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柱塞泵是液壓係統的一個重要(yào)裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要調節的場(chǎng)合(hé),諸如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中。
機械(xiè)分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成(chéng)主(zhǔ)要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與缸體孔之間形成密(mì)閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量,排量隻與(yǔ)泵的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液(yè)泵一般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用(yòng)於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化(huà)液(yè),工作原理靠曲軸的(de)旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中(zhōng)心(xīn)軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到(dào)很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)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,靠氣(qì)壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如(rú)果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機(jī)器,會對液壓泵內的滑靴造(zào)成拉脫(tuō)現(xiàn)象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
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(liú)徑向柱塞泵存在故障率高(gāo)、效(xiào)率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸(zhóu)配流徑向柱塞(sāi)泵克(kè)服(fú)了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱(zhù)塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很(hěn)短。且變量機構設計為(wéi)高壓(yā)操縱,由控製閥進行控製。故該泵(bèng)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(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到(dào)使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤(pán)式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型的自(zì)吸油型(xíng)兩種。壓(yā)力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油(yóu)箱(xiāng),也有(yǒu)液壓泵本身帶有(yǒu)補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。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(sāi)泵分為(wéi)兩種(zhǒng)有代表性的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的(de)高效泵,隨(suí)著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)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(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭(niǔ)矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞(dì)給星形的(de)液壓(yā)缸體轉子,定子不受其它橫(héng)向作用力(lì)。轉子裝在配流(liú)軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行(háng)程定(dìng)子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖(suǒ)定。二(èr)個保持環(huán)將滑(huá)靴卡在行程定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於(yú)的偏心作用,柱塞將作往複運(yùn)動(dòng),它的行程為定於偏(piān)心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵體上的徑向位(wèi)置相對的兩個(gè)柱塞來調節。油液(yè)的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸收。摩擦副(fù)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(zhī)起支承作用,不受(shòu)其他外力的作用(yòng)。液壓(yā)係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)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(jiàn),加工時(shí)可以達到很高的精度配合(hé);
三、工作階段
工作時,在(zài)噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)三個階段。結論: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,由凸輪的升程決定。
② 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(de)。
③ 供油開始時刻不隨供油(yóu)行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油(yóu)終了(le)時刻,從而(ér)改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國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(jù)柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑(jìng),組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油(yóu)泵的工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(yóu)泵的(de)構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成: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,可與電腦進行(háng)通訊,具有工作壓力(lì)穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛(fàn)用(yòng)於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足(zú)以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理(lǐ)概(gài)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(dìng)。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分(fèn)轉過去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱(zhù)塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生(shēng)真空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套(tào)上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油(yóu)過程
柱塞向上供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟(zhòu)然下(xià)降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一(yī)個柱塞(sāi)為(wéi)原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單(dān)向(xiàng)閥,並(bìng)且方向相反,柱塞向一個(gè)方(fāng)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(shí),將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動(dòng)後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸(gāng)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#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用(yòng)坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一(yī)層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金(jīn)粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油泵供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作人員每日需(xū)對柱塞泵檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸(gāng)速度下降或(huò)悶車時,就應該對補(bǔ)油泵解體檢查(chá),檢查葉輪邊沿是(shì)否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵,液壓(yā)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(zhóu)承(chéng),如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破(pò)壞各(gè)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。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的(de)平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口(kǒu)。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的,隻能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更(gèng)換(huàn)軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人(rén)員(yuán)查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等(děng)級和載荷(hé)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(qí)工作壓(yā)力保持穩定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(dòng)作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流量時,有部分的餘量溢流回原係統(tǒng),從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力(lì),保(bǎo)持工(gōng)作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力。實現自動(dòng)化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是(shì)能(néng)降(jiàng)低柱塞泵的(de)運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢(jiǎn)查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人(rén)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(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(shǒu)拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副密封良(liáng)好,否則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨損(sǔn)有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指(zhǐ)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(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過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,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。