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柱塞泵是液壓(yā)係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在(zài)缸(gāng)體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的(de)容積發生變(biàn)化來實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流(liú)量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量(liàng)和流量需要調(diào)節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排(pái)量,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(wéi)3個或6個)並列安裝,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動(dòng),實(shí)現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)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(xī)液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運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平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複(fù)運動所(suǒ)產生的容積變化來(lái)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(jīng)度配(pèi)合,因此(cǐ)容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)和自(zì)吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油(yóu)箱(xiāng),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(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的(de)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(lèi)。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存在故障率高(gāo)、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)的不(bú)足。由於(yú)徑向泵結(jié)構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控(kòng)製精度高(gāo)。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(biàn)定子的偏心距實現的,而(ér)定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行(háng)程很短。且變量機構設計為高(gāo)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(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠(kào)氣壓供油(yóu)的液壓油箱(xiāng),在每次(cì)啟動機器後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵(bèng)大都采用有氣壓的油(yóu)箱,也有液(yè)壓泵本(běn)身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很(hěn)強,無需外(wài)力供油。
二、結(jié)構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種(zhǒng)有代表性的結(jié)構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較(jiào)高的高效泵,隨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(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活塞(sāi)或(huò)柱塞的往(wǎng)複運動(dòng)方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由(yóu)驅動軸 通過(guò)十(shí)字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其(qí)它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力(lì)和液壓力壓在(zài)定於內(nèi)表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動時,由於定於的偏(piān)心(xīn)作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於(yú)偏心距(jù)的(de)2倍。定子的偏心距可由泵體(tǐ)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流(liú)道,並由配流(liú)軸上吸油口控製(zhì),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了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積(jī)變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出下(xià)列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行(háng)程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
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。係列化是根據柴油(yóu)機單缸(gāng)功率範(fàn)圍對(duì)供油量的要求(qiú)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的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原(yuán)理和結構型式基本相同,以A型泵為例介(jiè)紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控(kòng)製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點(diǎn)。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化(huà)工(gōng)、環保(bǎo)等行(háng)業,滿足以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒流(liú)輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。柱(zhù)塞每(měi)循環(huán)的供油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。轉動柱塞(sāi)可改變(biàn)供(gòng)油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),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(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)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(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的(de)柴油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油路便(biàn)與柱塞頭部(bù)的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然(rán)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,當凸輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱(zhù)塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一個(gè)方向運動時缸內出現負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這(zhè)咱(zán)方法要求銅外套外徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒(shāo)結合方式的(de)缸(gāng)體與銅套,安裝方法如(rú)下:
(a)采用研磨棒(bàng),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(fǎ)如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電(diàn)弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵(bèng),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(yùn)轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過(guò)大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油(yóu)的(de)清潔度越高,液壓泵(bèng)的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸(zhóu)承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸承的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無(wú)法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采(cǎi)用目(mù)測,如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必(bì)須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字(zì)母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承(chéng)大都采用大載荷容(róng)量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於(yú)需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調(diào)節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無用(yòng)功率,工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻(pín)器本身自動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節(jiē)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
(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(sāi)副配合情況。將柱塞端頭插(chā)人(rén)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)檢查柱塞副的密封性(xìng)。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用(yòng)另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞(sāi)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(yóu)閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨(mó)損(sǔn)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(pèi)合情況。用(yòng)手指堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出(chū)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(wèi),表明(míng)出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間(jiān)的(de)標(biāo)準間隙為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(tào)的凹槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控(kòng)製套。