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柱塞泵是液壓係(xì)統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體(tǐ)中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)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(yīng)用於高壓、大流量和流量需要(yào)調節(jiē)的場合,諸(zhū)如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱(zhù)塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,向下(xià)運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的(de)油液體積稱為排(pái)量,排(pái)量隻與泵的結(jié)構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式(shì)柱塞(sāi)泵是(shì)由幾個柱塞(一般為3個(gè)或6個)並列安(ān)裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液(yè)壓泵。它(tā)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液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋(xuán)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(bèng)(英文名:Piston pump)是(shì)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(yǔ)傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動(dòng)所產生的容積變化(huà)來進行工作的。由(yóu)於柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以達到很高的精(jīng)度配合,因(yīn)此(cǐ)容積效(xiào)率(lǜ)高。
4、直軸斜盤式
直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油(yóu)型和自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓泵大都是采用有氣壓的油(yóu)箱(xiāng),靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器(qì)之後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉(lā)脫現(xiàn)象(xiàng),會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱(zhù)塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高(gāo)、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(liú)徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結(jié)構上的(de)特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變量柱塞(sāi)和(hé)限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實現的,而定於的(de)更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小不同(tóng)),變量行程很短。且(qiě)變量機(jī)構設計為高壓操縱,由控製(zhì)閥進行控製。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵滑靴偏磨的(de)問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠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(qì)壓後,才能(néng)操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液(yè)壓泵大都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓(yā)泵的自(zì)吸油能力很強,無需外力供油。
二、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向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)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,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由(yóu)驅(qū)動軸 通過十(shí)字聯軸器 傳(chuán)遞給星形的液壓缸體轉子,定子不(bú)受(shòu)其它橫向作用力(lì)。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上(shàng)。位於(yú)轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球(qiú)鉸相連,並(bìng)通(tōng)過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱(zhù)塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於(yú)偏心(xīn)距的2倍。定(dìng)子的偏心(xīn)距可(kě)由(yóu)泵體上(shàng)的徑(jìng)向位置相對的兩個柱塞(sāi)來調節(jiē)。油液的(de)進出通過泵體和配流軸上的流道,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(cā)副的(de)靜壓(yā)平衡采取了過平衡壓(yā)力(lì)補(bǔ)償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓(yā)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(biàn)化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),加工時可(kě)以達到很(hěn)高的(de)精(jīng)度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可(kě)分為以下(xià)三個階段(duàn)。結論(lùn):通過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大(dà)小取決於供油行程,供(gòng)油行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)的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式(shì)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(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為(wéi)基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個(gè)工作循(xún)環(huán)內供油量(liàng)不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的需要(yào)。國(guó)產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴(pēn)油泵的(de)構造和工作原理(lǐ)。柱塞(sāi)泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可與電腦進行通(tōng)訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛用於(yú)生化(huà)、醫藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械(xiè)原理概述
柱塞泵(bèng)柱塞往複(fù)運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。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(shì)可變的。供油開始(shǐ)時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了(le)時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱(zhù)塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動(dòng),柱塞上(shàng)部空(kōng)間(稱為泵油室)產(chǎn)生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔(kǒng)打開(kāi)後,充滿在油泵上體油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝(gōu)通,油壓驟然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下(xià)迅速關閉,停止供(gòng)油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的凸(tū)起(qǐ)部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞(sāi)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(yī)個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向(xiàng)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內,柱塞向另(lìng)一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成(chéng)了(le)連續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,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(xiū)複缸孔;
(b)采用(yòng)坐(zuò)標鏜(táng)床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷(shuā)鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏(shì)體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每(měi)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(cháng)。如發現液壓缸(gāng)速度下降或(huò)悶車(chē)時(shí),就應該對補油泵解(jiě)體(tǐ)檢查,檢查葉輪邊沿(yán)是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內(nèi)的油液不得(dé)低於油標下(xià)限,要保持足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承(chéng),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的資料,軸承(chéng)的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下(xià)來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測(cè)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(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英(yīng)文字母(mǔ)和型號,柱塞泵(bèng)軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家,原規格的產(chǎn)品(pǐn),如果更換另一種(zhǒng)品牌,應(yīng)請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承(chéng)的精度等(děng)級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時(shí),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。而電機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢(yì)流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘(yú)量溢流回原係統,從而(ér)造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效(xiào)率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定(dìng)它(tā)封閉,通(tōng)過節能變頻(pín)器本(běn)身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六(liù)、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞(sāi)端(duān)頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂端(duān)和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副密封良好(hǎo),否則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油閥上端時,它(tā)能自動彈回原位,表(biǎo)明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油泵體(tǐ)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(de)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。