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柱塞泵是液(yè)壓係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞(sāi)在缸體中往複運動(dòng),使密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓(yā)力高、結構緊(jǐn)湊(còu)、效率(lǜ)高和流(liú)量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大流量和流(liú)量需要調節的場合,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(wéi)單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、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,柱塞上下往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱(zhù)塞泵是由幾個柱塞(一(yī)般為3個或6個)並列(liè)安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實(shí)現吸、排液體(tǐ)的液壓泵。它(tā)們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多(duō)為(wéi)定量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統(tǒng)中的乳化液泵一般(bān)都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原(yuán)理靠(kào)曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複運(yùn)動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸(zhóu)向(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動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(yuán)形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)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(yā)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時就啟動機器,會對液壓泵內(nèi)的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板(bǎn)與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞(sāi)泵可分(fèn)為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障(zhàng)率高、效率低(dī)等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配流徑(jìng)向柱塞泵克服了閥配流徑(jìng)向柱塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵結(jié)構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是(shì)在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心(xīn)距(jù)實現的,而定於的更大 偏心(xīn)距(jù)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(gāo)壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓(yā)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,必須等液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都采用有氣壓的(de)油箱,也(yě)有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵(bèng)向液(yè)壓泵進油口提供(gòng)壓力油的。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
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形(xíng)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(liàng)比(bǐ)較高的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會(huì)成為(wéi)柱塞泵應用領域的(de)重(chóng)要組(zǔ)成部分;徑向柱塞(sāi)泵是活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵(bèng)工作原(yuán)理:驅(qū)動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於(yú)轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環(huán)將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上(shàng)。當轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動(dòng),它的行程為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏(piān)心(xīn)距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節。油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,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力的(de)作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利(lì)用與(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工(gōng)作的。由於柱(zhù)塞泵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、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫(pò)使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上(shàng)述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定(dìng)。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不(bú)受(shòu)凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產係列柱(zhù)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(liè)化是根據柴油機單缸功率範圍對供(gòng)油量的要求不同(tóng),以柱塞行程,泵缸中(zhōng)心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑(jìng),組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不(bú)等的(de)噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相(xiàng)同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和(hé)工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處(chù)理(lǐ)器智(zhì)能控製(zhì),液晶屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有工作壓(yā)力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行(háng)業,滿足以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是(shì)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,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用(yòng)下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程(chéng)
當凸輪的凸(tū)起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把(bǎ)柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油(yóu)泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上(shàng)的(de)斜槽(停供(gòng)邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱(zhù)塞(sāi)頭部的中孔(kǒng)和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個(gè)單向閥(fá),並且方向相反,柱塞向(xiàng)一(yī)個方(fāng)向運動時缸內(nèi)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(gè)方(fāng)向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打(dǎ)開(kāi),被吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工(gōng)作(zuò)方式連續運(yùn)動後就形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅(tóng)套的,可以(yǐ)采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修(xiū)整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方(fāng)法要求銅外套(tào)外徑(jìng)表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工(gōng)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(xiū)複(fù)缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱(zhù)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(hòu),操作人員每日需對(duì)柱塞(sāi)泵檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓(yā)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(yóu)泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液壓(yā)泵內部(bù)三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦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料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測出軸承的遊隙(xì)的,隻能(néng)采用(yòng)目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就(jiù)必須更換。在更(gèng)換軸承(chéng)時,應注意(yì)原軸承的(de)英文字母和(hé)型號(hào),柱塞(sāi)泵軸承大(dà)都采(cǎi)用大載荷容量軸(zhóu)承,購買(mǎi)原廠家,原規(guī)格的產品,如(rú)果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流(liú)閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無用功率,工作效(xiào)率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定(dìng),自動追蹤設備的壓力(lì)。實現(xiàn)自動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調(diào)節方式更(gèng)大 優點就是能降低柱塞泵的運(yùn)行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上(shàng)。
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(fù)配合情況。將(jiāng)柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在(zài)自身作用下緩慢地下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副(fù)的密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立(lì)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(chū)油閥副減壓環帶是否磨(mó)損有(yǒu)台(tái)階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副(fù)的(de)配合情況。用手指(zhǐ)堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)手指離開出油閥上端時,它能(néng)自(zì)動彈回原位,表(biǎo)明出油閥副密(mì)封良好,否則(zé)應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和(hé)挺(tǐng)柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞凸緣和控製套的凹槽之(zhī)間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。