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柱塞(sāi)泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油(yóu)。柱(zhù)塞泵具有(yǒu)額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流量調節方(fāng)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泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成主要有偏心輪(lún)、柱(zhù)塞、彈簧、缸體、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(sāi)上(shàng)下往複運動一(yī)次,向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出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
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列(liè)安裝,用(yòng)1根曲(qǔ)軸通過連杆滑(huá)塊或由偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液體的液(yè)壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流(liú)裝(zhuāng)置,而且大多(duō)為定量(liàng)泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的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(gòng)乳化液,工作原(yuán)理靠(kào)曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸(gāng)體中心軸(zhóu)平(píng)行的柱塞(sāi)泵。軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)利(lì)用與傳(chuán)動軸平行的柱塞(sāi)在(zài)柱塞孔內(nèi)往複運(yùn)動(dòng)所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會(huì)造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配(pèi)流徑向柱塞泵(bèng)存在故障率高、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服了閥配流徑向(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變(biàn)定子的偏心距(jù)實現的,而定(dìng)於的(de)更大 偏心距(jù)為(wéi) 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,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克(kè)服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必(bì)須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械(xiè)。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓(yā)力供油型的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都采用有(yǒu)氣壓的(de)油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自吸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(bèng)分為兩(liǎng)種有代表性(xìng)的(de)結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比(bǐ)較高的(de)高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應(yīng)用領域的重(chóng)要(yào)組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫(héng)向作用力(lì)。轉子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱(zhù)塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴(xuē)緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時(shí),它依靠(kào)離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油(yóu)液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配(pèi)流軸上吸(xī)油口控製(zhì),泵體內(nèi)產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表(biǎo)麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓(yā)平衡采取了過平衡壓力補償方法,形(xíng)成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外(wài)力(lì)的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,加工時可以達到很高的精(jīng)度配合;
三(sān)、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的(de)凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用(yòng)下(xià),迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階(jiē)段。結論:通過上述討論,得出下(xià)列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行(háng)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(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始時刻不隨(suí)供(gòng)油行程的變化(huà)而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可(kě)改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵(bèng)主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴油機單缸功(gōng)率範圍對供(gòng)油量的要求(qiú)不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為基礎(chǔ),再(zài)分別配以不同尺寸的(de)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,以滿足各種柴油機(jī)的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱(zhù)塞式噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構(gòu)和泵(bèng)體
為微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示(shì),可與電腦(nǎo)進行通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足(zú)以上行業需要連(lián)續恒壓(yā)、恒流(liú)輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動(dòng)總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決(jué)於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是(shì)可變的。供油開始時刻不隨供油(yóu)行程的變(biàn)化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而(ér)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(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分(fèn)為(wéi)以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為(wéi)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(kāi)後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油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,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下(xià)迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一(yī)個柱塞(sāi)泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負(fù)壓(yā),這時一個單向(xiàng)閥打開(kāi)液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮(suō)後另一個單向(xiàng)閥(fá)被打開,被吸入(rù)缸內的液(yè)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(sāi)杆外(wài)徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫(wēn)熱裝或銅套低(dī)溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)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(xuán)入裝配。
熔燒結(jié)合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采(cǎi)用研(yán)磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)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(yuán)每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解(jiě)體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,要保持(chí)足夠(gòu)數(shù)量(liàng)的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重(chóng)要的(de)部(bù)件是軸承,如果軸承出(chū)現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦(cā)副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專(zhuān)業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表(biǎo)麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換(huàn)軸承時,應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目(mù)的是保持軸承的(de)精度等(děng)級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢(yì)流閥來調節,使(shǐ)其工作壓力(lì)保持穩定(dìng)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(gōng)耗(hào)不變。當采用溢流來調(diào)節壓力(lì)和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造成柱(zhù)塞(sāi)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(bì),通過節能變頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓(yā)力。實現自動化控製,從而節省能耗。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30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無(wú)傷痕(hén)和鏽蝕現(xiàn)象(xiàng),必要時應(yīng)更(gèng)換新品。
(2)檢查柱塞(sāi)副配合情況。將柱(zhù)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(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副(fù)的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另(lìng)一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)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)檢查出油閥副減壓(yā)環帶是(shì)否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出(chū)油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開(kāi)出(chū)油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱(zhù)塞(sāi)凸緣和(hé)控(kòng)製套(tào)的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超過(guò)0.12mm,必須更換(huàn)控製套。