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柱(zhù)塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調(diào)節(jiē)方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間(jiān)形成(chéng)密閉容積。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(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵是由幾個柱塞(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軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也都采用(yòng)閥(fá)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。乳化(huà)液泵用於采煤(méi)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做往複運動,實現(xiàn)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(xiàng)與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動(dòng)軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件(jiàn),可以達到很高的精(jīng)度配合,因(yīn)此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩(liǎng)種。壓力供油型液(yè)壓泵大都是采用有氣(qì)壓(yā)的油箱,靠氣壓供油的液壓(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(yā)後,才(cái)能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體(tǐ)內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的(de)不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱(zhù)塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現的,而定於的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構(gòu)設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構(gòu)設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直(zhí)軸斜(xié)盤式柱塞泵(bèng)分為壓力(lì)供油型的(de)自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)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性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵(bèng)和徑向(xiàng)柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞(sāi)泵(bèng)屬於(yú)一(yī)種新型(xíng)的技術含量比較(jiào)高的高效泵,隨(suí)著國產化的不斷加快(kuài),徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成(chéng)部分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭(niǔ)矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸(gāng)體轉子(zǐ),定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴(xuē)緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保(bǎo)持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定於(yú)的偏心(xīn)作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上(shàng)的徑向位置相對(duì)的兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液(yè)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(yā)力(lì)補償方法,形成了開環控製。支承驅(qū)動(dòng)軸的軸承(chéng)隻起支承作用,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(píng)行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工作的。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務(wù),泵(bèng)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是不變的,由凸輪的升程決定(dìng)。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不(bú)隨供油行程的(de)變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供(gòng)油量。
四、 國產係(xì)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。係列化是根據柴油機(jī)單缸功率範圍(wéi)對供油量的要求不(bú)同,以柱塞(sāi)行程(chéng),泵缸(gāng)中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱(zhù)塞直徑(jìng),組成若幹種(zhǒng)在一個工(gōng)作循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各(gè)種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理(lǐ)和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原(yuán)理。柱塞(sāi)泵由(yóu)四(sì)大(dà)部分組成:分泵(bèng)、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦(nǎo)進行通訊(xùn),具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上(shàng)行(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞(sāi)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。供油開(kāi)始(shǐ)時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)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(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的(de)作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道(dào)內(nèi)的柴(chái)油經油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運動到(dào)下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室(shì)低(dī)壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又(yòu)下行。此時(shí)便開始了下(xià)一個循(xún)環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時(shí)缸內出現負壓,這時一個單向(xiàng)閥(fá)打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。這(zhè)種工作方式(shì)連續運動後就形成(chéng)了連續(xù)供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采(cǎi)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1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合(hé)方式(shì)的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如(rú)下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法(fǎ)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”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在(zài)柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或(huò)電弧噴(pēn)塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用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(dù)下降或悶車(chē)時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大(dà)。對(duì)於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)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壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據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(xū)要(yào)更換新口。拆卸下(xià)來的(de)軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家(jiā),原(yuán)規(guī)格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力大(dà)於需要壓(yā)力時,都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(bù)分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和流量時,有部分的餘量溢流(liú)回原係統(tǒng),從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑節能(néng)變(biàn)頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式(shì)更大 優(yōu)點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗(hào),節電效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能(néng)在自身作用下緩慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞,感到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回(huí)原位(wèi),表明柱(zhù)塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損有台階或傷痕(hén)現象,必要時應(yīng)予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,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(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸(tū)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(bì)須更換控製套(tào)。