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柱塞泵是液壓係統(tǒng)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(fā)生變化來實(shí)現吸油、壓(yā)油。柱(zhù)塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效(xiào)率高和流(liú)量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需(xū)要(yào)調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的(de)結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝(zhuāng),用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由(yóu)偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液(yè)泵用於采煤工(gōng)作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液(yè),工作原理靠曲軸的(de)旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現(xiàn)吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。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,因此(cǐ)容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是(shì)采用有氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成拉脫現象,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(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)高、效率低等缺(quē)點。國際上70、80年代發展的軸配流(liú)徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比軸向柱塞泵耐(nài)衝擊、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用(yòng)下,改(gǎi)變(biàn)定子的偏心(xīn)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),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱(zòng),由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快(kuài)。徑向結(jié)構設計克服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓(yā)式
液壓(yā)柱塞泵靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必(bì)須等液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操(cāo)作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓(yā)的(de)油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵(bèng)的自吸(xī)油能力很強,無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種(zhǒng)有代表(biǎo)性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的(de)技術(shù)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域(yù)的重要組成(chéng)部分;徑向柱塞(sāi)泵是活(huó)塞(sāi)或(huò)柱(zhù)塞的(de)往複(fù)運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動(dòng)扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子(zǐ),定子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通過靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉動時,它(tā)依(yī)靠離心力和液壓力壓在(zài)定於內(nèi)表麵上(shàng)。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子的偏心(xīn)距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進出通過泵體和(hé)配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓(yā)平(píng)衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓平(píng)衡采(cǎi)取了過(guò)平衡(héng)壓力補償(cháng)方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅(qū)動軸的軸承隻起支承(chéng)作用(yòng),不受其他(tā)外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化來進行工作的(de)。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件(jiàn),加工時可以達到很(hěn)高的精度配合;
三(sān)、工作階段
工(gōng)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(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的(de)升程決定。
② 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是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞(sāi)式噴油泵國(guó)產係列(liè)柱塞(sāi)泵主要(yào)有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴(chái)油機單缸功率(lǜ)範圍對(duì)供油量的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的(de)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,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型泵為例介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)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(tǐ)
為微處理(lǐ)器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便(biàn)等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每循(xún)環的供油(yóu)量大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的(de)變化而變化。轉動(dòng)柱塞(sāi)可改變供(gòng)油終了時刻,從而(ér)改變供油量。柱塞泵(bèng)工作時(shí),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(shàng)、下(xià)往複運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過(guò)程可分(fèn)為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起(qǐ)部(bù)分轉過去後,在彈(dàn)簧(huáng)力的(de)作用下(xià),柱塞向(xiàng)下運動,柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油(yóu)室)產生真空度(dù),當(dāng)柱塞上端麵把柱塞(sāi)套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上(shàng)行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)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,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一(yī)個循環(huán)。柱塞泵(bèng)以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞(sāi)向另(lìng)一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出(chū)。這種(zhǒng)工作方式連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采(cǎi)用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加(jiā)溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這(zhè)咱方法要求銅外(wài)套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅(tóng)套,安裝方法如(rú)下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔(kǒng)。
采用(yòng)“表麵工程技術”,方法(fǎ)如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴(pēn)塗高(gāo)碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
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(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉聲(shēng)響(xiǎng)是否正常。如發現液壓缸(gāng)速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內(nèi)齒輪(lún)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(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度(dù)越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱(zhù)塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊(yóu)隙,則不能保證(zhèng)液壓泵內部三對磨擦副的(de)正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸(zhóu)承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就需(xū)要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測出(chū)軸(zhóu)承的遊隙的(de),隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵(miàn)有劃痕或變色,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,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原(yuán)廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸(zhóu)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(lì)大於需(xū)要(yào)壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施(shī)放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來(lái)調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無用(yòng)功率,工作效(xiào)率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自(zì)動(dòng)調整工作壓力,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。這種調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞(sāi)有無(wú)傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約(yuē)60°,若柱塞能在自(zì)身作(zuò)用下緩(huǎn)慢地下滑為配(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的(de)密封性(xìng)。用手握住柱塞(sāi)套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸(xī)力(lì),放鬆柱(zhù)塞立即縮回原位(wèi),表明柱塞副密(mì)封良好,否(fǒu)則應更換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減(jiǎn)壓環帶是否(fǒu)磨(mó)損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥副的配(pèi)合情況。用手(shǒu)指堵住(zhù)出油閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自(zì)動彈回原位,表明(míng)出油(yóu)閥副密封良好,否則(zé)應(yīng)更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體和(hé)挺柱體之間的標準間隙(xì)為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和(hé)控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。