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柱塞泵是液(yè)壓係統的一個重要(yào)裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的容積發生變化(huà)來實現(xiàn)吸(xī)油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和流量需要調節的場合,諸如液(yè)壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結(jié)構組成主要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與(yǔ)缸(gāng)體孔之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上(shàng)下往複運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上運動(dòng)排(pái)油。泵每轉(zhuǎn)一轉排(pái)出的(de)油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。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運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)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(sāi)孔內往複運動所產生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很(hěn)高的精度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大(dà)都是采用有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑(huá)靴造(zào)成拉脫現象,會造成(chéng)泵體內回(huí)程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)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年代發展的(de)軸配流徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固定了軸(zhóu)配(pèi)流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊、壽命(mìng)長、控製精度高。變量行程(chéng)短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞(sāi)和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實現(xiàn)的(de),而定於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由控製閥進行(háng)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偏磨的問題(tí)。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油箱(xiāng),在每次啟動(dòng)機器後,必(bì)須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓(yā)後(hòu),才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供(gòng)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(yè)壓泵本身(shēn)帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵(bèng)的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性(xìng)的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含量比(bǐ)較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應(yīng)用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活塞(sāi)或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通過十(shí)字聯軸器(qì) 傳遞給星(xīng)形的液壓(yā)缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向布(bù)置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的(de)滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上(shàng)。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運(yùn)動,它的行程(chéng)為定於偏心(xīn)距的2倍。定子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(tǐ)和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承(chéng)隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動(dòng)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的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高(gāo)的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、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(gè)階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是(shì)不變的,由(yóu)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(háng)程,供油(yóu)行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱塞(sāi)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不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑(jìng),組成若幹種在一個(gè)工作循環內供油量不等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵(bèng)由(yóu)四大部(bù)分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特(tè)點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上(shàng)行(háng)業(yè)需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機(jī)械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不(bú)變(biàn)的,由凸輪的升程(chéng)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(bú)受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。轉動柱塞可改變供油終了(le)時刻,從而改變供油(yóu)量。柱塞泵工作(zuò)時(shí),在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過(guò)程可分為(wéi)以下(xià)兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(tào)上的進油孔(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(zhù)塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉(bì),停止供油。此後柱(zhù)塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此(cǐ)時便開始了(le)下一個(gè)循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,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(yùn)動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一個單向閥被(bèi)打開,被吸入(rù)缸內的(de)液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更換銅套的方法安裝。首(shǒu)先把(bǎ)一組柱塞(sāi)杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅(tóng)外套外徑表(biǎo)麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔(kǒng)攻(gōng)絲,銅套(tào)外徑加(jiā)工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法(fǎ)如下(xià):
(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,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐(nài)磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)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(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵(bèng)間隙是否(fǒu)過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量(liàng)的液壓油。液壓油的清潔度越高(gāo),液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞(sāi)泵最重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液壓泵(bèng)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(dù),降低(dī)柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供(gòng)的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測出軸(zhóu)承的遊隙(xì)的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須更換。在(zài)更換軸承時(shí),應注(zhù)意原軸承的英文(wén)字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的(de)產品,如(rú)果更換另(lìng)一種品牌(pái),應請教對軸承有經(jīng)驗的(de)人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來(lái)調節,使(shǐ)其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而電(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力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身(shēn)自動調整工(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩(wěn)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(diào)節方式(shì)更大 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的(de)運行(háng)能耗,節電效果可(kě)達30%以(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無(wú)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(tóu)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配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大(dà)的吸(xī)力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表明柱塞(sāi)副密封良好,否則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手(shǒu)指堵(dǔ)住出油閥下(xià)孔(kǒng),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(duān)時(shí),它能自動彈回(huí)原位,表明出油(yóu)閥副密(mì)封良好,否(fǒu)則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換零件(jiàn)。
(7)檢查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,必須更(gèng)換控製套。