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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(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主(zhǔ)要有(yǒu)偏心輪(lún)、柱塞(sāi)、彈(dàn)簧、缸(gāng)體、兩個單向閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積(jī)稱為排量,排量(liàng)隻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(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心(xīn)軸直接推(tuī)動柱塞做往複運動,實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們(men)也都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液(yè)泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞(sāi)做往複(fù)運動,實現(xiàn)吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平(píng)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。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可(kě)以達(dá)到很高的精(jīng)度(dù)配(pèi)合,因(yīn)此容積效率(lǜ)高。
4、直軸(zhóu)斜(xié)盤式
直軸(zhóu)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壓的油箱,靠氣(qì)壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對(duì)液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會(huì)造成泵體內(nèi)回程板與壓板(bǎn)的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱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障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱(zhù)塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比(bǐ)軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下(xià),改變定子(zǐ)的偏心距實(shí)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(hěn)短。且變(biàn)量機構設計為(wéi)高(gāo)壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無(wú)需外力供油。
二、結構(gòu)形式
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代表(biǎo)性(xìng)的結構形式(shì)的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵(bèng),隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向柱塞(sāi)泵必(bì)然會成為柱(zhù)塞泵應用領(lǐng)域(yù)的(de)重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是(shì)活塞或柱塞的往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(piān)心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行(háng)程為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由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,泵體內產生的液壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡(héng)采取了過平衡壓(yā)力補(bǔ)償方(fāng)法,形成了開環控製。支(zhī)承(chéng)驅動軸的軸承隻起支承(chéng)作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞(sāi)泵是利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複(fù)運動所產生的容積變化來(lái)進(jìn)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)達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段
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(wǎng)複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階段。結(jié)論:通過上述討(tǎo)論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油(yóu)開始時刻不(bú)隨供油行程的變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞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(pēn)油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供(gòng)油量的(de)要求不(bú)同,以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足各種(zhǒng)柴油機(jī)的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型(xíng)式基本相同,以A型泵為(wéi)例(lì)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(chéng):分泵(bèng)、油量調節機構、傳動機(jī)構和泵體
為(wéi)微處理器智(zhì)能控製,液(yè)晶屏顯示,可(kě)與電腦進(jìn)行通(tōng)訊,具有工作壓力(lì)穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行(háng)業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程(chéng)L是不變(biàn)的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油(yóu)行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化(huà)。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,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(liǎng)個階(jiē)段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在(zài)彈簧力(lì)的作用下(xià),柱(zhù)塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(jiān)(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,充滿在(zài)油泵上體油(yóu)道內的(de)柴油經油孔進入泵(bèng)油室,柱塞運動到下(xià)止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的(de)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(zhōng)孔和徑向(xiàng)孔(kǒng)及斜槽溝通,油(yóu)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。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出(chū)現負壓,這時(shí)一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運(yùn)動時,將液體(tǐ)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(dòng)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到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻(gōng)絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰(tài)膠後(hòu),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(chéng)技術(shù)”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供(gòng)油的(de)柱塞(sāi)泵(bèng),使用3000h後,操(cāo)作人員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。如發現液壓缸速度(dù)下降(jiàng)或悶車時,就應該對補(bǔ)油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液(yè)壓(yā)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(yè)壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使(shǐ)用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內部(bù)三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的(de)靜液壓支(zhī)承油膜(mó)厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要(yào)更換新(xīn)口。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,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(zhù)意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家(jiā),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(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實(shí)際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節(jiē),使其工作壓力(lì)保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變(biàn)。當采用溢(yì)流來調節壓力和流量時,有部分的餘(yú)量溢流(liú)回原(yuán)係統,從而(ér)造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能(néng)變(biàn)頻器後,溢流閥可定它封閉(bì),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,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更(gèng)大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在(zài)自身作用下(xià)緩慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放(fàng)鬆(sōng)柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查(chá)出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象(xiàng),必要時應(yīng)予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合(hé)情況(kuàng)。用手指堵(dǔ)住出(chū)油閥下孔(kǒng),用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時(shí),它能自動彈回(huí)原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油(yóu)泵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(zhù)塞凸緣和控(kòng)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(zhì)套。