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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(shǐ)密(mì)封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓(yā)油。柱塞泵具有額定壓力高、結構(gòu)緊湊(còu)、效(xiào)率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛(fàn)應用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸(zhū)如液(yè)壓(yā)機、工程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥(wò)式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下(xià)往複運動一次,向下(xià)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,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞(sāi)泵(bèng)是由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆滑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(yè)壓(yā)泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多為定(dìng)量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的(de)旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方(fāng)向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化(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配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油(yóu)型(xíng)液壓泵大都是采用有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱(xiāng),在每次啟動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後(hòu),才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)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與軸配(pèi)流兩大類。閥配流(liú)徑向柱塞泵存在故(gù)障率高、效率低等缺(quē)點。國際上70、80年代發(fā)展(zhǎn)的軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特(tè)點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現(xiàn)的,而定於的更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變(biàn)量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使(shǐ)其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都(dōu)采(cǎi)用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有(yǒu)補油分泵向(xiàng)液壓泵進油(yóu)口提(tí)供壓(yā)力油的。自吸油(yóu)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(fèn)為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的不斷(duàn)加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵應用領域的重要組(zǔ)成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與(yǔ)驅動軸垂直的柱(zhù)塞泵(bèng)。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)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,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉動時,它依(yī)靠(kào)離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動(dòng)時,由於定(dìng)於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的2倍。定(dìng)子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調(diào)節。油液的(de)進出通過泵體和(hé)配流軸上的流道,並由配流(liú)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(fù)的靜壓平衡采取了過平衡壓力(lì)補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力(lì)的(de)作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳(chuán)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孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸上的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(ér)完成泵油(yóu)任務(wù),泵油(yóu)過程可分為(wéi)以下三個階段。結論:通過(guò)上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升(shēng)程決定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大(dà)小取(qǔ)決(jué)於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主(zhǔ)要(yào)有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根(gēn)據柴油機單缸功率範圍對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結(jié)構型式為基礎,再分別(bié)配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量(liàng)不等的噴油泵(bèng),以滿足各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的(de)工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介(jiè)紹(shào)柱塞式(shì)噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和(hé)泵體
為微處理器智能控製,液(yè)晶屏顯示(shì),可與電腦進(jìn)行通訊(xùn),具有工作壓力穩定、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(zú)以上行(háng)業需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的(de)供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。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,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴(pēn)油(yóu)泵凸(tū)輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生(shēng)真空度,當柱塞(sāi)上端麵把柱塞套上(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進(jìn)油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊(biān))與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓(yā)驟然下降(jiàng),出油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速(sù)關閉,停止供油。此後柱塞還(hái)要(yào)上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又(yòu)下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞(sāi)向一(yī)個(gè)方向運(yùn)動時(shí)缸內(nèi)出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個(gè)方向運動時,將液(yè)體壓縮後另(lìng)一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續(xù)供油 。
5、機械使用
柱塞泵(bèng)缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方(fāng)法要求銅外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法(fǎ)如下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)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(rú)下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技(jì)術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵(miàn)熔敷高硬度耐磨合金粉(fěn)末。
五、機械維護
采用補油(yóu)泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對(duì)柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪(lún)邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵(bèng)間隙是(shì)否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液(yè)不得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要(yào)的部件是(shì)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的正常間隙,同時也會破壞各磨擦(cā)副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命(mìng)。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承(chéng)的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器(qì)是無法(fǎ)檢測出軸(zhóu)承的遊隙的,隻能采用目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或(huò)變色,就必須更換。在更換(huàn)軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承大(dà)都采用大載(zǎi)荷(hé)容量軸承,購買原廠家(jiā),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(de)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,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓(yā)力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節壓力和(hé)流量時,有部(bù)分的餘量(liàng)溢流回原係統,從而造成柱塞泵(bèng)存(cún)在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩(wěn)定,自動追蹤設備(bèi)的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這(zhè)種調節方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無(wú)傷痕和(hé)鏽蝕現象,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(zhù)塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在(zài)自身作用下緩慢地下滑(huá)為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密(mì)封性(xìng)。用(yòng)手(shǒu)握住柱塞(sāi)套,兩個(gè)手指堵住(zhù)柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力(lì),放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副(fù)密(mì)封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損有(yǒu)台階或傷痕現象,必要(yào)時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住(zhù)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(duān)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(yóu)閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體(tǐ)和挺柱體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和(hé)控製套的凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控(kòng)製套。