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柱塞泵是(shì)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(zuò)容腔的容積發(fā)生變化來實現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵具(jù)有額定壓力高、結構(gòu)緊湊、效率高和流量調節(jiē)方便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、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(wò)式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞(sāi)泵
結構組成主要有(yǒu)偏心(xīn)輪、柱塞(sāi)、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,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(zhī)與(yǔ)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(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏(piān)心軸(zhóu)直接推動柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用(yòng)閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支(zhī)架係統中的乳化(huà)液(yè)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(jià)提供乳化(huà)液,工作原理(lǐ)靠曲軸的旋轉帶動活(huó)塞做(zuò)往複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的(de)往複運動方向與缸(gāng)體中心軸(zhóu)平行(háng)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(suǒ)產生的容積變化(huà)來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的(de)油(yóu)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,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱(xiāng)的氣壓不足時就(jiù)啟(qǐ)動機器,會(huì)對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回程板(bǎn)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。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故(gù)障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑向柱塞(sāi)泵(bèng)克服了閥(fá)配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高(gāo)。變(biàn)量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故(gù)該泵(bèng)的響應速度快。徑向結(jié)構(gòu)設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵(bèng)靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓(yā)泵(bèng)本身(shēn)帶有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(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於(yú)一種新型的技術含量比較高的(de)高效泵,隨(suí)著國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是(shì)活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形(xíng)的液壓缸體轉(zhuǎn)子,定(dìng)子不受其它橫向作用力。轉子裝(zhuāng)在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過靜壓(yā)平衡的滑(huá)靴緊貼著(zhe)偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸(jiǎo)相連,並通(tōng)過卡簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在(zài)行(háng)程定子上。泵轉動(dòng)時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當(dāng)轉子轉動(dòng)時,由(yóu)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。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻(zhī)起(qǐ)支承作用(yòng),不受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是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積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可以達到(dào)很高的精(jīng)度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上(shàng)的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下(xià)往複運(yùn)動,從而完成(chéng)泵油(yóu)任務,泵油(yóu)過程可分為以下三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。
② 柱塞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(zhì)是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化(huà)。
④ 轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱塞(sāi)式噴油泵國產(chǎn)係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列(liè)。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率範圍對供(gòng)油量的要求不同,以(yǐ)柱(zhù)塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同(tóng)尺(chǐ)寸的(de)柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循(xún)環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原(yuán)理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵(bèng)的構造和工(gōng)作(zuò)原理。柱塞泵由四大部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等行業,滿足以上(shàng)行(háng)業需要連續恒壓、恒流輸送液體的(de)要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小(xiǎo)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(huà)。轉動柱(zhù)塞可改變(biàn)供油終(zhōng)了時刻,從而(ér)改變供油量。柱(zhù)塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以(yǐ)下(xià)兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱(zhù)塞向下運動,柱塞(sāi)上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經(jīng)油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱(zhù)塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔(kǒng)相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,出油閥在彈簧力的(de)作用下迅速關閉(bì),停止供(gòng)油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞(sāi)又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞為原理(lǐ)介(jiè)紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向(xiàng)閥(fá),並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一(yī)個方向運動時,將液體壓縮後(hòu)另(lìng)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
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的(de)方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著(zhe)裝配,這咱方(fāng)法要(yào)求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲(sī),銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝(zhuāng)方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工或機械方法研(yán)磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜(táng)床,重新鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)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:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現(xiàn)液壓缸速度下(xià)降(jiàng)或悶車時,就應該對補油泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓(yā)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(yóu)。液壓(yā)油(yóu)的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的(de)部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內(nèi)部三對磨擦副的正常間隙,同(tóng)時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支(zhī)承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使(shǐ)用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承(chéng)的平均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新(xīn)口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須更換(huàn)。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵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(yī)種品牌,應請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來(lái)調(diào)節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超(chāo)出部分。而電機一直處於全速運行反複動作(zuò),功耗(hào)不變。當采用(yòng)溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘(yú)量溢流(liú)回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無(wú)用功率(lǜ),工作效率低(dī),若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉(bì),通過節能變頻器(qì)本身自動調整(zhěng)工作壓力,保持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自動(dòng)化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節(jiē)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(jiǎn)查(chá)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(pèi)合情況。將柱塞端頭(tóu)插(chā)人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能(néng)在自身作用下緩慢地下滑為(wéi)配合(hé)良好。
(3)檢查(chá)柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻(zhī)手拉出柱塞(sāi),感到有較(jiào)大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即縮回(huí)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(fù)減壓環帶(dài)是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間(jiān)的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸(tū)緣(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製(zhì)套。