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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運動(dòng),使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等(děng)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合,諸如液壓機(jī)、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積(jī)。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上(shàng)運動(dòng)排油(yóu)。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參(cān)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(yòng)1根曲軸通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液(yè)體的液壓泵。它們也都(dōu)采用(yòng)閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複(fù)運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複(fù)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動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都(dōu)是采用有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的(de)液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不(bú)足時(shí)就啟動機器,會對(duì)液(yè)壓泵內的滑靴(xuē)造(zào)成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代(dài)發展的(de)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(dìng)了軸配(pèi)流徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命(mìng)長、控製精度高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排(pái)量大小不同),變量(liàng)行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快(kuài)。徑向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題。使(shǐ)其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器(qì)後,必(bì)須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)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(yā)力油(yóu)的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸(xī)油能力(lì)很強,無(wú)需外力供油。
二、結(jié)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(zhù)塞泵;由於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量(liàng)比較高的高效泵(bèng),隨(suí)著國產化的不斷加快(kuài),徑(jìng)向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領域的重要組成(chéng)部分;徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或(huò)柱塞的往複(fù)運(yùn)動方向與(yǔ)驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字聯軸(zhóu)器 傳遞(dì)給星形(xíng)的液壓缸體轉子(zǐ),定(dìng)子不受其(qí)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(zhù)塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱(zhù)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(bèng)轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上(shàng)。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)將作往(wǎng)複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體(tǐ)上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油(yóu)口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)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(bú)受其他外(wài)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)在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(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(shí)可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時(shí),在(zài)噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個(gè)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(zǒng)行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升(shēng)程(chéng)決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油(yóu)行程不受凸(tū)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(ér)變化。
④ 轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係(xì)列。係列化(huà)是根據柴油(yóu)機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎(chǔ),再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)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(xū)要。國產係列噴油泵的工作原理和結(jié)構型式基本(běn)相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式(shì)噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱(zhù)塞泵(bèng)由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力(lì)穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)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是不變的,由凸輪的升程決定。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變的。供油開始時刻不隨供(gòng)油(yóu)行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時(shí)刻,從(cóng)而改變(biàn)供(gòng)油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸(tū)輪的(de)凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向(xiàng)下(xià)運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔(kǒng)打開後,充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,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(cáo)(停供(gòng)邊)與(yǔ)套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便與(yǔ)柱塞頭部(bù)的中(zhōng)孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓(yā)驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油(yóu)。此後柱塞還要上(shàng)行,當(dāng)凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一個循(xún)環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這時(shí)一個單(dān)向閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一個方(fāng)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
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆(gǎn)外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅(tóng)套的三種方法(fǎ):
(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,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加(jiā)工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)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(jī)械方法研磨修(xiū)複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷高硬度耐(nài)磨合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人(rén)員每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲(shēng)響(xiǎng)是否正常。如(rú)發現液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有(yǒu)刮傷(shāng)現象,內齒輪(lún)泵間隙是(shì)否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不(bú)得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的部件是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,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(fù)的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的(de)使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)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(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換(huàn)。在更換軸承時(shí),應注意原軸承的英文字母和型號(hào),柱(zhù)塞泵軸承大都采用大載荷容量(liàng)軸承(chéng),購買(mǎi)原廠家,原規格(gé)的產品,如(rú)果更換另一種(zhǒng)品牌(pái),應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,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(dōu)是通過(guò)溢流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定(dìng)讓溢流閥施(shī)放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)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(xì)統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節(jiē)能(néng)變頻器本身自動(dòng)調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的(de)運行(háng)能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密(mì)封性。用(yòng)手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱(zhù)塞頂端和側麵的進油(yóu)口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封(fēng)良好,否則(zé)應更換柱塞(sāi)副(fù)。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環(huán)帶是否磨損有(yǒu)台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情(qíng)況。用手(shǒu)指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕(qīng)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(chū)油閥副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)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。