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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝(zhuāng)置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容(róng)腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、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。
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,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)輪(lún)旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上(shàng)下往複運動(dòng)一次,向(xiàng)下運動吸油,向(xiàng)上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液(yè)體積(jī)稱為排(pái)量,排(pái)量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵是(shì)由幾個柱塞(一(yī)般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆(gǎn)滑塊(kuài)或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、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(bèng)。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架(jià)提供乳(rǔ)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(pái)液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向(xiàng)與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞泵(bèng)利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔(kǒng)內往(wǎng)複運動(dòng)所產生的容(róng)積變化來(lái)進行工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供(gòng)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(dòng)機器之後,必(bì)須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫(tuō)現(xiàn)象,會造成泵體內回程板與壓板的(de)非(fēi)正常磨(mó)損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、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(kè)服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的(de)不足。由於徑(jìng)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(shòu)命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵的變(biàn)量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變(biàn)定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵(bèng)的(de)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(qí)抗衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶有(yǒu)補油分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(qiáng),無需外力供油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的結構形式的(de)軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然(rán)會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向與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原(yuán)理:驅動扭(niǔ)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。位於轉(zhuǎn)子中(zhōng)的徑向布置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑(huá)靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在(zài)定於內表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體上的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(zhóu)上的流(liú)道(dào),並由(yóu)配流軸(zhóu)上吸油(yóu)口控(kòng)製(zhì),泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩(mó)擦(cā)副的靜壓平衡采取了(le)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承作用,不受其他外力的作用(yòng)。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔(kǒng)都是圓形零件,加(jiā)工時可以達到(dào)很高的精度配合(hé);
三、工作階(jiē)段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動(dòng),從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可(kě)分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過(guò)上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪(lún)的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油(yóu)行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油泵國產(chǎn)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(fàn)圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵(bèng)的工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微(wēi)處(chù)理器智能控製,液(yè)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(zuò)方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,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(zhù)塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每(měi)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製是可(kě)變的。供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化(huà)。轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時(shí)刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空(kōng)間(jiān)(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當(dāng)柱塞上端麵把柱塞套上的進油(yóu)孔打開後,充滿在(zài)油泵上體油道內(nèi)的柴(chái)油經(jīng)油孔(kǒng)進入泵(bèng)油(yóu)室,柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當上行到柱(zhù)塞(sāi)上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時(shí),泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及(jí)斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然(rán)下降,出(chū)油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油。此後柱塞還(hái)要上行(háng),當凸輪的凸起(qǐ)部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱塞向一個(gè)方向運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被(bèi)吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運(yùn)動時,將(jiāng)液(yè)體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸體(tǐ)鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝。首(shǒu)先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套(tào)外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安裝方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,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(shù)”,方法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表(biǎo)麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或(huò)電噴塗:噴(pēn)塗(tú)高碳馬(mǎ)氏體耐(nài)磨材料;
(d)激(jī)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(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每日(rì)需對柱塞泵檢查(chá)1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自吸油型(xíng)柱(zhù)塞泵(bèng),液壓油箱內的油(yóu)液不得低於油標下限,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(shǐ)用壽命越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸(zhóu)承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵內部三對磨(mó)擦副的正常間隙(xì),同時(shí)也(yě)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(mìng)。據液壓泵製造廠提供的(de)資料,軸承(chéng)的平均(jun1)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(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的(de)遊(yóu)隙的(de),隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換(huàn)。在更換軸承時,應(yīng)注意原軸承的(de)英文字母(mǔ)和型號,柱(zhù)塞泵軸(zhóu)承大都采用大載荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原規格的產品(pǐn),如果更換另一種(zhǒng)品牌(pái),應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換,目的是保持軸(zhóu)承(chéng)的精度等級和載荷容量(liàng)。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過(guò)溢流閥來(lái)調節,使其(qí)工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘(yú)量(liàng)溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞(sāi)泵存在無用功率,工(gōng)作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工(gōng)作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修(xiū)
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現(xiàn)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(qīng)斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地(dì)下(xià)滑為配合良好(hǎo)。
(3)檢查(chá)柱塞副的密(mì)封性(xìng)。用手握住柱塞套(tào),兩個手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的(de)吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查(chá)出油閥副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。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將(jiāng)出油閥輕輕向(xiàng)下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封(fēng)良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。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(zhì)套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必(bì)須更換控製套。