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柱塞泵是液壓(yā)係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體(tǐ)中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)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高(gāo)壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工(gōng)程機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸(zhóu)向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、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(yī)轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參(cān)數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運(yùn)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓(yā)支(zhī)架(jià)提供乳化液,工作原理(lǐ)靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來(lái)進行(háng)工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形(xíng)零件,可以(yǐ)達到很高的(de)精度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種(zhǒng)。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(zhī)後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油(yóu)箱的氣壓不足(zú)時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配流兩大類。閥配流(liú)徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點(diǎn),固(gù)定了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)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偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的(de)液壓(yā)油箱,在每次啟動機器(qì)後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓(yā)後,才(cái)能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分(fèn)為壓力供油型的(de)自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,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(de)。自吸油型(xíng)液壓(yā)泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞泵(bèng)屬於一(yī)種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞(sāi)泵應(yīng)用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵(bèng)。徑向柱(zhù)塞泵工作原(yuán)理:驅(qū)動扭矩由(yóu)驅動軸 通過十字聯軸(zhóu)器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定(dìng)子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行(háng)程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球(qiú)鉸相(xiàng)連(lián),並(bìng)通過卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓在定於(yú)內表麵上。當(dāng)轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來調節。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(jìng)壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他(tā)外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加工時可以達到很高的精度(dù)配合;
三、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(wǎng)複運動(dòng),從而完成泵(bèng)油任(rèn)務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於(yú)供油行(háng)程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。
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,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油(yóu)泵國產係列柱塞(sāi)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油量的要求不(bú)同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中(zhōng)心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)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(yào)。國產(chǎn)係列噴油泵的工作(zuò)原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原(yuán)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(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化(huà)、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械(xiè)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(sāi)每循環的供油(yóu)量大小取決(jué)於供油行(háng)程,供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可變的。供油(yóu)開始時刻(kè)不隨供油(yóu)行程的變(biàn)化而變化(huà)。轉動柱塞可改變供(gòng)油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工(gōng)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(zhù)塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵(bèng)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(hòu),充(chōng)滿在油(yóu)泵上體油道(dào)內的(de)柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便(biàn)與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油(yóu)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,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在彈簧的作用下,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(sāi)泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱塞(sāi)向一個方(fāng)向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(xiàng)另一個方向運動時,將液體壓縮後另一(yī)個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式(shì)連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)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(gǎn)外徑修整到統(tǒng)一尺寸,再(zài)用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低(dī)溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外套外徑(jìng)表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,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,手工或機(jī)械(xiè)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(gāng)體孔。
采用(yòng)“表麵工(gōng)程(chéng)技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光(guāng)熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔(róng)敷高硬度耐磨合金(jīn)粉末(mò)。
五、機械(xiè)維護
采用補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度(dù)下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要(yào)保持(chí)足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長。
柱塞(sāi)泵(bèng)最重要的部件是軸承,如(rú)果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三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(zhóu)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,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品(pǐn),如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,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(sù)運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量(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(chuàng)傑節能變頻(pín)器後,溢流閥可定它封閉,通過(guò)節能(néng)變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必(bì)要時應(yīng)更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的(de)密封性(xìng)。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞(sāi)立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密封(fēng)良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象(xiàng),必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離(lí)開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸(tū)緣和控(kòng)製套(tào)的凹槽之(zhī)間的間(jiān)隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。