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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。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(biàn)化(huà)來(lái)實現吸油、壓油。柱塞泵具有額(é)定壓力高(gāo)、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(yòng)於(yú)高(gāo)壓(yā)、大流量和流(liú)量需要調節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下(xià)往(wǎng)複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般(bān)為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、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。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,為液壓支架提(tí)供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做(zuò)往複運動,實現吸液(yè)和排(pái)液。
3、軸向式
軸(zhóu)向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複(fù)運動方向與缸體中(zhōng)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複運動所產生的容(róng)積(jī)變化來進(jìn)行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有氣(qì)壓的油(yóu)箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器之後(hòu),必須等液壓油(yóu)箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的(de)氣(qì)壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配(pèi)流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵(bèng)耐衝(chōng)擊、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的(de)偏(piān)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)變量機構設計為高壓(yā)操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓(yā)柱塞泵(bèng)靠氣壓供油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)的自吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)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形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱(zhù)塞泵屬(shǔ)於一種新型的技(jì)術含量比較高的高(gāo)效泵,隨著國(guó)產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向與驅動(dòng)軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用(yòng)力(lì)。轉子裝在配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心行(háng)程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它(tā)依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子(zǐ)轉動時,由於定於的(de)偏心(xīn)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(bèng)體上的徑向位(wèi)置(zhì)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流(liú)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表麵(miàn)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(chéng)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。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在(zài)柱(zhù)塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零(líng)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)輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱(zhù)塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變(biàn)的(de),由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於供(gòng)油(yóu)行程(chéng),供(gòng)油(yóu)行(háng)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(chéng)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量(liàng)。
四、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油(yóu)泵國產(chǎn)係列柱塞(sāi)泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列(liè)化是根(gēn)據柴油機單缸功(gōng)率範(fàn)圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型式為基礎,再(zài)分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作(zuò)循環內供油量不(bú)等的噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)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
為微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示(shì),可與電腦進行(háng)通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)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(lǐ)概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱塞每循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。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變(biàn)供油(yóu)終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作(zuò)時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱(zhù)塞作上、下往複(fù)運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
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(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生(shēng)真空(kōng)度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿(mǎn)在(zài)油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運(yùn)動到下(xià)止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑(jìng)向孔及(jí)斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此(cǐ)後(hòu)柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下(xià)一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單(dān)向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸(gāng)內出現負(fù)壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱(zhù)塞向另一個(gè)方向運動(dòng)時(shí),將液體壓縮後另一個(gè)單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動(dòng)後(hòu)就形成了(le)連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的(de)方法安裝。首先把(bǎ)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(wài)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擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入(rù)裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)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(tàn)馬氏(shì)體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械(xiè)維護
采用補油(yóu)泵供(gòng)油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵(bèng)運轉聲(shēng)響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸速度下降或(huò)悶(mèn)車(chē)時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高,液壓(yā)泵的使用壽命越長。
柱塞(sāi)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(fù)的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資(zī)料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過(guò)此值就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢(jiǎn)測儀器是(shì)無法檢測出軸承(chéng)的遊(yóu)隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載(zǎi)荷容量軸承,購(gòu)買原廠家,原規格的(de)產品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓(yā)力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於(yú)全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調(diào)節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在(zài)無用(yòng)功率,工作效率(lǜ)低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤(zōng)設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更(gèng)大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱塞(sāi)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(zhù)塞(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂端和側麵的(de)進油口。用另一隻手拉出柱塞,感(gǎn)到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷(shāng)痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵(dǔ)住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥上(shàng)端時,它能自動彈回原(yuán)位,表明出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更(gèng)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(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套(tào)的(de)凹(āo)槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。