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柱塞泵是液(yè)壓係統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運(yùn)動,使密封工作(zuò)容腔的容(róng)積發生變化(huà)來實現吸油(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便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓(yā)、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工程機械和船舶中。
機(jī)械分類(lèi):
柱塞泵一般分為(wéi)單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧、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(xuán)轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量(liàng)隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個(gè)柱塞(一般(bān)為3個或6個)並(bìng)列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤(méi)工(gōng)作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸(zhóu)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(xiàng)柱塞泵利用與傳動軸平行的(de)柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化(huà)來進行工作的。由於(yú)柱塞和柱(zhù)塞孔都是(shì)圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此(cǐ)容積(jī)效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的(de)油箱,靠氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之(zhī)後,必(bì)須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後(hòu),才能(néng)操作機械。如(rú)果液壓油箱的氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液(yè)壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體內回(huí)程板與壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可(kě)分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結(jié)構上的特(tè)點(diǎn),固定了軸配流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長、控製精度高(gāo)。變量行程短泵的變量是在(zài)變量柱塞和(hé)限位柱塞作(zuò)用下,改變定子的偏(piān)心距實現的,而(ér)定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程(chéng)很短。且變(biàn)量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行(háng)控製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服(fú)了如軸向(xiàng)柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大(dà)幅度提高。
6、液(yè)壓式(shì)
液壓柱(zhù)塞泵(bèng)靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機械(xiè)。直軸(zhóu)斜盤式柱塞(sāi)泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有(yǒu)氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓(yā)泵本身帶有補油分泵向液壓泵(bèng)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(èr)、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩(liǎng)種有(yǒu)代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱(zhù)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,徑向柱塞泵必然(rán)會成為柱塞泵應用領域的(de)重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的(de)往複運動方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於(yú)轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴(xuē)球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在(zài)行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心(xīn)作用(yòng),柱塞將作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流(liú)軸上吸油(yóu)口控(kòng)製,泵體內產生的液壓力(lì)被靜壓(yā)平衡的表麵所吸收。摩擦副的(de)靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力(lì)的作用。液(yè)壓係統中:軸向柱塞泵(bèng)是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔內往(wǎng)複運動所產生的(de)容積變(biàn)化來進行工作(zuò)的。由於柱塞泵的柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱(zhù)塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供(gòng)油量大小取決於(yú)供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪(lún)軸控製(zhì)是可(kě)變的。
③ 供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油(yóu)終了時刻,從而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列(liè)柱塞(sāi)式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單(dān)缸功率範圍對供油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別(bié)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(gòng)油量不等的噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構(gòu)型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹(shào)柱塞式噴(pēn)油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器(qì)智(zhì)能控製,液(yè)晶屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,滿足以上行業(yè)需要連續恒壓(yā)、恒流輸送液體的要求。
1、機(jī)械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。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(zhì)是可變的。供油開始時刻不隨(suí)供油行程的變化而變化(huà)。轉動(dòng)柱塞可改變供油(yóu)終了時刻,從而改變供油量。柱(zhù)塞泵工作時,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(fù)運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油(yóu)過(guò)程可分為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)作用下,柱塞向下運動,柱塞上(shàng)部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進油(yóu)孔打開後,充滿在油泵上體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,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停(tíng)供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),泵油室低壓油路便與柱塞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(zuò)用下迅速(sù)關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪(lún)的凸起(qǐ)部(bù)分轉過(guò)去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便(biàn)開始了下(xià)一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動(dòng)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(pái)出(chū)。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的(de)砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體(tǐ)加溫(wēn)熱裝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(zán)方法要求銅外套外徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺(luó)紋(wén),塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方(fāng)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)電鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨材料(liào);
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材(cái)料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷(fū)高硬(yìng)度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油(yóu)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,檢查液壓泵運轉聲響是否(fǒu)正常。如發現液(yè)壓缸速度下降或悶車時,就應該對(duì)補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是(shì)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(dī)於油標下限,要保持足夠(gòu)數量(liàng)的液壓油。液壓(yā)油(yóu)的(de)清潔(jié)度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常(cháng)間隙,同時也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承的平(píng)均(jun1)使用(yòng)壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專(zhuān)業檢(jiǎn)測儀(yí)器是無法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容(róng)量軸承,購買原(yuán)廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教(jiāo)對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓(yā)力大於需要(yào)壓力(lì)時,都是通過溢流閥來調(diào)節,使其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處(chù)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(shí),有部分的餘(yú)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,若使用創(chuàng)傑節能變(biàn)頻器(qì)後,溢(yì)流閥(fá)可定它封閉(bì),通過節能變頻器(qì)本身自動調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上(shàng)。
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。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合(hé)良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油(yóu)口。用(yòng)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(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能(néng)自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封(fēng)良好(hǎo),否則應更換出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)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(kòng)製套的凹槽之(zhī)間(jiān)的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換控製套。