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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(fù)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(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流量需要調(diào)節的場合,諸(zhū)如液壓機、工程機械和船舶中。
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(sāi)泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸(gāng)體(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵(bèng)每轉一轉排出的(de)油(yóu)液體積稱為排量,排量隻與泵的結(jié)構參數有關。
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(gè))並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複(fù)運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們(men)也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多(duō)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(yè)泵用於采煤工作麵,為液壓(yā)支架提供乳化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平行(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產生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到(dào)很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大(dà)都是(shì)采用有(yǒu)氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後(hòu),必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓(yā)後,才能操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時就(jiù)啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞(sāi)泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑(jìng)向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞(sāi)泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑(jìng)向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程短泵的變量(liàng)是在變量柱塞和限位柱塞作(zuò)用(yòng)下,改變定子的偏心距實(shí)現(xiàn)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。且變量機構設計為高壓操縱,由控(kòng)製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向(xiàng)結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題(tí)。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器(qì)後,必須(xū)等(děng)液壓油箱(xiāng)達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為壓(yā)力供油型的自吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶有補油分泵(bèng)向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸(xī)油(yóu)型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強,無需(xū)外力供油。
二(èr)、結構形式(shì)
柱塞泵分為(wéi)兩種(zhǒng)有代表性的結構(gòu)形式的(de)軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比較高的高效泵,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(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),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(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)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(yóu)泵體上(shàng)的徑(jìng)向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液的(de)進出通(tōng)過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形(xíng)成了開環控製。支承(chéng)驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用(yòng)。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的(de)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(de)。由於(yú)柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以(yǐ)達到(dào)很高的精度(dù)配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞(sāi)作上、下往複(fù)運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下(xià)列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程(chéng)不受凸輪(lún)軸控製是(shì)可變的。
③ 供(gòng)油(yóu)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刻,從而改(gǎi)變供(gòng)油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係(xì)列(liè)柱(zhù)塞泵主要(yào)有(yǒu)A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等(děng)係列(liè)。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範(fàn)圍對供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式(shì)為基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹(gàn)種在一個工作循(xún)環內供油量不等的(de)噴油泵,以(yǐ)滿足各種(zhǒng)柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結(jié)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(fèn)組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構和泵(bèng)體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以(yǐ)上行業需要連續(xù)恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決(jué)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(yóu)開(kāi)始(shǐ)時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞(sāi)可(kě)改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在(zài)彈簧(huáng)力的作用下,柱塞向(xiàng)下運動,柱塞(sāi)上(shàng)部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端(duān)麵(miàn)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油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱(zhù)塞(sāi)上的斜(xié)槽(cáo)(停供邊)與套筒(tǒng)上的回(huí)油孔相通時,泵油(yóu)室(shì)低壓油路(lù)便(biàn)與柱塞頭部的中孔和(hé)徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下迅速關(guān)閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),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(shí)便開始了(le)下一個循(xún)環。柱(zhù)塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向(xiàng)一個方向運動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連(lián)續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套的,可以(yǐ)采用更換(huàn)銅套(tào)的方法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸(gāng)體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫(wēn)冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法(fǎ)要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗(tú):噴塗高碳馬氏體耐(nài)磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日(rì)需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運(yùn)轉聲響是否正(zhèng)常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿是(shì)否有刮傷現(xiàn)象,內齒(chǐ)輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠(gòu)數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果(guǒ)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(gè)磨擦(cā)副的靜液壓支(zhī)承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口(kǒu)。拆(chāi)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,隻能采用(yòng)目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承(chéng)大都采用大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,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(yā)力時,都是通過溢流閥來(lái)調節,使其工(gōng)作壓力保持(chí)穩定讓(ràng)溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若(ruò)使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變(biàn)頻器本身自動調(diào)整工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,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(diào)節方式更大 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(liù)、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(jiǎn)查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端(duān)頭插(chā)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(liǎng)個(gè)手指堵住柱塞頂端和側麵的(de)進油(yóu)口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台(tái)階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥(fá)下孔,用另一手指將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,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(bèng)體(tǐ)和挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞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,必須更換控製套。