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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞(sāi)在缸體中往複運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生變(biàn)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(liú)量調節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被廣泛應用於高壓、大流量(liàng)和流(liú)量需要(yào)調節的場合(hé),諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要(yào)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。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液體積稱為排量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸直接推(tuī)動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。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。乳化液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為液(yè)壓支架(jià)提(tí)供乳化液(yè),工作原理靠曲軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸(zhóu)平行的(de)柱塞泵(bèng)。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔(kǒng)內往複(fù)運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因(yīn)此(cǐ)容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤(pán)式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型兩種(zhǒng)。壓(yā)力供油型液壓(yā)泵大都(dōu)是采用有氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓(yā)油(yóu)箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械。如果液壓(yā)油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板(bǎn)與壓板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效(xiào)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柱塞(sāi)泵的不足。由於徑向泵結構(gòu)上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比(bǐ)軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行(háng)程短泵的變量是在(zài)變(biàn)量柱塞(sāi)和限位柱塞作用(yòng)下(xià),改變定子的偏心(xīn)距實現的,而定於的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應(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(wèn)題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型(xíng)的自吸油(yóu)型兩種。壓力(lì)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泵進油口提供(gòng)壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)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(jì)術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化(huà)的不斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組成(chéng)部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液(yè)壓缸體(tǐ)轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子(zǐ)裝(zhuāng)在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的(de)行(háng)程為定於偏心距的(de)2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節。油(yóu)液的進出通過泵體和配(pèi)流軸上的流道,並由配(pèi)流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平(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(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運(yùn)動(dòng)所產生(shēng)的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是(shì)圓形零件,加(jiā)工(gōng)時可以達(dá)到很高的精度配合;
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(yòng)下(xià),迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結(jié)論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大(dà)小(xiǎo)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(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(duì)供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再(zài)分別配以不(bú)同(tóng)尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一(yī)個(gè)工作循環內供油量不等(děng)的噴油(yóu)泵(bèng),以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相(xiàng)同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節(jiē)機構、傳動機(jī)構(gòu)和泵體
為微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力(lì)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(yè),滿足以上行(háng)業需要(yào)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(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱(zhù)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(tū)輪軸上(shàng)的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的(de)進油孔打開(kāi)後,充滿在油(yóu)泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回(huí)油(yóu)孔(kǒng)相通時(shí),泵油室低(dī)壓油路(lù)便(biàn)與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力(lì)的作用下迅(xùn)速(sù)關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又(yòu)下(xià)行。此時便開始了(le)下一個循環。柱(zhù)塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打開(kāi)液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運(yùn)動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後(hòu)就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把(bǎ)一組柱塞杆(gǎn)外(wài)徑修整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或銅(tóng)套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法要求銅(tóng)外(wài)套外徑(jìng)表麵有(yǒu)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(tǐ)與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或(huò)機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸刀(dāo)修複缸(gāng)體孔。
采用“表麵工程技術(shù)”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或(huò)電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢(jiǎn)查1-2次(cì),檢查液(yè)壓泵運轉(zhuǎn)聲響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下降或(huò)悶車時,就(jiù)應該對(duì)補油泵解體(tǐ)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(yóu)標下限(xiàn),要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦(cā)副的(de)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(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。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(gèng)換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采(cǎi)用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大(dà)載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品,如果更換另(lìng)一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經(jīng)驗的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度(dù)等級和載荷容(róng)量。
當實際(jì)壓(yā)力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節,使其(qí)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(ér)造成柱塞泵(bèng)存(cún)在無用功(gōng)率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節(jiē)方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。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慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱(zhù)塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮(suō)回(huí)原位,表明柱塞副密封良好,否則(zé)應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能自(zì)動彈(dàn)回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間(jiān)隙(xì)為(wéi)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(zhī)間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。