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柱塞泵(bèng)是液壓(yā)係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密(mì)封工(gōng)作容腔的容積發(fā)生變化來實現吸油、壓油。柱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(diǎn)。
柱塞泵被(bèi)廣泛應(yīng)用(yòng)於高壓、大流量(liàng)和(hé)流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑(jìng)向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要有(yǒu)偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與缸體孔之間形成密閉容積。偏(piān)心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油(yóu)液體(tǐ)積稱為排(pái)量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸直(zhí)接推動柱塞(sāi)做(zuò)往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤(méi)礦液壓支架係(xì)統中(zhōng)的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓(yā)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動,實現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞(sāi)或(huò)柱(zhù)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的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動所產(chǎn)生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以(yǐ)達到很(hěn)高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)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(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會對(duì)液壓泵內的(de)滑靴造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回程板與(yǔ)壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞(sāi)泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低(dī)等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的(de)軸配(pèi)流徑向柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足(zú)。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向(xiàng)柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變(biàn)量行程短泵(bèng)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(shí)現的,而(ér)定於的(de)更(gèng)大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,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偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液(yè)壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟動(dòng)機器後(hòu),必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型(xíng)的自吸油(yóu)型兩種。壓(yā)力供(gòng)油型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性(xìng)的(de)結構形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(hán)量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活塞或(huò)柱塞(sāi)的往複(fù)運動方向與驅動軸垂直的柱(zhù)塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作原(yuán)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(zǐ),定子不(bú)受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中(zhōng)的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程(chéng)定(dìng)子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定於的(de)偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動,它的行程(chéng)為(wéi)定(dìng)於偏心距的(de)2倍。定子的偏心距(jù)可由泵體上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來(lái)調節。油(yóu)液(yè)的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流(liú)道,並由(yóu)配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。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(zhī)承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不(bú)受其他外力的(de)作用(yòng)。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達(dá)到很(hěn)高的精度配合;
三、工作階段
工作(zuò)時,在噴油泵(bèng)凸輪(lún)軸上的凸輪與柱(zhù)塞(sāi)彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下(xià)列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻(kè)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(shí)刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主要有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(zhōng)心距(jù)和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組(zǔ)成若幹種在(zài)一個工作循環內供油量不等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要(yào)。國產係(xì)列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞式(shì)噴油(yóu)泵的構造和工作原理(lǐ)。柱塞泵由四大部分組(zǔ)成:分泵、油量(liàng)調節(jiē)機構、傳動機構(gòu)和泵(bèng)體
為(wéi)微處理器智(zhì)能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化(huà)工、環(huán)保等行業,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(chéng)不受凸輪(lún)軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱(zhù)塞(sāi)向下運動,柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱(zhù)塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油(yóu)室(shì),柱塞運動到下止點,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(gòng)邊)與套筒(tǒng)上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作(zuò)用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行。此(cǐ)時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連(lián)續運動後就(jiù)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。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求(qiú)銅(tóng)外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手(shǒu)工或機械方法(fǎ)研磨修(xiū)複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標鏜(táng)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(xià):
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬(yìng)鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴塗高碳(tàn)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(fěn)末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作(zuò)人員每(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解(jiě)體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮(guā)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(xiàn),要保持足(zú)夠數量的(de)液壓油。液壓油(yóu)的(de)清潔度越高,液壓泵(bèng)的使用壽命越長。
柱塞泵最(zuì)重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出(chū)現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也(yě)會破壞各(gè)磨擦副的靜液(yè)壓(yā)支承油(yóu)膜厚度,降低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵(bèng)製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超(chāo)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(de),隻能采用目測,如發現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應注(zhù)意原軸承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果(guǒ)更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查(chá)表對換,目(mù)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,都是通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部分。而電(diàn)機一直處於全速運行反複(fù)動作,功耗不(bú)變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部(bù)分的餘量溢流回原係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓(yā)力,保(bǎo)持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓(yā)力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就是能(néng)降低柱塞泵(bèng)的運(yùn)行能耗(hào),節電效果可達(dá)30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換(huàn)新品。
(2)檢查柱塞副(fù)配合情況。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(huǎn)慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副(fù)的密封性。用手握(wò)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(gǎn)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(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或(huò)傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出油(yóu)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(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱(zhù)塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。