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柱塞(sāi)泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高和流(liú)量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和(hé)流量需要調(diào)節的場合(hé),諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和(hé)徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動(dòng)一次,向下運(yùn)動(dòng)吸油(yóu),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(yǔ)泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安(ān)裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱(zhù)塞做往(wǎng)複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采(cǎi)煤工作麵(miàn),為液壓支(zhī)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(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)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行工作的。由(yóu)於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以達到很高的精度配合,因此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達(dá)到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造(zào)成拉脫現(xiàn)象(xiàng),會造成(chéng)泵體內(nèi)回程板與壓板(bǎn)的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑(jìng)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(de)軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心(xīn)距實現(xiàn)的,而定於的更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變(biàn)量(liàng)行(háng)程很短。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,由(yóu)控(kòng)製閥進行控(kòng)製。故該泵(bèng)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。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器(qì)後,必須等液(yè)壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓(yā)泵本身(shēn)帶有補油分泵向液壓泵進油口提供(gòng)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(jié)構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)結構形式的(de)軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑(jìng)向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必然會成(chéng)為柱塞泵應用領域的重(chóng)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(dòng)軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭(niǔ)矩由驅動軸(zhóu) 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給星(xīng)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(yú)轉子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓(yā)平衡的滑靴緊貼著(zhe)偏心行程(chéng)定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和(hé)液壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於(yú)的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距(jù)的2倍。定子的偏(piān)心距可由(yóu)泵體上的(de)徑向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液(yè)的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采(cǎi)取了過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅(qū)動軸(zhóu)的軸承隻起支承(chéng)作用(yòng),不受其他外力的(de)作用。液壓係統中:軸(zhóu)向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和(hé)柱塞孔(kǒng)都(dōu)是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油(yóu)泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。
② 柱塞每循環的供油量大(dà)小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列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(liè)。係列化是根據柴(chái)油機(jī)單缸功率範圍對供油量的(de)要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同(tóng)尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供油量不等(děng)的(de)噴(pēn)油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要(yào)。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原(yuán)理(lǐ)。柱塞泵由四大部分(fèn)組成:分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作方(fāng)便(biàn)等(děng)特點。廣泛(fàn)用於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決(jué)定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供(gòng)油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,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(yǔ)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(yóu)過程可分為(wéi)以下兩個階段。
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(xiàng)下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真(zhēn)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(yóu)泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油(yóu)室,柱塞運動到下(xià)止點,進油結束
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜(xié)槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回(huí)油(yóu)孔相通時,泵(bèng)油室(shì)低壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的(de)凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓,這(zhè)時一個單向閥打(dǎ)開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一(yī)個方向運動時(shí),將液體壓縮(suō)後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連(lián)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(yǐ)采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先(xiān)把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統(tǒng)一尺寸,再(zài)用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍(dòng)擠(jǐ)壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,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(xiū)複(fù)缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法(fǎ)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(zhù)塞表(biǎo)麵刷(shuā)鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱(zhù)塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維(wéi)護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱(zhù)塞泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液(yè)壓泵運轉聲(shēng)響是否正常。如發現(xiàn)液(yè)壓缸速度下降(jiàng)或(huò)悶車時(shí),就應該對補油(yóu)泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限,要保持足夠數量的液(yè)壓油。液壓(yā)油的(de)清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如(rú)果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為(wéi)10000h,超過(guò)此值就需要更換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或(huò)變色,就必(bì)須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)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(yào)壓力時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全速(sù)運行反(fǎn)複動作,功(gōng)耗不變。當采用溢流來調(diào)節(jiē)壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,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(guò)節能變頻器本(běn)身自動調(diào)整工作壓力,保(bǎo)持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副配合情(qíng)況(kuàng)。將柱塞(sāi)端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性(xìng)。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手(shǒu)拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即(jí)縮回原位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手(shǒu)指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油(yóu)閥輕輕向下(xià)壓,當手指離(lí)開出油閥上端時(shí),它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油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(gèng)換零(líng)件(jiàn)。
(7)檢查柱(zhù)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,必須更換控製(zhì)套。