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柱塞泵是液壓(yā)係(xì)統的一個重要(yào)裝置。它依靠柱塞在缸體(tǐ)中往複運動,使密封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於高壓、大(dà)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(wéi)單柱塞泵、臥(wò)式柱塞(sāi)泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之(zhī)間形成(chéng)密閉容積。偏(piān)心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下往複(fù)運動一(yī)次,向下運動吸油(yóu),向(xiàng)上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱(chēng)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塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接(jiē)推動柱(zhù)塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦(kuàng)液壓支架係統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)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(wén)名:Piston pump)是活(huó)塞(sāi)或柱塞的往複(fù)運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。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(suǒ)產生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞(sāi)和柱(zhù)塞孔都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的精度配(pèi)合,因(yīn)此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)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(yòng)有(yǒu)氣壓(yā)的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機(jī)器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的(de)氣壓不(bú)足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵(bèng)體內回程板(bǎn)與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配(pèi)流徑向柱塞泵(bèng)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,固定了(le)軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵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(xīn)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(yóu)控製閥進行控製(zhì)。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結(jié)構設計克服了如軸向柱塞(sāi)泵滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供油的液(yè)壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采(cǎi)用有氣壓(yā)的(de)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(lì)油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自吸油能力很強(qiáng),無需外(wài)力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的結構形式的(de)軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一(yī)種新型的(de)技術含量比較高的高效泵(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(lǐng)域的重要(yào)組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸垂直(zhí)的(de)柱塞泵。徑(jìng)向柱塞泵工作(zuò)原(yuán)理:驅動(dòng)扭矩由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布(bù)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(xiàng)連,並通(tōng)過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定(dìng)子的偏心(xīn)距可由(yóu)泵體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控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了過平衡壓力補償(cháng)方法,形(xíng)成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用(yòng)。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸(zhóu)平行的柱(zhù)塞在(zài)柱塞孔(kǒng)內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零(líng)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(zuò)用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論(lùn):通過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪(lún)的(de)升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係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(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對(duì)供油量的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),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油量不等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國(guó)產係列噴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(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特(tè)點。廣泛用於生化、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)原理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運(yùn)動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。柱塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供(gòng)油行(háng)程(chéng)不(bú)受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油(yóu)開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴(pēn)油(yóu)泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分(fèn)為以(yǐ)下(xià)兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當(dāng)凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,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(shēng)真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔(kǒng)打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油(yóu)過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部(bù)分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此時便開始(shǐ)了下一個循環(huán)。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被(bèi)吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入缸內的液體(tǐ)被排出(chū)。這種工(gōng)作方式連續運(yùn)動後就形成了(le)連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)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(gōng)絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結(jié)合方式的缸體與銅套,安(ān)裝方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)機械方法研磨(mó)修複(fù)缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術(shù)”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電(diàn)弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗(tú)高(gāo)碳馬氏體耐磨(mó)材料(liào);
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷(fū)高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維(wéi)護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人(rén)員每(měi)日需(xū)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(yè)壓缸速度下降或(huò)悶車時,就應該對補(bǔ)油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用(yòng)壽命越(yuè)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(bǎo)證液壓泵內部三(sān)對磨(mó)擦副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦副的(de)靜液壓支承油膜(mó)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(liào),軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是(shì)無法檢測出(chū)軸(zhóu)承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕(hén)或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容(róng)量軸承,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(jīng)驗(yàn)的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的(de)精度等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大(dà)於需要壓力時,都是通過溢流閥來(lái)調節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功(gōng)耗不變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流(liú)量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統(tǒng),從而造成柱塞泵存(cún)在無用功率,工作效率(lǜ)低(dī),若使用創傑節能變頻(pín)器(qì)後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自(zì)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。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式(shì)更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新(xīn)品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為(wéi)配合良好。
(3)檢查(chá)柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油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)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥(fá)上(shàng)端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油(yóu)閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)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(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。