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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有(yǒu)額定壓力高、結構(gòu)緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的(de)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(zhù)塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密(mì)閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運(yùn)動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體(tǐ)積稱為排量,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(zhù)塞(一般為3個或6個)並列(liè)安裝(zhuāng),用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們(men)也都采用(yòng)閥(fá)式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定(dìng)量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支(zhī)架提(tí)供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複(fù)運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向(xiàng)柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動軸平(píng)行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產生的容積變化(huà)來進行工作的。由於(yú)柱(zhù)塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自(zì)吸(xī)油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供(gòng)油的液壓(yā)油箱,在每次啟(qǐ)動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板與壓板的(de)非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵(bèng)的不足。由於徑向(xiàng)泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵(bèng)的(de)變量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏(piān)心距(jù)實現(xiàn)的,而定於(yú)的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱(zòng),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軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵(bèng)向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性(xìng)的(de)結(jié)構形式的軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較(jiào)高的高效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,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。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中(zhōng)的(de)徑向布置(zhì)的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊貼著偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)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(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過(guò)泵體和(hé)配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成(chéng)了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作(zuò)用,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(sāi)在(zài)柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的(de)容積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和(hé)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、工作階段
工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出下列(liè)結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供(gòng)油開始時(shí)刻不隨供(gòng)油行程的變化(huà)而變(biàn)化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量(liàng)。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列(liè)化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範圍對(duì)供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中(zhōng)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(bèng),以滿足各種柴油機(jī)的(de)需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式(shì)噴(pēn)油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組(zǔ)成:分泵、油量調節機構、傳動機構和(hé)泵體
為(wéi)微(wēi)處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥(yào)、化工、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(zhù)塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行程L是(shì)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,供油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供油開始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱(zhù)塞(sāi)可改變供(gòng)油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結(jié)束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油(yóu),當(dāng)上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通(tōng)時,泵油室(shì)低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑(jìng)向(xiàng)孔及斜槽(cáo)溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)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,在彈簧的作(zuò)用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)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缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸(gāng)內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個(gè)單向閥被打開,被吸入缸內的液(yè)體被排出。這種工作(zuò)方式(shì)連(lián)續運動後(hòu)就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵(bèng)缸體鑲(xiāng)裝銅(tóng)套的,可以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再(zài)用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表(biǎo)麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔(kǒng)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(de)缸體(tǐ)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(cǎi)用“表麵(miàn)工程技(jì)術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或(huò)悶車時,就應該對補(bǔ)油(yóu)泵解(jiě)體檢查,檢(jiǎn)查葉輪(lún)邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的(de)油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油(yóu)的清潔度越高,液(yè)壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測(cè)出軸承的遊(yóu)隙的,隻能采用目(mù)測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須(xū)更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品,如果(guǒ)更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精(jīng)度等級和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥(fá)來調節,使其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗(hào)不變。當采用(yòng)溢流來調節壓力和流量時,有(yǒu)部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後(hòu),溢流(liú)閥(fá)可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定(dìng),自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽(xiù)蝕現象,必要時(shí)應(yīng)更換新品。
(2)檢查(chá)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為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手(shǒu)指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸(xī)力,放(fàng)鬆柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密(mì)封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配(pèi)合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下(xià)壓,當手指離(lí)開(kāi)出油閥上端時(shí),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)檢查柱塞凸緣和(hé)控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。