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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱(zhù)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實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量(liàng)和流量需要調節的場合(hé),諸(zhū)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(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。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(yùn)動一次(cì),向下運動吸油,向上(shàng)運動(dòng)排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)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)杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做往(wǎng)複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統(tǒng)中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化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(zhóu)的旋轉帶動活(huó)塞做往複(fù)運動,實現吸液和排液。
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與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱(zhù)塞孔內往複(fù)運動所產生的容積變化(huà)來進行工(gōng)作的(de)。由於柱塞和柱塞(sāi)孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣(qì)壓的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配流兩大(dà)類。閥配流(liú)徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞(sāi)泵耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度高(gāo)。變量行程短泵的變量是在(zài)變量(liàng)柱(zhù)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(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行(háng)程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱,由(yóu)控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向結構設(shè)計克服了如(rú)軸(zhóu)向柱塞泵滑(huá)靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的(de)油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種(zhǒng)有代表性的結構形式的(de)軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由(yóu)於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較高的(de)高效泵(bèng),隨(suí)著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵(bèng)是活塞或(huò)柱(zhù)塞的往複運動方向與(yǔ)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 通過十字(zì)聯(lián)軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓缸(gāng)體轉子,定子不(bú)受其(qí)它(tā)橫向作用力。轉子(zǐ)裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的(de)滑(huá)靴(xuē)緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴(xuē)球(qiú)鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二(èr)個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉動時,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,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵(bèng)體上的徑向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節。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(bèng)體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的(de)靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補償方法,形(xíng)成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)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(yòng)與傳動軸平(píng)行的(de)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。由於柱塞泵(bèng)的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加(jiā)工時可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階(jiē)段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三(sān)個階段。結論:通過上(shàng)述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行(háng)程,供油行程(chéng)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(chéng)的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係(xì)列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺寸的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油(yóu)機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作(zuò)原(yuán)理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可與(yǔ)電(diàn)腦進行通訊,具有工(gōng)作壓力(lì)穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行(háng)業,滿足(zú)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
柱塞泵柱塞往複運動(dòng)總行程L是(shì)不變的(de),由(yóu)凸輪的升(shēng)程決定。柱塞(sāi)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(zhì)是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),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(pò)使(shǐ)柱塞作上、下(xià)往複運動(dòng),從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下,柱塞向下運動,柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套(tào)上的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,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)與套筒上的(de)回油孔相通(tōng)時,泵(bèng)油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下(xià)迅速關閉,停止供油。此後柱(zhù)塞還(hái)要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時(shí),將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式(shì)連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用(yòng)更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配(pèi),這咱(zán)方法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工(gōng)或機械方法研磨(mó)修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速(sù)度(dù)下(xià)降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內(nèi)齒輪泵間隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不(bú)得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵(bèng)的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的部(bù)件是軸(zhóu)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(tóng)時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製(zhì)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)要更換新口。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)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(zhóu)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(lìng)一種品牌(pái),應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換,目的是保持(chí)軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實(shí)際壓力(lì)大於需要壓(yā)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流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動(dòng)作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流量時,有部分的餘量(liàng)溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑節能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力。實(shí)現自動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電(diàn)效(xiào)果可達30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞(sāi)副配(pèi)合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱塞能在(zài)自身作用下緩慢地下滑為配合良好(hǎo)。
(3)檢查柱塞副的(de)密封性。用手(shǒu)握住柱塞(sāi)套(tào),兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環(huán)帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要(yào)時應予(yǔ)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(lìng)一手指將出油閥輕輕向(xiàng)下(xià)壓,當(dāng)手(shǒu)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(fēng)良好,否(fǒu)則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。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(chá)柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換控製套。