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柱(zhù)塞泵是(shì)液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的(de)容積發生(shēng)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(lǜ)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(yào)調節的場合,諸(zhū)如液壓機、工程(chéng)機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱(zhù)塞泵(bèng)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(bèng)
結構(gòu)組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向(xiàng)閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸油,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、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為(wéi)3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的(de)液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),而且(qiě)大多為(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統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(jià)提供乳(rǔ)化液,工作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往(wǎng)複運動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直(zhí)軸斜(xié)盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大(dà)都是(shì)采用有氣壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每(měi)次啟動機器(qì)之後,必須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱(xiāng)的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,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(bèng)可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配(pèi)流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的(de)軸(zhóu)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(háng)程短泵的變(biàn)量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏心距實現的,而定(dìng)於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑(huá)靴偏(piān)磨(mó)的問題。使(shǐ)其抗衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的(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(de)軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱(zhù)塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的(de)重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的(de)柱塞泵(bèng)。徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓(yā)缸體轉(zhuǎn)子,定(dìng)子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在配流(liú)軸上。位(wèi)於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和(hé)液壓力壓在定於內表麵(miàn)上。當(dāng)轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏(piān)心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞來(lái)調節。油液的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,泵體內產生的液(yè)壓(yā)力被(bèi)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力補(bǔ)償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的(de)作用。液壓(yā)係統中(zhōng):軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精(jīng)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(shàng)、下往複運動,從而(ér)完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個(gè)階段。結論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油機單缸功(gōng)率(lǜ)範圍(wéi)對(duì)供油量的(de)要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為(wéi)基礎,再分別配以不同(tóng)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的噴油泵(bèng),以滿足各種柴油(yóu)機(jī)的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式(shì)噴油泵的構造和工作原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和泵體(tǐ)
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通(tōng)訊,具有工作(zuò)壓力(lì)穩定、脈動小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等(děng)行業,滿足以上行業需要連(lián)續恒壓(yā)、恒流輸送液體的要(yào)求。
1、機械原理概述
柱塞泵(bèng)柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的(de),由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循(xún)環的供油(yóu)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。供油開始時刻不隨供油行程的(de)變(biàn)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(yùn)動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(tào)上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到(dào)下(xià)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(cáo)(停供邊)與(yǔ)套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起部(bù)分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個(gè)單(dān)向閥,並(bìng)且方向(xiàng)相(xiàng)反,柱塞向一個(gè)方向(xiàng)運動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入(rù)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(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先(xiān)把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這(zhè)咱方法要求銅(tóng)外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),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(tǐ)與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程(chéng)技術”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層(céng)硬鉻(gè);
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補(bǔ)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(shēng)響是否正常(cháng)。如發現液(yè)壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱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(yā)油的清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱(zhù)塞泵最(zuì)重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙(xì),則不能保證(zhèng)液壓泵內(nèi)部三對磨擦(cā)副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦(cā)副的靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵(bèng)製造廠提供(gòng)的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)檢測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)產品,如(rú)果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容(róng)量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時(shí),都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)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,功耗不變。當采用溢流來(lái)調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作(zuò)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。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象(xiàng),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內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩慢(màn)地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻(zhī)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)閥副減壓環帶是否磨(mó)損有台(tái)階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的(de)配合情況。用(yòng)手指堵(dǔ)住出油閥下(xià)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(shí),它能自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間的(de)標(biāo)準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控製套的凹(āo)槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。