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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸(gāng)體中往複運動,使密封工作容腔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、效率高和流量調節方(fāng)便等優點。
柱(zhù)塞泵(bèng)被廣泛應用於高(gāo)壓(yā)、大流(liú)量和流量需要(yào)調節(jiē)的(de)場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱(zhù)塞(sāi)、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一(yī)轉排出的油液(yè)體積稱為排量(liàng),排量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6個)並列安(ān)裝,用1根曲軸通過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動,實現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都采用閥式(shì)配(pèi)流裝置,而(ér)且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運(yùn)動,實現(xiàn)吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的(de)柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容(róng)積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜(xié)盤式柱(zhù)塞(sāi)泵分為壓力供(gòng)油型和自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有(yǒu)氣(qì)壓(yā)的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後(hòu),必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造(zào)成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥(fá)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(kè)服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變(biàn)量是在(zài)變(biàn)量柱塞和(hé)限位(wèi)柱塞作用下(xià),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(chéng)很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結(jié)構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)後,必須(xū)等液(yè)壓油箱(xiāng)達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓(yā)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(fèn)泵向液壓(yā)泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高(gāo)效泵,隨著國產化的不斷加快,徑(jìng)向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸(zhóu) 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(zuò)用(yòng)力。轉子裝在配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜(jìng)壓平(píng)衡的滑靴緊貼(tiē)著偏(piān)心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧(huáng)鎖定(dìng)。二個(gè)保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心(xīn)力(lì)和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於(yú)的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的(de)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和配流軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡(héng)壓力補(bǔ)償方法,形成了開環控製。支承驅(qū)動軸的(de)軸承隻起支承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用(yòng)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(biàn)化來進行工作的(de)。由於柱塞泵(bèng)的柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)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三個階(jiē)段。結論(lùn):通(tōng)過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往(wǎng)複(fù)運動總行程(chéng)L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油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(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(pēn)油泵國產係列柱塞泵(bèng)主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是根據柴油(yóu)機單缸(gāng)功率範圍對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型式(shì)為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯(xiǎn)示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓力穩(wěn)定(dìng)、脈動小、操作方便等特(tè)點。廣(guǎng)泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上(shàng)行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時(shí)刻不隨供油行程(chéng)的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改(gǎi)變供油(yóu)量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完(wán)成(chéng)泵(bèng)油任務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞(sāi)上部空間(稱為泵油(yóu)室(shì))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(mǎn)在油泵上體油道(dào)內的柴油經(jīng)油孔進入泵(bèng)油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程(chéng)
柱(zhù)塞向上供油(yóu),當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵油室(shì)低壓油(yóu)路(lù)便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供(gòng)油(yóu)。此後柱(zhù)塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸(xī)入缸內的液(yè)體被排出。這種工作(zuò)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(bǎ)一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著(zhe)裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後(hòu),旋(xuán)入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體(tǐ)與銅(tóng)套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒(bàng),手工(gōng)或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)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(dù)技術:在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補(bǔ)油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓(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(jiù)應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒(chǐ)輪泵間隙是否(fǒu)過(guò)大。對於(yú)自(zì)吸(xī)油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液(yè)壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦(cā)副的正常間(jiān)隙,同時也會破壞各磨擦副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵(bèng)製造(zào)廠提供的資料,軸(zhóu)承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能(néng)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,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另(lìng)一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,目的是(shì)保持軸(zhóu)承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩(wěn)定讓溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,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(yì)流回原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,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(pín)器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作(zuò)壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)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(hé)情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用(yòng)下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手(shǒu)握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油(yóu)口。用另一隻手(shǒu)拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用(yòng)手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表(biǎo)明(míng)出油閥副密封(fēng)良好,否則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換(huàn)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(gèng)換控(kòng)製套。