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柱(zhù)塞(sāi)泵是液壓係統的一個(gè)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。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(bèng)被廣泛應用於高壓、大流(liú)量(liàng)和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機(jī)械和船(chuán)舶中。
機械(xiè)分類(lèi):
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)輪(lún)旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動(dòng)排油。泵每轉(zhuǎn)一轉排出的油液(yè)體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個(gè))並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆滑塊或(huò)由(yóu)偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的(de)液壓(yā)泵。它們也都采用閥式(shì)配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架(jià)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(méi)工作麵,為液壓支架提供乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生(shēng)的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達(dá)到很(hěn)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(sāi)泵(bèng)分(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都是采(cǎi)用有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓(yā)供(gòng)油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機(jī)器之後,必須等(děng)液壓油(yóu)箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉(lā)脫現象,會造成(chéng)泵體內回(huí)程板與壓板的非正常磨損(sǔn)。
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(gāo)、效率低等(děng)缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服(fú)了閥配流徑向柱塞(sāi)泵的不足。由於徑向泵結構上的特點(diǎn),固定了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱(zhù)塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,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(qiě)變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度快(kuài)。徑向結(jié)構設計克服了(le)如軸向柱塞泵(bèng)滑(huá)靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝(chōng)擊能力大幅度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機(jī)器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵(bèng)本(běn)身帶有(yǒu)補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自(zì)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構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由(yóu)於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的(de)技術含量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應(yīng)用領域的(de)重要組成部分;徑向(xiàng)柱塞泵是活(huó)塞或柱塞(sāi)的往(wǎng)複運動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵(bèng)。徑向柱塞(sāi)泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其(qí)它橫向作用力。轉子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑靴緊(jǐn)貼(tiē)著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環(huán)將滑(huá)靴卡在行程定(dìng)子上。泵轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的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(zhù)塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵(bèng)體內產生的液壓(yā)力被靜(jìng)壓平(píng)衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動軸的軸承隻起(qǐ)支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的(de)柱塞(sāi)在(zài)柱塞(sāi)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(hé)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、工作階段
工作時,在噴油泵凸(tū)輪軸上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫(pò)使柱塞(sāi)作上、下往(wǎng)複(fù)運動,從而完成泵(bèng)油任(rèn)務,泵油過程可分(fèn)為以下三個階段。結論(lùn):通過上述(shù)討(tǎo)論,得(dé)出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的(de),由(yóu)凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取(qǔ)決於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可變(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。係列化是根據柴油機單缸功率範(fàn)圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循(xún)環內供油量不等的噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的(de)工作原理和結(jié)構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵(bèng)、油量(liàng)調節機構、傳動(dòng)機構和泵(bèng)體
為微處理器智能(néng)控製(zhì),液晶屏顯示,可與電腦(nǎo)進行通訊,具(jù)有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛用於生化(huà)、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求(qiú)。
1、機械原理概述
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。柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化(huà)。轉動柱(zhù)塞可改變供油終了(le)時刻,從(cóng)而改變供油量。柱塞泵工作時,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(rèn)務(wù),泵油過程可(kě)分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的(de)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(yùn)動到下止點,進油結束
4、回(huí)油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞(sāi)上的斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通時,泵油室低(dī)壓油路便與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞(sāi)又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一(yī)個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運動時缸內出現負壓,這時一個單(dān)向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入(rù)缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法(fǎ)安(ān)裝。首先(xiān)把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂(shā)紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套外徑表麵有溝槽(cáo);
(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,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用(yòng)“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層(céng)硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐(nài)磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五(wǔ)、機械維護
采用補油泵供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否(fǒu)正常。如發現液壓缸(gāng)速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉(yè)輪邊沿(yán)是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液(yè)不得低於油(yóu)標下限,要保持足夠數量的液(yè)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,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常(cháng)間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓支承(chéng)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資料,軸(zhóu)承的(de)平均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有(yǒu)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(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時(shí),應注意原軸承的英文字母和(hé)型號,柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另(lìng)一種品牌,應(yīng)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和載荷(hé)容量。
當實際(jì)壓力(lì)大(dà)於需(xū)要(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流(liú)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。當采用(yòng)溢流來(lái)調節壓力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動(dòng)追蹤設備的壓力。實(shí)現自動化控製,從(cóng)而節省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達(dá)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(huàn)新品(pǐn)。
(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)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手(shǒu)拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密封良好(hǎo),否則應更換柱塞副。
(4)檢(jiǎn)查(chá)出(chū)油閥(fá)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(fá)副的配合情況。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則(zé)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(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製(zhì)套(tào)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(zhì)套。