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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作(zuò)容腔(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額(é)定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等(děng)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(hé),諸(zhū)如液壓(yā)機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩(liǎng)個單向閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形成(chéng)密閉容積。偏心輪(lún)旋轉一轉,柱塞上下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的油液(yè)體(tǐ)積稱為排量,排量隻與泵(bèng)的結構參數(shù)有(yǒu)關。
2、臥(wò)式柱塞(sāi)泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱(zhù)塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心(xīn)軸直(zhí)接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而(ér)且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液(yè)泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理(lǐ)靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液(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方向與缸體中(zhōng)心軸平行(háng)的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形(xíng)零件,可以達到(dào)很高的精(jīng)度配合,因此容(róng)積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓(yā)的油箱,靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉(lā)脫現象,會(huì)造成泵體內回(huí)程板(bǎn)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(pèi)流兩大類。閥(fá)配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等(děng)缺點(diǎn)。國際(jì)上70、80年代(dài)發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結構上的(de)特點,固(gù)定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是(shì)在變量柱塞和限位柱塞作(zuò)用下,改(gǎi)變定(dìng)子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排(pái)量大小(xiǎo)不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由(yóu)控製閥進行(háng)控製。故該泵(bèng)的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)其(qí)抗衝擊能力(lì)大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液(yè)壓泵的自吸油能(néng)力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代表性的結構形式(shì)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型(xíng)的技術含量比較高的高效泵(bèng),隨著(zhe)國產化的不(bú)斷加快,徑向柱塞泵必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(dòng)軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的液壓缸體轉子(zǐ),定子不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼著(zhe)偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在(zài)行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓(yā)在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液(yè)的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜壓平衡采取了(le)過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統(tǒng)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化來(lái)進行工作的。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的(de)精度配合;
三、工(gōng)作階段
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是(shì)不變(biàn)的,由凸輪的升(shēng)程決定。
② 柱塞(sāi)每循環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程(chéng)不受凸(tū)輪軸(zhóu)控製是可變(biàn)的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根(gēn)據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)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(dòng)機(jī)構和泵(bèng)體(tǐ)
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與(yǔ)電(diàn)腦進(jìn)行通訊,具有工作(zuò)壓(yā)力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特點。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機(jī)械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱(zhù)塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪軸(zhóu)控(kòng)製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。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(dòng),從(cóng)而完成(chéng)泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸(tū)輪的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧(huáng)力的(de)作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔(kǒng)打開(kāi)後,充滿在油泵上(shàng)體油(yóu)道內的柴油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結(jié)束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊(biān))與套筒上(shàng)的(de)回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的(de)作(zuò)用下迅(xùn)速(sù)關閉,停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過(guò)去後(hòu),在彈簧的作(zuò)用下,柱塞又(yòu)下行。此時便開(kāi)始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個(gè)柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向(xiàng)相反,柱塞向一(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,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入(rù)缸內的液(yè)體被排出(chū)。這種工作(zuò)方式連續(xù)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(tóng)套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔(kǒng);
(b)采(cǎi)用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技(jì)術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱(zhù)塞表麵(miàn)鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或(huò)電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)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(bèng)檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵運(yùn)轉聲響是否正常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現(xiàn)象,內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得(dé)低於油標(biāo)下限,要保持足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽(shòu)命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保(bǎo)證液壓泵內部三對磨擦副的正常間(jiān)隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱(zhù)塞泵軸承的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口(kǒu)。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,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(de)英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷(hé)容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)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,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓(yā)力(lì)時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工作壓力(lì)保持(chí)穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直(zhí)處於全速運(yùn)行反複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它封閉,通過(guò)節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持(chí)工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製,從(cóng)而(ér)節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優(yōu)點(diǎn)就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節電效(xiào)果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞(sāi)端頭插人(rén)柱塞套內,傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在(zài)自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到(dào)有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表明柱(zhù)塞副密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出油閥副的(de)配合情況。用手(shǒu)指堵住出油(yóu)閥下(xià)孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控(kòng)製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必(bì)須更換控製套。