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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝置。它依靠(kào)柱塞在缸體中往複運(yùn)動(dòng),使密封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構(gòu)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、大流量和流量需要調節(jiē)的(de)場合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。
機(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑(jìng)向(xiàng)柱塞(sāi)泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結(jié)構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與(yǔ)缸體(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(shàng)下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液體積稱為排量,排量(liàng)隻與泵的結構參數有關。
2、臥(wò)式柱塞泵
臥式(shì)柱塞(sāi)泵是由幾個(gè)柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通(tōng)過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為(wéi)定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱(zhù)塞(sāi)泵。乳化液(yè)泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工作原理(lǐ)靠曲軸的旋(xuán)轉(zhuǎn)帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵(bèng)利用與傳動軸平行的(de)柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運(yùn)動(dòng)所產生的容積(jī)變化來進行(háng)工作的。由於(yú)柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可(kě)以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵(bèng)大都是采用有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必(bì)須等液壓油箱達到使用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱(xiāng)的(de)氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉脫現象,會造(zào)成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為閥配流與軸(zhóu)配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等(děng)缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的不足。由(yóu)於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量(liàng)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 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排(pái)量大小不同),變(biàn)量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜(xié)盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型的自吸(xī)油(yóu)型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶有補油分泵向液壓泵進油(yóu)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(wéi)兩種有代表性的(de)結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新(xīn)型的技(jì)術含(hán)量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加(jiā)快,徑(jìng)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(xiàng)柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複(fù)運動(dòng)方向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動(dòng)軸 通過(guò)十字聯軸器 傳(chuán)遞給星形(xíng)的液壓(yā)缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布(bù)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(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將(jiāng)滑靴卡在行程定子上。泵轉動時(shí),它依靠離心力和液壓力壓(yā)在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將作往複運(yùn)動,它(tā)的行程為定於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個(gè)柱塞來調節(jiē)。油液(yè)的進出通過泵體和配流軸上(shàng)的流(liú)道,並(bìng)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(de)表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓力補償方法,形成(chéng)了開環(huán)控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作(zuò)用,不受其他外力的作用。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。由於柱塞泵的柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度(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,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油(yóu)任務,泵油過程可分為以下三個階(jiē)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L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。
② 柱塞每循(xún)環的供(gòng)油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式噴油(yóu)泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是(shì)根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種在一個工(gōng)作循環內供(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需(xū)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(shì)噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分泵、油量調節機(jī)構、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進(jìn)行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行(háng)業需要連續恒(héng)壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大小取(qǔ)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。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸(tū)輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的(de)作用下,迫(pò)使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)作用下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油(yóu)室)產生真空度,當柱塞(sāi)上(shàng)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(yóu)經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止(zhǐ)點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞(sāi)向上供油,當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(yǔ)柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出(chū)油閥在彈簧(huáng)力的作(zuò)用下迅速關閉,停(tíng)止供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)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向閥,並且方向(xiàng)相反,柱(zhù)塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞向另一個方向運動時(shí),將液體壓縮(suō)後另(lìng)一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入(rù)缸內的液體被(bèi)排出。這種工作方(fāng)式連續(xù)運動後就形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采用(yòng)更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅(tóng)套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采(cǎi)有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後(hòu),旋(xuán)入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修(xiū)複(fù)缸(gāng)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(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(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噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金(jīn)粉末(mò)。
五、機械維護(hù)
采用補油(yóu)泵供油的(de)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(yā)泵運(yùn)轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。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(yào)保持(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度(dù)越高,液壓泵(bèng)的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出(chū)現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常間(jiān)隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓支承油膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠(chǎng)提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸(xiè)下來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采(cǎi)用目測,如(rú)發現滾柱表麵有(yǒu)劃痕或變色,就必須更換。在更換軸(zhóu)承時,應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承大都采用大載荷容(róng)量軸承,購買原(yuán)廠家,原規格(gé)的產品,如果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有經驗的人(rén)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(jì)壓力大於需要壓力時,都是(shì)通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機(jī)一直處於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當(dāng)采用(yòng)溢流(liú)來調節壓(yā)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無用功率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力(lì),保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查(chá)柱(zhù)塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用(yòng)下緩慢地下滑為配合(hé)良好(hǎo)。
(3)檢查(chá)柱(zhù)塞副的(de)密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的(de)進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞副密封良好,否則應(yīng)更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損(sǔn)有台階或傷痕現象,必要時應(yīng)予以更換。
(5)檢(jiǎn)查出油閥(fá)副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔(kǒng),用另一手指將出油閥輕輕向(xiàng)下(xià)壓,當(dāng)手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換(huàn)出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間(jiān)的間隙,應為0.02~0.08mm,如(rú)超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。