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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。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用於高(gāo)壓、大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(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞(sāi)泵、軸向柱塞(sāi)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、兩個單向閥。柱塞與缸體(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵每(měi)轉一轉(zhuǎn)排出(chū)的油液體(tǐ)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(guò)連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥(fá)式配(pèi)流裝置,而且大多為定(dìng)量泵(bèng)。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支架(jià)提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉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(zuò)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(pèi)合,因(yīn)此容積效率高。
4、直軸斜盤式(shì)
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,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(dào)使用氣壓後,才能操(cāo)作機械。如果液壓油(yóu)箱的(de)氣壓不足時就啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴造(zào)成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵(bèng)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(xiàng)柱塞泵克(kè)服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的(de)特點,固定了軸配(pèi)流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵(bèng)比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行(háng)程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程(chéng)很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故該泵的響應(yīng)速度快。徑向結(jié)構(gòu)設(shè)計克服了(le)如(rú)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、液壓式
液壓柱塞泵(bèng)靠(kào)氣(qì)壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵(bèng)本身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(xíng)式(shì)
柱塞(sāi)泵分為兩種有代(dài)表性的結構形式的軸向柱塞(sāi)泵和(hé)徑向(xiàng)柱塞泵;由於徑(jìng)向柱(zhù)塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應用領域(yù)的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作(zuò)原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓(yā)缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉(zhuǎn)子中的徑向(xiàng)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(yǔ)滑(huá)靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓力壓在(zài)定(dìng)於內表麵上。當轉子轉動時(shí),由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的(de)行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可(kě)由泵體上的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並由配流(liú)軸上吸油口控製,泵體內產生的液(yè)壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補(bǔ)償方(fāng)法,形成了開環控(kòng)製。支承驅動軸的軸(zhóu)承隻起支承作(zuò)用,不受其(qí)他外(wài)力的(de)作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞泵(bèng)是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動所產生的容(róng)積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零(líng)件,加工(gōng)時可以達到很高的精度配合;
三(sān)、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成(chéng)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 柱塞往複運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小(xiǎo)取(qǔ)決於供油行程(chéng),供(gòng)油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的(de)變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產係(xì)列柱塞式噴油泵國產係列柱(zhù)塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,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直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的(de)需要。國產係列噴油泵的(de)工作原理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。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
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行(háng)通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛(fàn)用於生(shēng)化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、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行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。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。供油開始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而改變供油量(liàng)。柱塞泵(bèng)工(gōng)作時,在噴油泵(bèng)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(ér)完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
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(yòng)下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生真空(kōng)度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運(yùn)動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,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柱塞(sāi)頭部的中孔和徑向孔及斜(xié)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(tíng)止供油。此後柱塞還要(yào)上行,當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出(chū)現負(fù)壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一(yī)個單向閥被打開,被吸(xī)入缸內的液體被排(pái)出。這種工作(zuò)方式(shì)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(zhuāng)銅套(tào)的,可(kě)以(yǐ)采(cǎi)用(yòng)更換銅套的方(fāng)法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結(jié)合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(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(chóng)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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵(bèng)供油的柱塞泵,使用(yòng)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(shēng)響是否正常(cháng)。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對(duì)補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷(shāng)現象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓(yā)油箱內的油液不得低(dī)於油標下限,要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的(de)清潔度越高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重要的(de)部件是(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則不(bú)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副的靜(jìng)液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供(gòng)的資料,軸承(chéng)的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測(cè),如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原軸承的(de)英(yīng)文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格(gé)的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請(qǐng)教對軸(zhóu)承有經驗(yàn)的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載(zǎi)荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力(lì)時,都(dōu)是通過溢(yì)流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用(yòng)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(zài)無用功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節(jiē)能變頻器(qì)本(běn)身自動調整工作(zuò)壓(yā)力,保(bǎo)持(chí)工作壓(yā)力(lì)的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實(shí)現自動化控製,從而節(jiē)省能耗(hào)。這種調節方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷(shāng)痕和鏽蝕現象(xiàng),必(bì)要(yào)時應更(gèng)換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱(zhù)塞端頭插人柱塞套內(nèi),傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞(sāi)套(tào),兩個(gè)手指堵(dǔ)住柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用另一隻(zhī)手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱(zhù)塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的(de)配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指(zhǐ)將出油閥輕輕(qīng)向下壓,當(dāng)手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封良(liáng)好(hǎo),否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺(tǐng)柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹(āo)槽之間的間(jiān)隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。