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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(yóu)、壓油。柱塞泵具(jù)有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等(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(chǎng)合(hé),諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與(yǔ)缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪(lún)旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油(yóu)液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為(wéi)3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由(yóu)偏心(xīn)軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化(huà)液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工(gōng)作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實現吸液和排液(yè)。
3、軸向式
軸向柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔(kǒng)內往複(fù)運動所產生的容(róng)積變化來進行(háng)工作的。由於柱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(lǜ)高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是(shì)采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器之後(hòu),必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣壓不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回(huí)程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率(lǜ)低等缺點。國(guó)際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服了閥(fá)配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的(de)特點(diǎn),固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵(bèng)耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的(de),而定於的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構(gòu)設(shè)計為(wéi)高壓操縱,由(yóu)控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度(dù)快。徑(jìng)向結構設計克服(fú)了如軸向柱塞(sāi)泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每(měi)次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液壓(yā)泵進油口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的(de)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(de)技術含量(liàng)比較高(gāo)的高效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞(sāi)泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字(zì)聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓缸體轉子,定(dìng)子不受其它橫向作用(yòng)力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平(píng)衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏(piān)心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵(bèng)轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力(lì)壓在定於內(nèi)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,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的兩個(gè)柱塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流(liú)軸上的流道,並由配流軸上(shàng)吸(xī)油口控製,泵體內產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平(píng)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)力的作用。液壓係統中:軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)是利(lì)用與傳動軸平行的柱(zhù)塞(sāi)在柱塞孔(kǒng)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是圓形零件,加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三(sān)、工作階段
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、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段。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 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的(de)。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行程的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化(huà)是根據柴(chái)油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸(gāng)中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油泵,以(yǐ)滿足(zú)各種(zhǒng)柴油機的(de)需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以(yǐ)A型泵為例介紹(shào)柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵(bèng)由四大部分組成:分泵、油量調(diào)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,可與電腦進行通訊,具有工(gōng)作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特(tè)點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可(kě)變的。供油開始時(shí)刻不隨供油行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量。柱塞泵工作時,在噴(pēn)油泵凸輪(lún)軸上的凸(tū)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(bèng)油過程可分為(wéi)以下兩個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪(lún)的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)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(tíng)供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室(shì)低壓油路便與柱塞頭部(bù)的中孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的(de)凸起部(bù)分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了(le)下一個循環(huán)。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現負壓,這時一個(gè)單向(xiàng)閥打開(kāi)液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運(yùn)動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可(kě)以采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統(tǒng)一尺寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安(ān)裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過盈(yíng)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(tào)外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(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:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧(hú)噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐(nài)磨合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱(zhù)塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液(yè)壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標(biāo)下限,要保持足夠數量的液(yè)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)要的部件是軸承,如果軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對(duì)磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞各磨(mó)擦副的靜液壓支承油(yóu)膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承(chéng)的(de)平均使用壽命為(wéi)10000h,超(chāo)過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業檢測儀器(qì)是無(wú)法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果(guǒ)更換另(lìng)一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經(jīng)驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來(lái)調節,使(shǐ)其(qí)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係統,從而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保持工作壓(yā)力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動(dòng)化(huà)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
(1)檢查柱(zhù)塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)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地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞(sāi)頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻(zhī)手(shǒu)拉出柱塞,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,否則應更換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損(sǔn)有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配合情況。用手指堵住出油閥(fá)下孔,用另一手(shǒu)指將(jiāng)出油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原(yuán)位,表明出(chū)油(yóu)閥(fá)副密封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢(jiǎn)查挺(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換(huàn)零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控(kòng)製(zhì)套的凹槽(cáo)之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換控製套。