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柱塞(sāi)泵是(shì)液壓(yā)係統(tǒng)的(de)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(qiāng)的容積發生變化來實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)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(zhù)塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主(zhǔ)要有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積(jī)。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下(xià)往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用(yòng)1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做(zuò)往複運動,實現(xiàn)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(xì)統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支(zhī)架提供(gòng)乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的(de)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的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸斜(xié)盤式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分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(cǎi)用(yòng)有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為(wéi)閥配流與(yǔ)軸配流兩(liǎng)大(dà)類。閥配(pèi)流徑(jìng)向柱塞泵存在故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱(zhù)塞泵耐衝(chōng)擊、壽命(mìng)長、控製(zhì)精度高。變量(liàng)行程短泵的變量是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不(bú)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(sù)度快。徑向結構設(shè)計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油(yóu)型液壓泵(bèng)大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有(yǒu)液壓泵本(běn)身(shēn)帶有補油(yóu)分泵向液(yè)壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)吸油能力很強,無需外(wài)力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的(de)結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的高效泵(bèng),隨(suí)著國產化的(de)不(bú)斷加(jiā)快,徑向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應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(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定(dìng)子不(bú)受其(qí)它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子(zǐ)轉動時,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。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的(de)兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製(zhì),泵體內(nèi)產生的(de)液壓力被靜壓平(píng)衡的表麵所吸收。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(chéng)作用,不受其他外力的作用。液(yè)壓係統(tǒng)中:軸向柱塞(sāi)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(biàn)化來進(jìn)行工作的。由(yóu)於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達(dá)到很高的精(jīng)度配(pèi)合;
三、工作階段
工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三個(gè)階段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
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(dà)小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵(bèng)國產係列柱(zhù)塞泵主(zhǔ)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量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺(chǐ)寸(cùn)的柱塞(sāi)直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作(zuò)原理和(hé)結構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式(shì)噴油泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊(xùn),具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥(yào)、化工、環保等(děng)行(háng)業,滿足以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
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運(yùn)動(dòng)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(gòng)油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程(chéng)的(de)變化而變化。轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上(shàng)的(de)凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過(guò)去後(hòu),在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下,柱塞(sāi)向(xiàng)下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)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)滿在油泵(bèng)上體油(yóu)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、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上(shàng)的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓(yā)油路便與(yǔ)柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油(yóu)。此(cǐ)後柱(zhù)塞還(hái)要上行(háng),當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞(sāi)為原理介紹,一個(gè)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(gè)單向閥(fá)打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞(sāi)向(xiàng)另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被(bèi)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,可以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱方法(fǎ)要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺(luó)紋(wén),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(rú)下:
(a)采用(yòng)研磨棒,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(xiū)複(fù)缸體(tǐ)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:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)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(rén)員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是(shì)否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞(sāi)泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下限(xiàn),要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵(bèng)最重要的部(bù)件是軸承,如(rú)果軸(zhóu)承出(chū)現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同時也會(huì)破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽命。據液(yè)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(jiǎn)測儀器是無(wú)法檢(jiǎn)測出(chū)軸承的遊隙(xì)的,隻能采用目測,如發現滾柱(zhù)表麵(miàn)有劃痕或變色,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(yòng)大載荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原規格(gé)的產(chǎn)品,如果更換另一種品(pǐn)牌(pái),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載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節(jiē),使其(qí)工作壓力(lì)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(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,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低(dī),若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能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 優點(diǎn)就是能降低柱塞(sāi)泵的(de)運(yùn)行能耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞(sāi)端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若(ruò)柱塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密封性(xìng)。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即(jí)縮回原位,表(biǎo)明柱塞副密封(fēng)良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥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(huàn)。
(5)檢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,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。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)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。