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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複運動,使密封工作容(róng)腔(qiāng)的容積發生變(biàn)化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓(yā)力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於(yú)高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工(gōng)程機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個(gè)單向閥。柱塞與缸(gāng)體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上(shàng)運動排(pái)油(yóu)。泵(bèng)每轉一轉排出的油液體積稱為(wéi)排(pái)量,排(pái)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(gè)柱塞(sāi)(一般為3個或6個(gè))並列安裝,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。它們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工作(zuò)原理靠(kào)曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞做往複運動(dòng),實現吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與缸體(tǐ)中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的(de)容積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很(hěn)高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大(dà)都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓不(bú)足時就(jiù)啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體(tǐ)內回程板與壓板的非正常磨(mó)損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞(sāi)泵可分為閥配流與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵存(cún)在故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克(kè)服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點(diǎn),固定了軸配流(liú)徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱(zhù)塞(sāi)泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程短泵的變量(liàng)是在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小(xiǎo)不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥(fá)進行控製。故(gù)該泵的(de)響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠(kào)氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器後(hòu),必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為(wéi)壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓(yā)力供油型(xíng)液(yè)壓泵(bèng)大都采用(yòng)有氣壓(yā)的油箱,也有液壓泵本身帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力(lì)油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油能力(lì)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(xiàng)柱塞泵屬於一種新型的技術含(hán)量比較高(gāo)的高效泵,隨著(zhe)國產化的(de)不斷加快,徑(jìng)向柱(zhù)塞泵必(bì)然(rán)會成為柱塞泵應用領域的(de)重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵(bèng)是活塞或柱塞的往複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓(yā)缸體轉子,定子不受其它橫(héng)向作用(yòng)力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中(zhōng)的徑向布(bù)置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)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(zhuǎn)動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油(yóu)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(tǐ)內產生的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行(háng)的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所(suǒ)產生的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和柱(zhù)塞孔都是圓形(xíng)零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工(gōng)作階段
工作時(shí),在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。
③ 供油開(kāi)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(gòng)油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)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對供油(yóu)量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵(bèng)、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿(mǎn)足以上行業需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)原理概述
柱塞泵柱塞(sāi)往(wǎng)複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供(gòng)油量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻不隨(suí)供(gòng)油行程(chéng)的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變(biàn)供油量(liàng)。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去(qù)後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)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(chōng)滿(mǎn)在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(停(tíng)供邊)與套(tào)筒上的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下迅速關閉(bì),停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作(zuò)用下,柱塞又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)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,這時一個單向閥(fá)打開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞(sāi)向另一(yī)個方(fāng)向運(yùn)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
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙拋光外(wài)徑。
缸(gāng)體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表(biǎo)麵有溝槽;
(c)缸孔攻(gōng)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,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手(shǒu)工或機械(xiè)方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采(cǎi)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(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,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。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪(lún)邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內(nèi)齒輪泵間隙(xì)是否(fǒu)過大。對於自(zì)吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要(yào)保持足夠數量(liàng)的液(yè)壓油。液壓油的(de)清潔(jié)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,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三(sān)對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支承油膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過(guò)此值就需要更換新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測(cè)出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸(zhóu)承,購買原廠家,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(shí)際壓力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調(diào)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作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工(gōng)作效率低,若使用創傑(jié)節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自(zì)動調整工(gōng)作壓力,保持(chí)工作壓(yā)力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省(shěng)能(néng)耗。這種調節方式更大 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(shāng)痕和(hé)鏽蝕現象,必要(yào)時應更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞副(fù)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緩慢(màn)地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞套(tào),兩個手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側(cè)麵的進油口。用另(lìng)一(yī)隻手拉出柱塞(sāi),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(zé)應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況。用(yòng)手(shǒu)指堵住出油閥(fá)下孔,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,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查(chá)柱(zhù)塞凸緣和控製(zhì)套的凹槽之間的(de)間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套(tào)。