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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重(chóng)要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動(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(jù)有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要(yào)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(sāi)泵
結構組成主要有偏心輪(lún)、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向(xiàng)上運動排油(yóu)。泵(bèng)每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥(wò)式柱塞泵是由幾個(gè)柱塞(sāi)(一(yī)般為3個(gè)或6個)並列安裝,用1根曲軸(zhóu)通過連杆滑塊或由偏心(xīn)軸(zhóu)直接推動柱塞做(zuò)往複運動(dòng),實現吸、排液(yè)體的液(yè)壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流裝置,而且大多(duō)為定量泵。煤(méi)礦液壓(yā)支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架提供乳化液,工作原(yuán)理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排(pái)液。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向(xiàng)與缸體中心軸平行的柱(zhù)塞泵(bèng)。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(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到(dào)很高的精度配合,因此容積效(xiào)率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣(qì)壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟(qǐ)動機(jī)器之後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才能操作機械。如果(guǒ)液壓油箱(xiāng)的氣壓不足(zú)時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內(nèi)的(de)滑靴(xuē)造成拉(lā)脫現象,會造成泵體內回程板與壓板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等(děng)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(liú)徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑向泵結構上的特(tè)點(diǎn),固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱(zhù)塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排量大小不同),變量(liàng)行程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操(cāo)縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的(de)響應速度快。徑(jìng)向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須(xū)等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱(xiāng),也有(yǒu)液壓泵(bèng)本身帶有補(bǔ)油分泵向液壓(yā)泵進油口(kǒu)提供(gòng)壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由(yóu)於徑(jìng)向柱塞(sāi)泵屬於一種新(xīn)型的技術含量(liàng)比較高(gāo)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的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵(bèng)是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理(lǐ):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(shòu)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(sāi)與滑(huá)靴球鉸相(xiàng)連,並通過(guò)卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液(yè)的進出通過泵體(tǐ)和配流軸上(shàng)的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開環(huán)控製(zhì)。支承驅(qū)動軸的軸承隻起(qǐ)支承(chéng)作用,不受其他外力的作(zuò)用。液壓係統中:軸向柱塞(sāi)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(sāi)孔都是圓形零件(jiàn),加工時可以達到很高的精度配合;
三、工(gōng)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(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下三個階段(duàn)。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,由凸(tū)輪的升程決定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可(kě)變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油(yóu)行程(chéng)的(de)變化而變(biàn)化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了(le)時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵(bèng)主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機(jī)單缸功率(lǜ)範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需(xū)要。國產係(xì)列噴油泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱塞式噴(pēn)油泵(bèng)的構造和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大(dà)部分組成:分泵、油量調節機(jī)構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈(mò)動小、操(cāo)作方(fāng)便等(děng)特點。廣泛用於生化、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(lǐ)概述
柱塞泵柱塞(sāi)往複運動總行程L是不變的,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是可變的。供(gòng)油開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵(bèng)工(gōng)作時(shí),在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完(wán)成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程(chéng)
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在(zài)彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套(tào)上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油(yóu)孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相(xiàng)通時,泵油室(shì)低壓油路便(biàn)與柱塞頭(tóu)部的中孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,停止供油。此後柱塞(sāi)還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去(qù)後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便(biàn)開始了下一個循環(huán)。柱塞泵(bèng)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(fǎn),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被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續運動(dòng)後就形成了連續供油 。
5、機械使(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先(xiān)把一組柱塞杆(gǎn)外徑修整到(dào)統一尺寸,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;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要求銅外套外(wài)徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采(cǎi)用坐標(biāo)鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀(dāo)修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一(yī)層(céng)硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電(diàn)弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采(cǎi)用補油泵供(gòng)油的柱塞泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每日需對柱(zhù)塞泵檢查1-2次(cì),檢查(chá)液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正常。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,要保持足夠數量的(de)液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重(chóng)要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓(yā)泵內(nèi)部三對磨擦(cā)副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的(de)靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下(xià)來(lái)的軸承,沒有專業檢測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)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(sāi)泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買原廠家(jiā),原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應(yīng)請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精(jīng)度等級和載荷容量(liàng)。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節(jiē),使其工作壓力保持(chí)穩定讓溢流閥施放超出(chū)部分。而電機一直處於全(quán)速運行反(fǎn)複動作,功耗不變(biàn)。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用(yòng)創(chuàng)傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封(fēng)閉,通過(guò)節能變頻器本身自動調整(zhěng)工作壓力,保持工作(zuò)壓力的(de)穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而(ér)節(jiē)省能耗。這種調節方式更大(dà) 優點就是能(néng)降低柱塞泵的運行能耗,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(xiàng),必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況。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(pèi)合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨(mó)損有(yǒu)台階或傷痕現(xiàn)象,必要(yào)時應(yīng)予以更換。
(5)檢查出油閥(fá)副的配(pèi)合(hé)情況。用手(shǒu)指堵住出油閥下(xià)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時,它能自(zì)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(chá)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(tào)的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。