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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(zhōng)往複運(yùn)動,使密封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)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(jī)械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為(wéi)單柱塞泵、臥(wò)式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞(sāi)泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運(yùn)動一次,向下運(yùn)動吸油,向上運動排(pái)油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵(bèng)的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並(bìng)列安(ān)裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)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(wéi)定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提(tí)供乳化液,工作原(yuán)理靠(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞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(zhù)塞(sāi)泵利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容(róng)積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
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是采用有氣壓的油箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣(qì)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(huì)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(fēi)正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配(pèi)流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)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(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑(jìng)向泵結構上的特點,固(gù)定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)柱塞和限位柱塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的,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(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該(gāi)泵的響應(yīng)速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝(chōng)擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次(cì)啟動機器(qì)後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力(lì)供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有(yǒu)氣壓的油箱,也(yě)有液(yè)壓泵本身帶有補油分(fèn)泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞(sāi)泵分(fèn)為兩種有代(dài)表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞泵;由於(yú)徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技(jì)術(shù)含量比(bǐ)較高的高效泵,隨著國產化的不斷加(jiā)快,徑向柱塞(sāi)泵必然(rán)會成為柱塞泵應用領(lǐng)域(yù)的重要(yào)組(zǔ)成部(bù)分;徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方向與驅(qū)動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸(zhóu) 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定(dìng)子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上(shàng)。位於轉子中的徑向布置的柱(zhù)塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑(huá)靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力(lì)和(hé)液壓力壓在(zài)定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程(chéng)為定於(yú)偏心距(jù)的2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的(de)徑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(zhóu)上吸(xī)油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓(yā)力補償(cháng)方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利(lì)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(huà)來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)件,加工時可以達到很高的精度配(pèi)合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞(sāi)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(bèng)油過程可分為以(yǐ)下三(sān)個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大(dà)小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不(bú)隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從(cóng)而(ér)改變供油量。
四、 國(guó)產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列(liè)柱塞泵主要有(yǒu)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(jù)和結構型式為基礎,再(zài)分別(bié)配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑(jìng),組成若幹種在一個工作循環(huán)內供油量(liàng)不等的噴油泵,以滿足各種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵為例介紹柱塞式(shì)噴油泵(bèng)的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可(kě)與電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械(xiè)原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程(chéng)L是不變的,由(yóu)凸(tū)輪的升(shēng)程(chéng)決定。柱塞每(měi)循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,供(gòng)油(yóu)行程不受凸輪軸控製是(shì)可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的(de)變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧的作(zuò)用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下(xià)往複運動,從而完(wán)成泵(bèng)油任務,泵(bèng)油過程(chéng)可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油(yóu)過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止點,進油結(jié)束
4、回油過程
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(huí)油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑(jìng)向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,出(chū)油閥在彈簧力的(de)作用下迅速關(guān)閉,停止供油。此後(hòu)柱塞還要上行(háng),當凸(tū)輪的凸(tū)起部(bù)分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)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出現負壓,這時一個單向閥(fá)打開液體被吸入(rù)缸內,柱(zhù)塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單(dān)向閥被打開,被吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方(fāng)式連續運動(dòng)後就形成了(le)連續(xù)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(de)方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要(yào)求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工螺紋,塗(tú)樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(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(sāi)表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)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耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的(de)柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓(yā)缸速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢查(chá),檢查(chá)葉輪邊(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵,液(yè)壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液(yè)壓油(yóu)的清潔度越高,液壓泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不能(néng)保證液壓泵內部三對(duì)磨擦副的正常(cháng)間(jiān)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(chéng)的使用壽命。據(jù)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測出軸承的遊隙(xì)的,隻(zhī)能采用目測,如發現(xiàn)滾(gǔn)柱表麵(miàn)有(yǒu)劃(huá)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(zhù)塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如(rú)果更換另一種品(pǐn)牌,應(yīng)請教對軸(zhóu)承有經驗的(de)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(yú)需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持(chí)穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和流量時,有部分(fèn)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(shǐ)用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定(dìng)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(yā)力的穩(wěn)定(dìng),自(zì)動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而(ér)節省能耗。這(zhè)種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配(pèi)合情況(kuàng)。將柱塞端頭插(chā)人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。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,放鬆柱塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密封(fēng)良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出(chū)油閥下孔,用另一手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封良好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴(pēn)油泵體和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。