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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封(fēng)工作容腔的(de)容積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓(yā)油(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流(liú)量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛(fàn)應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉(bì)容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥(wò)式柱塞(sāi)泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏(piān)心軸直接(jiē)推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且(qiě)大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容(róng)積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型和自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都是(shì)采用有氣壓(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(bì)須等液壓(yā)油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)啟動機器,會(huì)對液壓泵內的(de)滑靴造成拉(lā)脫現(xiàn)象,會造成泵體內回(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(diǎn)。國際上70、80年代發展的(de)軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服(fú)了閥配流(liú)徑向柱(zhù)塞泵的(de)不足。由於徑向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流(liú)徑向柱塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、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,改變定子的偏心(xīn)距實現的,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。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。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為(wéi)壓力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自(zì)吸油型液壓(yā)泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞(sāi)泵(bèng)分為兩種(zhǒng)有代表性的(de)結構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種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,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動(dòng)扭矩由(yóu)驅動軸 通(tōng)過十(shí)字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子(zǐ)裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧(huáng)鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍。定子的偏(piān)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上的(de)流道,並由配流(liú)軸上吸油(yóu)口控製,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,形成了開環控製。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變(biàn)化來(lái)進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)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(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動(dòng)總行(háng)程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油(yóu)量大(dà)小取決於供(gòng)油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而(ér)變化。
④ 轉動柱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產係(xì)列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範(fàn)圍對(duì)供油量的要求不同,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)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工(gōng)作循環內供油量(liàng)不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產係(xì)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原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調(diào)節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、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。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)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刻(kè),從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴(pēn)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(dòng),從而完成泵(bèng)油任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(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,柱塞運(yùn)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(shàng)的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。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(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥(fá),並且方向相反(fǎn),柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時(shí)一(yī)個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續(xù)供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法(fǎ):
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低(dī)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(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋(xuán)入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采(cǎi)用研磨(mó)棒,手工或機械方(fāng)法研磨(mó)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(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴(pēn)塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金(jīn)粉(fěn)末。
五、機械維(wéi)護(hù)
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(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速(sù)度(dù)下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自(zì)吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油液不(bú)得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓油的清潔(jié)度越(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(rú)果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的(de)資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆(chāi)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,隻能采用目(mù)測,如發(fā)現滾柱(zhù)表麵有劃痕或(huò)變色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字(zì)母和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買原(yuán)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(yàn)的人(rén)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,都是通過溢流閥來調(diào)節,使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部分。而電機一直處(chù)於全(quán)速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用(yòng)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(zào)成(chéng)柱塞泵存(cún)在(zài)無(wú)用功率,工作(zuò)效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後(hòu),溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能(néng)變頻器本身(shēn)自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現自動化(huà)控製,從而節省(shěng)能耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果(guǒ)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(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住(zhù)柱塞套(tào),兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵(bèng)體和挺(tǐng)柱體之間的標準間(jiān)隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。