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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞(sāi)在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高、結構緊湊、效率高和流(liú)量調節(jiē)方(fāng)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合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
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(tǐ)孔之間形成密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一(yī)次(cì),向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數(shù)有(yǒu)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(zhuāng),用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為(wéi)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(xiàn)吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是(shì)圓形零件,可(kě)以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是(shì)采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓(yā)後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的(de)滑靴造成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內回程板與壓板(bǎn)的非正常磨損。
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)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展(zhǎn)的軸配流徑向柱塞(sāi)泵(bèng)克服了(le)閥配流(liú)徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向泵(bèng)結構上的(de)特點(diǎn),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(zhì)精度高。變量行(háng)程短泵的變量是在變量柱塞和(hé)限位(wèi)柱塞作(zuò)用下,改變(biàn)定子的偏心(xīn)距實現的,而定(dìng)於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,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(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必(bì)須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞(sāi)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(fèn)泵向(xiàng)液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸(xī)油(yóu)能力(lì)很強,無需外(wài)力供(gòng)油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵(bèng);由於(yú)徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含量比較高的高效泵,隨(suí)著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸垂直(zhí)的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭(niǔ)矩由驅動軸 通(tōng)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(zhuǎn)子(zǐ)中(zhōng)的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球(qiú)鉸相連,並(bìng)通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞(sāi)將作往複運動,它的行程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑向(xiàng)位置(zhì)相對的(de)兩個柱塞來調節。油液(yè)的(de)進出通過泵體和配流(liú)軸上的流道(dào),並(bìng)由配流(liú)軸上吸油口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形(xíng)成了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸(zhóu)承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中(zhōng):軸向柱塞泵是利用與傳動軸平(píng)行的柱(zhù)塞在(zài)柱塞孔內往複運動(dòng)所(suǒ)產(chǎn)生的(de)容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞泵(bèng)的柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精(jīng)度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,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 柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油(yóu)行程不(bú)受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程(chéng)的變(biàn)化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。
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(hào)等係列。係列化(huà)是根據(jù)柴油機單缸功率範圍對供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等(děng)的(de)噴油泵(bèng),以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原(yuán)理和結構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分(fèn)組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和(hé)泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工(gōng)作(zuò)壓力穩定(dìng)、脈動小、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(yào)連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程(chéng)決定。柱塞每循(xún)環的(de)供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)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兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞(sāi)上部空間(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,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運(yùn)動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油(yóu)過(guò)程
柱塞向(xiàng)上供(gòng)油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室(shì)低壓(yā)油路(lù)便與柱塞頭(tóu)部的(de)中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝通,油壓(yā)驟然(rán)下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一個循環。柱(zhù)塞泵以(yǐ)一個柱(zhù)塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱塞(sāi)向一(yī)個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液(yè)體被排出。這種(zhǒng)工作方(fāng)式連續運動後(hòu)就形成了連續(xù)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)一組柱塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)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(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘著裝(zhuāng)配(pèi),這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方(fāng)式的缸(gāng)體與銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手(shǒu)工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床(chuáng),重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗(tú)或電(diàn)弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運(yùn)轉聲響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有(yǒu)刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間隙是否過大。對(duì)於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的(de)清潔度(dù)越(yuè)高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的(de)正常間隙(xì),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(chéng)的使(shǐ)用壽命。據液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超(chāo)過此值就需要更(gèng)換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)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,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷(hé)容量軸承,購買(mǎi)原廠家,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查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保(bǎo)持穩(wěn)定讓溢流閥施(shī)放超出部(bù)分。而電(diàn)機一直(zhí)處於全速運行(háng)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(liàng)溢(yì)流(liú)回原(yuán)係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的(de)穩(wěn)定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達(dá)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(gèng)換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內(nèi),傾(qīng)斜約60°,若(ruò)柱(zhù)塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和(hé)側麵(miàn)的進油口。用另一隻手(shǒu)拉(lā)出柱塞,感到(dào)有較大(dà)的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否(fǒu)則應更換(huàn)柱塞(sāi)副。
(4)檢查(chá)出油閥副(fù)減壓環帶是否磨損有(yǒu)台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出(chū)油閥下(xià)孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開(kāi)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(yīng)更(gèng)換零件。
(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,必須更換控製套。