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柱塞泵是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的(de)容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工(gōng)程機械和船舶中(zhōng)。
機械分(fèn)類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱(zhù)塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上(shàng)運動排油。泵每轉一轉排出的油液(yè)體積稱為排量(liàng),排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心(xīn)軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液(yè)壓(yā)泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大(dà)多為定量泵。煤礦液(yè)壓支架係統(tǒng)中(zhōng)的乳化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液,工作(zuò)原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現(xiàn)吸液和排液。
3、軸(zhóu)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(xiàng)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作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達(dá)到很高的(de)精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直(zhí)軸(zhóu)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(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器之後,必(bì)須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時就啟動機器,會對(duì)液壓泵內的(de)滑靴造成拉(lā)脫現(xiàn)象,會造成(chéng)泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥(fá)配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低(dī)等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克(kè)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(zhù)塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程(chéng)很短。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服(fú)了(le)如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜(xié)盤式(shì)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采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自(zì)吸(xī)油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(shì)的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的(de)高(gāo)效(xiào)泵,隨著國(guó)產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應(yīng)用(yòng)領域的重要(yào)組成部分;徑向柱塞(sāi)泵(bèng)是活(huó)塞或柱塞的往複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 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)體轉子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉(zhuǎn)子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,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,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和液壓力壓在定(dìng)於內(nèi)表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的(de)徑向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通(tōng)過(guò)泵體和配流(liú)軸(zhóu)上(shàng)的流道,並由配流軸(zhóu)上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平衡的表麵所(suǒ)吸收(shōu)。摩擦副(fù)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(zhóu)的軸承隻(zhī)起支承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵(bèng)的(de)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可(kě)以達到很(hěn)高的精度配合(hé);
三、工作階(jiē)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,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個(gè)階(jiē)段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪軸控(kòng)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 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改(gǎi)變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列(liè)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對供油量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循(xún)環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各(gè)種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作(zuò)原理和結構型式基本相同,以A型泵為例(lì)介紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造和(hé)工(gōng)作原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具(jù)有工(gōng)作壓(yā)力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決(jué)定。柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時(shí)刻不隨(suí)供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱(zhù)塞可改變供油終了(le)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(tū)輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪的(de)凸(tū)起部分轉過去後(hòu),在彈簧力(lì)的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端麵(miàn)把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結(jié)束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱塞頭部的中孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪的(de)凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此時便開始了下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向(xiàng)運動時缸內出現負壓(yā),這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排(pái)出。這種工作方式連續運動後就形成了(le)連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換(huàn)銅(tóng)套的方(fāng)法安裝。首先把(bǎ)一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
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(dòng)擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要(yào)求銅外套外(wài)徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入(rù)裝配。
熔燒結合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)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(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或(huò)電(diàn)弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日(rì)需對柱塞泵檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下降(jiàng)或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿(yán)是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液(yè)壓(yā)油箱內(nèi)的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量(liàng)的(de)液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承(chéng),如果軸承出現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵(bèng)製造廠提(tí)供的資料,軸承(chéng)的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過(guò)此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專(zhuān)業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙(xì)的,隻能(néng)采用目測,如發(fā)現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必(bì)須更換(huàn)。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文(wén)字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規格的產品,如(rú)果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是(shì)保持(chí)軸承的精度等級和載荷(hé)容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一(yī)直處於全速運(yùn)行反複動(dòng)作,功耗不變(biàn)。當采用溢流來調(diào)節壓力和流量(liàng)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(dìng)它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力。實現(xiàn)自動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗(hào),節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身作用下(xià)緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損(sǔn)有台階或(huò)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(yòng)手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另一手指將出油閥(fá)輕輕向下(xià)壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能自動彈回原位(wèi),表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間的(de)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之(zhī)間(jiān)的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。