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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置(zhì)。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積(jī)發生變化(huà)來實現(xiàn)吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵(bèng)。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向(xiàng)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(yǒu)關。
2、臥式柱塞(sāi)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根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或由偏心軸直接推(tuī)動柱塞做往(wǎng)複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係統中(zhōng)的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳(rǔ)化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是活塞或柱塞的(de)往複(fù)運動方(fāng)向與(yǔ)缸體中(zhōng)心軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱(zhù)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。由於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率(lǜ)高。
4、直軸斜(xié)盤式
直軸斜盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油(yóu)型兩種(zhǒng)。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(dòng)機(jī)器之後,必(bì)須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械(xiè)。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板(bǎn)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大類(lèi)。閥配流徑向(xiàng)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服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞泵比(bǐ)軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控(kòng)製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱(zhù)塞和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏(piān)心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高(gāo)壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故該(gāi)泵(bèng)的響應速度快。徑(jìng)向結構設計克服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏(piān)磨(mó)的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器後,必(bì)須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸(xī)油型兩種。壓力供(gòng)油(yóu)型(xíng)液壓泵大都采用有氣(qì)壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身帶有(yǒu)補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油(yóu)的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二(èr)、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種新型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(bì)然會成為柱塞泵應用領域的(de)重(chóng)要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞(sāi)或柱塞(sāi)的往複(fù)運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 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)子裝在配流(liú)軸上。位於轉子中(zhōng)的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡簧(huáng)鎖定。二個保持(chí)環將滑靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓力壓在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時,由於定(dìng)於的偏心作(zuò)用,柱塞(sāi)將作往(wǎng)複(fù)運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體(tǐ)上的徑向位置(zhì)相對的兩個柱塞來調節。油液(yè)的進出通過(guò)泵(bèng)體(tǐ)和配流(liú)軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜(jìng)壓平衡的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓(yā)平(píng)衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)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變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加工時可以達(dá)到很高的精度配(pèi)合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪(lún)軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作(zuò)上、下往複(fù)運動,從而完成泵油任(rèn)務,泵油過(guò)程可分為以下三個階段。結論:通過(guò)上述討論,得出下列結論
① 柱塞(sāi)往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行(háng)程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始(shǐ)時(shí)刻不隨供油(yóu)行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油(yóu)泵國產係(xì)列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是(shì)根據柴(chái)油機單缸功率範圍對供油量(liàng)的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心(xīn)距和結構型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在(zài)一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的(de)工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介紹(shào)柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部(bù)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,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈(mò)動小、操作方便等特點。廣泛用於生化(huà)、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓(yā)、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱(zhù)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決於供油行程,供(gòng)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(ér)變化。轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從(cóng)而改變供(gòng)油(yóu)量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進(jìn)油過(guò)程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向(xiàng)下(xià)運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體(tǐ)油道內的柴油經(jīng)油孔進入泵(bèng)油室(shì),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(yóu)路(lù)便(biàn)與柱塞頭部的中(zhōng)孔和徑向孔及斜槽溝通,油(yóu)壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速(sù)關閉(bì),停止供油。此後柱塞還要(yào)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(cǐ)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(yǒu)兩個單向(xiàng)閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸(gāng)內出現(xiàn)負壓,這時一個單向(xiàng)閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱塞向(xiàng)另一個方(fāng)向(xiàng)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(fāng)式(shì)連續(xù)運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換(huàn)銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後,旋入裝配。
熔燒結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”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷(shuā)鍍技術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人(rén)員每日需對柱(zhù)塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。如發現液(yè)壓缸速度下降或悶車時,就應該(gāi)對(duì)補油泵解(jiě)體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿是否有(yǒu)刮傷現象,內齒輪泵間隙(xì)是(shì)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,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵(bèng)最重要的(de)部件(jiàn)是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不(bú)能保(bǎo)證液壓泵內部(bù)三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液(yè)壓(yā)支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用(yòng)壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)檢測(cè)儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發現滾柱(zhù)表(biǎo)麵有劃痕或(huò)變色(sè),就必須更換。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,購買原廠家,原規格(gé)的產品,如果更(gèng)換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的人(rén)員查表對換(huàn),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(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一(yī)直處於全速運行反(fǎn)複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部(bù)分的餘量溢流(liú)回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保(bǎo)持工(gōng)作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節電效果可達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)檢查柱塞副(fù)配合情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑(huá)為配合(hé)良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進油口。用另(lìng)一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,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(chá)出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的(de)配(pèi)合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它(tā)能(néng)自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封(fēng)良好,否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。