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柱塞(sāi)泵(bèng)是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和(hé)流量調節方(fāng)便等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合(hé),諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)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、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之間形成密(mì)閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下(xià)往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油液體(tǐ)積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱(zhù)塞(一般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),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動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用(yòng)閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)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(lǐ)靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱(zhù)塞泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與缸體(tǐ)中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平(píng)行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的(de)容積變化來進行工作的(de)。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式(shì)柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動(dòng)機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫(tuō)現象,會造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式(shì)
徑(jìng)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(bèng)存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)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(de)不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點(diǎn),固定(dìng)了軸配流徑向柱(zhù)塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度(dù)高(gāo)。變量行程(chéng)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(jù)實現的,而定於的更大 偏(piān)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壓操縱,由控製閥(fá)進(jìn)行控製(zhì)。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱達到(dào)使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油箱,也有(yǒu)液壓(yā)泵本(běn)身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構(gòu)形式的軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應用(yòng)領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞或柱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(yóu)驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其(qí)它橫(héng)向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓(yā)平衡的滑靴緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)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(wǎng)複運動,它的行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵體(tǐ)和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上(shàng)吸油口控製(zhì),泵體(tǐ)內產生的(de)液(yè)壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵是利用與傳動軸(zhóu)平行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。由於柱塞泵(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度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完(wán)成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而(ér)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號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍(wéi)對供油量的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式(shì)為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在(zài)一個工作循環內(nèi)供油量(liàng)不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和(hé)工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦進行通(tōng)訊(xùn),具有工作壓力穩定、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,滿足以上行業需要連續恒(héng)壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開(kāi)始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時(shí)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(lún)與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,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,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動(dòng)到下(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(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在彈簧力(lì)的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過(guò)去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原(yuán)理介紹,一個柱(zhù)塞(sāi)泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸(gāng)內出現負(fù)壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向(xiàng)閥(fá)被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
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法安裝。首先(xiān)把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝(zhuāng)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。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修複(fù)缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍(dù)一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏(shì)體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔(róng)敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油(yóu)泵供(gòng)油的(de)柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否(fǒu)正常。如發(fā)現液壓缸速度(dù)下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪(lún)邊沿是否有刮傷現象,內齒(chǐ)輪泵間(jiān)隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液(yè)壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要的(de)部件(jiàn)是軸承,如(rú)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(cháng)間隙,同(tóng)時也(yě)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。據液壓泵(bèng)製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過(guò)此值就需要更換新口(kǒu)。拆卸(xiè)下(xià)來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器(qì)是無法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就(jiù)必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采用大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規(guī)格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大於(yú)需要壓力時,都是通過(guò)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(fèn)。而電機一直(zhí)處於全速運行(háng)反複動作(zuò),功耗不變。當采用溢(yì)流來調節壓力和流量(liàng)時,有部分的餘量溢流回原係統(tǒng),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(biàn)頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉,通過節(jiē)能變頻器(qì)本身自動調整工作壓力,保持工作(zuò)壓(yā)力(lì)的穩(wěn)定,自動追蹤設備的(de)壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式(shì)更(gèng)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(bì)要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況(kuàng)。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損有台階(jiē)或傷痕現象,必要時應予以更換(huàn)。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的(de)配合(hé)情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一(yī)手指將出油(yóu)閥輕輕向下(xià)壓,當手(shǒu)指離開出油閥上端時(shí),它能(néng)自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(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(rú)超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套的(de)凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控(kòng)製(zhì)套。