運(yùn)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(yóu)孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔(kǒng)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞(sāi)上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低(dī)壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下(xià)迅速關閉,停(tíng)止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行(háng),當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後(hòu),在(zài)彈簧的作用下(xià),柱塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸內出現負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)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(bèng)缸體鑲裝銅(tóng)套的(de),可以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱(zhù)塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法(fǎ):
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或銅(tóng)套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠(jiāo)粘著裝配,這咱方法要(yào)求銅外套外徑(jìng)表麵(miàn)有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔燒(shāo)結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)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)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的(de)柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人(rén)員每日(rì)需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應(yīng)該對(duì)補油泵解體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現(xiàn)遊隙,則(zé)不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料(liào),軸承的平均使用(yòng)壽命為(wéi)10000h,超過此(cǐ)值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)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(huàn)。在更換軸承時(shí),應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)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,應請教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對(duì)換,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需(xū)要壓力時(shí),都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出部(bù)分。而(ér)電(diàn)機一直處於全速運行反(fǎn)複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和流量(liàng)時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在(zài)無用功(gōng)率,工作效率(lǜ)低,若(ruò)使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的(de)穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化(huà)控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能(néng)降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)達30%以上(shàng)。
六(liù)、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱(zhù)塞(sāi)套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢(màn)地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位(wèi),表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查出(chū)油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必(bì)要(yào)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(zhǐ)將出油(yóu)閥輕輕向下壓,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(fēng)良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵(bèng)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)檢查柱塞凸緣和控製套的(de)凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。