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柱塞泵是液壓(yā)係(xì)統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工作容腔的(de)容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流量(liàng)需要調節的場合,諸如(rú)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(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈(dàn)簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運(yùn)動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式(shì)柱(zhù)塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為(wéi)3個或6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊或由(yóu)偏(piān)心軸直(zhí)接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般(bān)都是臥式柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)現(xiàn)吸液和排(pái)液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵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化來進行工(gōng)作(zuò)的(de)。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度(dù)配合,因此容積效(xiào)率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣(qì)壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器之(zhī)後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。如果液(yè)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,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效(xiào)率低(dī)等(děng)缺點。國際上70、80年代發(fā)展的(de)軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固(gù)定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度(dù)快。徑(jìng)向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝(chōng)擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分(fèn)為壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都(dōu)采用(yòng)有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓(yā)力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油(yóu)能(néng)力很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的(de)技術含量比較高的高(gāo)效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞(sāi)泵必然會成為柱(zhù)塞泵應用(yòng)領域的(de)重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字(zì)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(zuò)用力。轉子(zǐ)裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴(xuē)球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於偏(piān)心距的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(jìn)出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控(kòng)製,泵體(tǐ)內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法(fǎ),形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的(de)軸承隻(zhī)起支承作用,不受其他外力的作用(yòng)。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(kǒng)內往複運動所產生的容積變化來進行工作的(de)。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精度配合;
三、工作階段
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(ér)完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下三個階段。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是不(bú)變的,由凸輪的(de)升程決定。
② 柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化(huà)而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油泵國產係列柱(zhù)塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據(jù)柴(chái)油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴(pēn)油(yóu)泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本相(xiàng)同(tóng),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(yóu)四大部分組成(chéng):分泵、油(yóu)量調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈(mò)動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連(lián)續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理(lǐ)概述
柱(zhù)塞泵(bèng)柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變(biàn)化。轉動柱塞可改(gǎi)變(biàn)供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上(shàng)的凸輪與柱塞(sāi)彈簧(huáng)的(de)作用下(xià),迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為(wéi)以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪(lún)的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作用(yòng)下,柱塞(sāi)向下運(yùn)動(dòng),柱塞上部(bù)空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油(yóu)道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊(biān))與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便(biàn)與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)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(háng),當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時缸(gāng)內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一(yī)個(gè)方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被吸入缸內(nèi)的液體被(bèi)排出。這(zhè)種工作方式(shì)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(yǐ)采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),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(jiā)工螺(luó)紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔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(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍(dù)技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)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,檢查液(yè)壓泵(bèng)運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如(rú)發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現象,內齒(chǐ)輪泵間隙是否(fǒu)過大。對於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,要保(bǎo)持(chí)足夠數量的液壓油。液壓(yā)油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞(sāi)泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同(tóng)時也會(huì)破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞(sāi)泵軸承的使用(yòng)壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀(yí)器是(shì)無(wú)法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更(gèng)換軸承時,應注(zhù)意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠(chǎng)家,原規格的(de)產品,如果更換(huàn)另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承(chéng)的(de)精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而(ér)電(diàn)機一直處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流量時,有部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率低(dī),若(ruò)使用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥(fá)可定它(tā)封(fēng)閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工作壓力(lì),保持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能(néng)降低柱(zhù)塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副配合情況(kuàng)。將柱塞端頭插(chā)人柱塞套(tào)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(zhù)塞副的密封性。用手(shǒu)握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即(jí)縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查(chá)出油閥副減壓(yā)環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時應(yīng)予(yǔ)以更(gèng)換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況。用手(shǒu)指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密封良好(hǎo),否(fǒu)則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零(líng)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,如超過0.12mm,必(bì)須更換(huàn)控製套。