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柱塞泵是液(yè)壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複運動,使(shǐ)密封工作(zuò)容腔的容積發生變(biàn)化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量(liàng)調(diào)節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用(yòng)於(yú)高壓、大流(liú)量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵(bèng)和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥(fá)。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥(wò)式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵(bèng)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(kuài)或由偏心軸直接推動(dòng)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(dà)多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)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心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(chuán)動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積(jī)變(biàn)化來進行工作(zuò)的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),可以達到很高的精度配合,因此容積(jī)效(xiào)率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力(lì)供油型液壓(yā)泵大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供(gòng)油的液(yè)壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)器,會對液壓(yā)泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑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,固定了軸(zhóu)配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 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的響應速度快(kuài)。徑向結構設計克服了如軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵(bèng)滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能(néng)力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞泵靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵向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
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性的結構形(xíng)式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑(jìng)向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術(shù)含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必(bì)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(fù)運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十字(zì)聯(lián)軸(zhóu)器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向(xiàng)布置的柱(zhù)塞(sāi),通過靜壓平衡的(de)滑靴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。二個保持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(zài)定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的行(háng)程(chéng)為定(dìng)於(yú)偏心距(jù)的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來(lái)調節。油液的(de)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,泵體內產(chǎn)生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力(lì)補償(cháng)方(fāng)法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)其(qí)他外力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞(sāi)泵是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(róng)積變化來進行工作的。由(yóu)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(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,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(dòng)總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供(gòng)油量(liàng)大小取決於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨(suí)供油行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了(le)時刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產(chǎn)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號等係列(liè)。係列化是根據柴(chái)油機單缸(gāng)功率範圍對(duì)供油(yóu)量的要求不同,以柱塞(sāi)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(gàn)種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵由四大(dà)部(bù)分組成:分泵、油量(liàng)調節機構、傳動機(jī)構和泵體(tǐ)
為微(wēi)處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求(qiú)。
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,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供(gòng)油行程不(bú)受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油(yóu)開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作(zuò)用下,迫使柱塞(sāi)作上、下(xià)往(wǎng)複運(yùn)動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向(xiàng)下運動,柱塞上(shàng)部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度,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內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒(tǒng)上的回(huí)油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通(tōng),油(yóu)壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後(hòu)柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵(bèng)以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相(xiàng)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體(tǐ)被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆(gǎn)外(wài)徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰(tài)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。
熔燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床(chuáng),重新鏜缸(gāng)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(sāi)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)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用(yòng)補油泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱(zhù)塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常(cháng)。如發現液壓缸(gāng)速度下降或(huò)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(xiàng),內齒(chǐ)輪泵間隙(xì)是否(fǒu)過(guò)大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量(liàng)的液壓油。液壓(yā)油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能(néng)保證液壓泵(bèng)內部三對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各(gè)磨擦副的(de)靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用(yòng)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,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字(zì)母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施(shī)放超出部分。而(ér)電機一直處於全速運行(háng)反複動作(zuò),功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原(yuán)係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑節能變頻(pín)器(qì)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(lì),保(bǎo)持(chí)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(diào)節方式(shì)更大 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能(néng)耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內(nèi),傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副(fù)的密封性。用手握住(zhù)柱塞(sāi)套,兩個手(shǒu)指堵住(zhù)柱塞頂端和側(cè)麵的進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞(sāi),感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是(shì)否磨損有台階或傷(shāng)痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配(pèi)合情況。用手指堵住出油閥下(xià)孔,用另一(yī)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(fù)密封良(liáng)好,否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。