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柱塞泵(bèng)是液壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依(yī)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(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率(lǜ)高(gāo)和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用(yòng)於(yú)高壓、大流量和流量需(xū)要(yào)調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞(sāi)與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一(yī)轉(zhuǎn)排出(chū)的油(yóu)液體積稱(chēng)為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥(wò)式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體(tǐ)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(bān)都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架(jià)提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(bèng)(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向與缸體中心(xīn)軸平行的(de)柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱(zhù)塞泵分(fèn)為壓力供油型和自(zì)吸油型兩種(zhǒng)。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,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流(liú)與軸(zhóu)配流兩大類。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(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在(zài)變量柱塞(sāi)和限位柱塞作(zuò)用下,改變定子的偏(piān)心距實(shí)現的,而定於的更(gèng)大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進(jìn)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(mó)的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等(děng)液壓油箱(xiāng)達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。直(zhí)軸(zhóu)斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液(yè)壓泵本身(shēn)帶有補油(yóu)分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的(de)。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
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代(dài)表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞(sāi)泵;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術含(hán)量比較高的(de)高效(xiào)泵,隨(suí)著國產化(huà)的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)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)子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心行程定子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當(dāng)轉子轉動時,由於定於(yú)的偏心作用,柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的(de)徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。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控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開環控製。支(zhī)承(chéng)驅動軸(zhóu)的軸承隻起支承作用,不受其他外力的(de)作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用與傳動軸(zhóu)平行(háng)的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的容積變化(huà)來(lái)進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時(shí)可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從(cóng)而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為(wéi)以下(xià)三個階(jiē)段(duàn)。結論(lùn):通過上述(shù)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(zhù)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(kòng)製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行(háng)程(chéng)的變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變供(gòng)油終了時刻,從而改(gǎi)變供油量(liàng)。
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圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式基(jī)本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱(zhù)塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫(yī)藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變(biàn)的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油(yóu)泵凸(tū)輪軸(zhóu)上的凸輪(lún)與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩(liǎng)個階(jiē)段(duàn)。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進油(yóu)孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體油道(dào)內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞向上(shàng)供(gòng)油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低壓油路(lù)便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑(jìng)向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在(zài)彈簧力的作用下迅速關閉,停止供(gòng)油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行(háng)。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另(lìng)一(yī)個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸(gāng)內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆(gǎn)外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安(ān)裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法(fǎ)研磨修複(fù)缸孔;
(b)采(cǎi)用坐(zuò)標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複(fù)缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,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:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗(tú)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(zhù)塞表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(bèng),使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解(jiě)體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否(fǒu)過大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下(xià)限,要保持足夠數量的液壓油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)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副的正(zhèng)常間隙(xì),同時也會(huì)破(pò)壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜(mó)厚度(dù),降低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液(yè)壓泵製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專(zhuān)業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表(biǎo)麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注(zhù)意原(yuán)軸承(chéng)的英(yīng)文字母和型號,柱塞(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸(zhóu)承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)持軸承(chéng)的精(jīng)度(dù)等(děng)級和載荷容量(liàng)。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來調節(jiē),使其工作壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一直處於全速運行反複動作(zuò),功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和流量時,有部分的餘(yú)量溢流回(huí)原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率(lǜ),工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它(tā)封(fēng)閉,通過節(jiē)能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓力,保持工作(zuò)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(fāng)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(yǐ)上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽(xiù)蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副(fù)配合情況。將(jiāng)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(liáng)好。
(3)檢查(chá)柱塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是(shì)否(fǒu)磨損(sǔn)有台階或傷痕現象,必要(yào)時應予以(yǐ)更換。
(5)檢查(chá)出(chū)油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另(lìng)一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它(tā)能自動彈(dàn)回原位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應(yīng)更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)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(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。