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柱塞(sāi)泵是液(yè)壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合(hé),諸如(rú)液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械(xiè)分類:
柱塞泵一般(bān)分為(wéi)單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體(tǐ)、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之間形(xíng)成密閉(bì)容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複(fù)運動一次,向下運動吸油,向上運動(dòng)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(gòu)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,用1根(gēn)曲軸通過(guò)連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往(wǎng)複運動(dòng),實現吸、排液體(tǐ)的(de)液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的(de)乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工作原理靠曲軸(zhóu)的(de)旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸(zhóu)向式
軸向(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(zhóu)平(píng)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所產生的(de)容(róng)積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓(yuán)形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,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(gòng)油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都是(shì)采用(yòng)有(yǒu)氣壓(yā)的油箱,靠(kào)氣壓供油的(de)液(yè)壓油(yóu)箱(xiāng),在每次啟(qǐ)動機器之後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果(guǒ)液壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟動機(jī)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(yā)板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分(fèn)為閥配流與軸配流(liú)兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的(de)軸配流徑向柱塞泵克服了(le)閥配流徑向柱塞泵的不足。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塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱(zhù)塞和限位柱塞(sāi)作(zuò)用下,改變定子的偏(piān)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(bú)同),變量行程(chéng)很短。且變量機構(gòu)設(shè)計為高壓操(cāo)縱(zòng),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(zhóu)向柱塞泵(bèng)滑靴(xuē)偏磨的問題(tí)。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的(de)自吸(xī)油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓(yā)泵進油口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油(yóu)能力(lì)很強(qiáng),無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞(sāi)泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一(yī)種新型(xíng)的技術含量比較高的高效泵,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,徑(jìng)向柱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(shì)活(huó)塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與(yǔ)驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓(yā)平衡的(de)滑靴緊貼(tiē)著偏心行程定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它(tā)依靠離心力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵(bèng)體上的徑向位置(zhì)相對(duì)的(de)兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口控製,泵(bèng)體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)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:軸向柱塞泵是(shì)利用與(yǔ)傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工作(zuò)的(de)。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很(hěn)高的(de)精度配合;
三、工作階段
工(gōng)作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而(ér)完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上(shàng)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(chéng)決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受(shòu)凸(tū)輪軸控製是可變的(de)。
③ 供(gòng)油開始時(shí)刻不隨供(gòng)油行程的變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻(kè),從而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量(liàng)的要求不同,以(yǐ)柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工(gōng)作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要(yào)。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞(sāi)泵由四大部分(fèn)組成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)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、醫藥、化工、環保等行業,滿足(zú)以上行業需要連(lián)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(fù)運動總行程L是不變的(de),由(yóu)凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是(shì)可變的。供油開始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作(zuò)用(yòng)下(xià),柱塞向(xiàng)下運動,柱(zhù)塞上(shàng)部空間(稱為泵油室)產(chǎn)生真空度(dù),當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運動到(dào)下止點(diǎn),進油結束
4、回(huí)油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低(dī)壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔和(hé)徑(jìng)向(xiàng)孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)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(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時(shí)缸內出現負壓,這時一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方(fāng)向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動後就(jiù)形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用(yòng)
柱(zhù)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徑修整到統一尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要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,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)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,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀(dāo)修複缸(gāng)體(tǐ)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鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(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:在柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使(shǐ)用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速(sù)度下降或悶車時,就應(yīng)該對補(bǔ)油泵解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對(duì)於自吸(xī)油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越(yuè)高,液壓泵(bèng)的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重(chóng)要(yào)的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同(tóng)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,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)來的軸承,沒有專業檢測儀器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙(xì)的,隻能采(cǎi)用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時(shí),應注意(yì)原軸(zhóu)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,如(rú)果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓(yā)力(lì)大於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來調節,使其工作壓力保持穩定讓(ràng)溢(yì)流閥施放超(chāo)出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時(shí),有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定它封(fēng)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(bèi)的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的(de)運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更(gèng)換新品。
(2)檢查(chá)柱塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞(sāi)頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻手(shǒu)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(zhù)塞(sāi)副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥(fá)副減壓(yā)環帶是否磨損有台階(jiē)或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副(fù)的配合情況(kuàng)。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向(xiàng)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(yóu)閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的標準間隙(xì)為0~0.03mm,如(rú)超(chāo)過(guò)0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控(kòng)製(zhì)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(kòng)製套。