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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它(tā)依靠柱塞(sāi)在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實(shí)現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調(diào)節方便等優點。
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(chéng)機械(xiè)和(hé)船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵(bèng)、臥(wò)式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構(gòu)組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞(sāi)與缸體(tǐ)孔之間(jiān)形成密閉(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,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一(yī)轉排出(chū)的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數(shù)有(yǒu)關。
2、臥(wò)式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(sāi)(一般(bān)為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或(huò)由(yóu)偏(piān)心(xīn)軸直接推動柱塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架(jià)係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為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,實現吸液和排液。
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方向與缸體(tǐ)中心軸平(píng)行的柱塞(sāi)泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往(wǎng)複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓(yuán)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
直軸斜(xié)盤(pán)式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供(gòng)油(yóu)型液壓泵大都是采用有氣壓(yā)的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機(jī)器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液(yè)壓油箱的氣壓不足(zú)時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成泵體(tǐ)內回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。國際上70、80年代發展(zhǎn)的(de)軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸配流(liú)徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故(gù)該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服(fú)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)靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操(cāo)作機械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力(lì)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(yóu)箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結構形(xíng)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,隨著國產化的不(bú)斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的(de)重要組成部分;徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或柱塞的往複(fù)運(yùn)動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液(yè)壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫(héng)向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距(jù)的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流(liú)道,並由配流軸上吸(xī)油口控(kòng)製,泵體內產(chǎn)生(shēng)的液壓力被靜(jìng)壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形(xíng)成了開環控製。支(zhī)承驅動(dòng)軸的(de)軸承隻起支承作用(yòng),不受其他(tā)外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運(yùn)動所產生的容積變化來(lái)進(jìn)行工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精度配合;
三、工(gōng)作階(jiē)段
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,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以(yǐ)下三個(gè)階段。結論:通(tōng)過上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大(dà)小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供(gòng)油行(háng)程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了(le)時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產係(xì)列柱塞泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)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(zuò)循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國產係列噴油泵的工作(zuò)原理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式(shì)噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳動機(jī)構和泵體
為微處(chù)理器智能控製(zhì),液晶屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒(héng)壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原(yuán)理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行(háng)程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供(gòng)油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的(de)變(biàn)化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)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(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結(jié)束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓(yā)驟(zhòu)然下降,出(chū)油閥在彈簧力的(de)作用下迅速關閉,停(tíng)止供(gòng)油。此後柱塞還要上行,當凸輪的(de)凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時(shí)缸內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打開液體被(bèi)吸入缸內,柱塞向另一個(gè)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(fāng)式連續(xù)運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的(de)方(fāng)法安裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三(sān)種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入(rù)裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜(táng)缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電(diàn)刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐(nài)磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔(róng)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(bèng),使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解(jiě)體檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液(yè)壓油箱內的(de)油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓(yā)油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的(de)平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業檢測儀器是無(wú)法檢測出(chū)軸(zhóu)承的(de)遊隙(xì)的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃(huá)痕或變(biàn)色,就必須更(gèng)換。在(zài)更換軸承(chéng)時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采用大載荷容(róng)量軸(zhóu)承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量(liàng)。
當實際壓力大於需要壓(yā)力(lì)時,都是通過溢流閥來調(diào)節,使其工作壓力保持穩(wěn)定(dìng)讓溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作,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(cóng)而造成柱塞泵(bèng)存在無用功率,工作效率低(dī),若使用創傑(jié)節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過(guò)節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這(zhè)種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞(sāi)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)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自(zì)身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查(chá)柱塞副(fù)的密封性。用手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的(de)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(zhù)塞副。
(4)檢查(chá)出油閥副減壓環帶是(shì)否磨損有台階(jiē)或傷痕現象,必要(yào)時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用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(dāng)手指離開出油閥上端時,它能自(zì)動彈回原位,表明(míng)出油閥副密(mì)封良(liáng)好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的(de)標準間隙為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的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超過0.12mm,必須更換控製套。