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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要(yào)裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔(qiāng)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(yōu)點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流量需要調節(jiē)的場(chǎng)合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往(wǎng)複運動一(yī)次,向下(xià)運動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連(lián)杆滑塊或由偏(piān)心軸直接推動(dòng)柱塞做(zuò)往複運(yùn)動,實現吸、排(pái)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泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸(zhóu)的(de)旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方(fāng)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(wǎng)複運動所產生的容積變化來進行工作(zuò)的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達(dá)到很高(gāo)的精(jīng)度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和(hé)自(zì)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(qǐ)動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液(yè)壓(yā)泵內(nèi)的滑(huá)靴造成拉脫現象,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(lèi)。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年(nián)代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵的不足。由於徑(jìng)向泵(bèng)結(jié)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(zhǎng)、控製(zhì)精度高。變量行程短泵的變量是在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏(piān)心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏心距為 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(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向柱塞(sāi)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(bèng)靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩(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(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)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(zhóu)向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然(rán)會成為(wéi)柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵是活塞或(huò)柱塞的(de)往複運動方向(xiàng)與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十(shí)字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定子不受其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子(zǐ)中的(de)徑向布置(zhì)的柱塞(sāi),通過靜壓(yā)平衡的滑靴緊(jǐn)貼著(zhe)偏心行程定子。柱(zhù)塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖(suǒ)定。二個保持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵轉(zhuǎn)動時,它(tā)依靠離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當(dāng)轉子轉動時,由於定於的偏(piān)心(xīn)作用,柱塞(sāi)將作往複運動,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置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油(yóu)液的進出通過泵體(tǐ)和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產(chǎn)生的液壓力被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(fāng)法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中(zhōng):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(dòng)所(suǒ)產生的(de)容積變化(huà)來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時(shí),在噴油泵凸(tū)輪軸上(shàng)的凸輪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(wéi)以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱(zhù)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取決於供油行程,供油行(háng)程不受(shòu)凸輪軸控製是可變(biàn)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,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係列(liè)柱塞式噴油泵國產係列(liè)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(tóng),以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結(jié)構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵(bèng)的構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組(zǔ)成:分泵、油(yóu)量(liàng)調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環(huán)保等行業(yè),滿足以上行業(yè)需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液體的要求(qiú)。
1、機(jī)械(xiè)原理概述
柱塞泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定(dìng)。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(shì)可(kě)變的。供油開始時刻不隨供油(yóu)行程的(de)變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸(tū)輪(lún)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
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞(sāi)向下運動,柱(zhù)塞上部空(kōng)間(jiān)(稱為泵油室)產(chǎn)生(shēng)真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)的(de)進油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體油道(dào)內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下(xià)止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回(huí)油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜(xié)槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈(dàn)簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後(hòu)柱塞(sāi)還要上行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一(yī)個柱塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞向一個方(fāng)向運動(dòng)時缸內出現負壓,這時一個單向閥(fá)打開液體(tǐ)被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運(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(lián)續運動後(hòu)就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以(yǐ)采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠(jiāo)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,銅套外徑加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如(rú)下:
(a)采用研磨棒,手工(gōng)或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重(chóng)新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(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(biǎo)麵熔敷高硬度耐磨合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員(yuán)每(měi)日需(xū)對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是(shì)否正常。如發現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查(chá),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標下(xià)限,要保持足(zú)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(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保(bǎo)證液壓泵內部三對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破(pò)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(yòng)壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發(fā)現滾柱表(biǎo)麵有(yǒu)劃(huá)痕或變色,就必(bì)須更換。在(zài)更換軸承時,應注(zhù)意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教(jiāo)對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承(chéng)的精度等級和載荷容(róng)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作,功(gōng)耗不變(biàn)。當采用溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率低,若使用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動(dòng)化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是(shì)能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電效果可達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(gèng)換新(xīn)品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合情況。將柱(zhù)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(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副(fù)的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個(gè)手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)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(yóu)閥(fá)下孔,用另一手指將(jiāng)出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥(fá)副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱(zhù)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(chá)柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。