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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動,使密封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具有(yǒu)額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便(biàn)等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和(hé)流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複(fù)運動一次,向下運(yùn)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(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配(pèi)流(liú)裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統中的乳化液泵一(yī)般都是(shì)臥式(shì)柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化(huà)液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運(yùn)動,實現吸液和排液。
3、軸向式(shì)
軸向柱(zhù)塞泵(bèng)(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(chuán)動軸(zhóu)平行的柱塞在柱(zhù)塞孔(kǒng)內(nèi)往複運動所產(chǎn)生的(de)容(róng)積變(biàn)化來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很高(gāo)的精度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都是采用有氣壓的(de)油箱(xiāng),靠氣(qì)壓供油的(de)液壓油(yóu)箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成(chéng)泵體(tǐ)內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流(liú)與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐(nài)衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨(mó)的問題。使其抗衝(chōng)擊能力大幅度提(tí)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,必(bì)須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油(yóu)型(xíng)液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。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
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加(jiā)快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的(de)重要組成部分;徑向柱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(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作(zuò)用力(lì)。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通過(guò)卡簧鎖定。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於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵體上的徑向(xiàng)位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通(tōng)過泵(bèng)體和配(pèi)流軸上的流道,並由配(pèi)流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力補償(cháng)方法,形成(chéng)了開(kāi)環(huán)控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓(yā)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(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱(zhù)塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往(wǎng)複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油(yóu)行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化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵(bèng)國產係(xì)列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個(gè)工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各(gè)種柴油機的需要。國產(chǎn)係(xì)列噴油泵的工作原理和結(jié)構型式基本(běn)相同(tóng),以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機(jī)構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求(qiú)。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變(biàn)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(yóu)量。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為(wéi)以(yǐ)下兩(liǎng)個(gè)階段。
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油孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結(jié)束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油(yóu)閥在彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為(wéi)原理介紹,一個柱塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一個方向(xiàng)運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一個單向閥(fá)打(dǎ)開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向(xiàng)另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向(xiàng)閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換(huàn)銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的(de)砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓(yā),過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法(fǎ)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,塗樂泰膠後,旋入(rù)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複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵(miàn)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材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材(cái)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
采用補油泵供油的柱(zhù)塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞(sāi)泵(bèng)檢查1-2次,檢查液(yè)壓(yā)泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油(yóu)標(biāo)下限,要保持足夠(gòu)數量(liàng)的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵(bèng)的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸(zhóu)承出現(xiàn)遊隙,則不能(néng)保證液(yè)壓泵內部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測(cè)出軸承的(de)遊隙的(de),隻能采(cǎi)用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更(gèng)換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家(jiā),原規格的產品,如果(guǒ)更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保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(shì)通過溢流閥來調節,使(shǐ)其工作壓(yā)力(lì)保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一(yī)直(zhí)處於全速運行反複動作,功耗(hào)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(zài)無用功率,工作效(xiào)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(dòng)調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現自動化控製,從而節省(shěng)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(néng)耗,節電效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩(huǎn)慢地下滑為(wéi)配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的密封性。用(yòng)手握住柱塞套(tào),兩個手指堵住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(huí)原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情(qíng)況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出(chū)油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和(hé)挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查(chá)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(bì)須更換控製套。