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柱塞(sāi)泵是液壓(yā)係統的一個重要(yào)裝置。它(tā)依靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動,使密封工作容腔的容積發生(shēng)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(gāo)壓、大(dà)流量和流量需要調節的(de)場合,諸如液壓機(jī)、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)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(gòu)組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動(dòng)一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接推動(dòng)柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵(bèng)。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),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(cǎi)煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸(zhóu)向式(shì)
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往(wǎng)複運動方向與缸(gāng)體中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(chuán)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的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配(pèi)合(hé),因(yīn)此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤(pán)式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型和自吸(xī)油型兩種(zhǒng)。壓力供油型(xíng)液壓泵大(dà)都是采用有氣壓的(de)油箱(xiāng),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,才能操(cāo)作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥(fá)配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵存在故障(zhàng)率高、效(xiào)率低等(děng)缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱(zhù)塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用(yòng)下,改變定(dìng)子的偏(piān)心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵(bèng)的響應速度快(kuài)。徑向結構(gòu)設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使(shǐ)其(qí)抗衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓(yā)式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱達(dá)到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型兩種。壓(yā)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(fèn)泵向液壓泵進油口提供(gòng)壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能(néng)力很強,無需外力供油。
二、結(jié)構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性的結(jié)構形式的軸(zhóu)向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高(gāo)效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)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,定子不受(shòu)其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。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行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡(kǎ)簧鎖定。二個(gè)保(bǎo)持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力(lì)壓在定於內表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定(dìng)於(yú)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(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油(yóu)液的進出通過泵體和配(pèi)流軸上的流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜(jìng)壓平衡采取了過(guò)平衡壓力(lì)補償方法,形(xíng)成了開環控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞(sāi)泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往(wǎng)複運動所產生的(de)容積變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞泵的(de)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(hé);
三、工(gōng)作階段
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),泵油過程可分為以下三個階(jiē)段(duàn)。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行(háng)程L是不(bú)變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程(chéng)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(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要(yào)有(yǒu)A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功(gōng)率範圍對(duì)供油量的要求(qiú)不同,以(yǐ)柱塞行程(chéng),泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循(xún)環內供油量(liàng)不等的噴油(yóu)泵,以滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產(chǎn)係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。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(lǐ)器智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需要連續恒(héng)壓、恒流輸送(sòng)液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱塞(sāi)每循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨(suí)供油行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改(gǎi)變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱(zhù)塞(sāi)作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓(yā)油(yóu)路便與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在(zài)彈簧力的作用下迅(xùn)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(qù)後(hòu),在彈簧的(de)作用下,柱塞(sāi)又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單(dān)向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個(gè)方向運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打開(kāi)液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向(xiàng)另一個方向運動時,將液體壓縮(suō)後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的(de)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(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更(gèng)換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅(tóng)套低(dī)溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱方法(fǎ)要求銅(tóng)外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸(gāng)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(kǒng);
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采(cǎi)用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨(mó)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(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護(hù)
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞(sāi)泵(bèng)檢(jiǎn)查1-2次,檢查液壓(yā)泵(bèng)運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發(fā)現液壓(yā)缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪(lún)邊沿是(shì)否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵,液壓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(yè)壓油的清潔度(dù)越高(gāo),液壓泵的使用(yòng)壽命(mìng)越長。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不(bú)能(néng)保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同時(shí)也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承(chéng)的平均使用(yòng)壽(shòu)命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸(xiè)下來的軸承(chéng),沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原(yuán)廠家,原規格的產品(pǐn),如果更換另一種品(pǐn)牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的人(rén)員查表對換(huàn),目的是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓(yā)力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作(zuò),功(gōng)耗不變(biàn)。當采(cǎi)用溢流來調(diào)節壓力和流(liú)量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統(tǒng),從而造成柱(zhù)塞(sāi)泵(bèng)存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑(jié)節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓(yā)力的穩(wěn)定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實(shí)現自動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現象(xiàng),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(tào)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)檢查柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞(sāi)副密封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查(chá)出油閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配合情況。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈(dàn)回原位,表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和(hé)挺柱體之間的標(biāo)準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件(jiàn)。
(7)檢查柱塞(sāi)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(kòng)製套。