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柱塞泵是液壓係統的一個(gè)重要(yào)裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中(zhōng)往複運動,使密(mì)封工作(zuò)容腔的容積(jī)發生(shēng)變化來(lái)實現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊(jǐn)湊、效率高和(hé)流量調節方便(biàn)等(děng)優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和流量需要調節的場合,諸(zhū)如液壓機、工程機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與(yǔ)缸體(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動(dòng)排油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞(sāi)泵
臥式柱塞泵是(shì)由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用(yòng)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、排液體的液壓泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的(de)乳化液泵一(yī)般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵(miàn),為液壓支(zhī)架(jià)提供(gòng)乳(rǔ)化液,工作原理(lǐ)靠曲軸的旋(xuán)轉帶動(dòng)活(huó)塞(sāi)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)是活塞(sāi)或柱(zhù)塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向柱塞泵利用與(yǔ)傳(chuán)動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此容(róng)積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜(xié)盤式(shì)柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都是采用有氣壓(yā)的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後(hòu),才能操作機械。如果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就(jiù)啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺(quē)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(de)不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定了軸(zhóu)配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製精度高。變(biàn)量行(háng)程短泵的變量是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於(yú)的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設(shè)計克服了如(rú)軸向柱(zhù)塞泵滑(huá)靴(xuē)偏磨的問題。使其(qí)抗衝擊能力大幅度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油(yóu)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壓後,才能(néng)操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液(yè)壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油(yóu)分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結(jié)構形式的(de)軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術(shù)含量(liàng)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(sāi)泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方(fāng)向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵(bèng)工作原理:驅動扭矩由驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。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(xīn)行程定子(zǐ)。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通(tōng)過卡簧鎖定。二個保持環將(jiāng)滑(huá)靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作(zuò)用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它(tā)的行程為定於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心(xīn)距可由泵體(tǐ)上的徑向位置相對(duì)的(de)兩個柱塞來調節。油(yóu)液(yè)的進出通過泵體和配流軸(zhóu)上的流道,並由配流軸(zhóu)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。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他(tā)外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進(jìn)行(háng)工作的。由於柱塞泵的柱塞和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(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成泵油(yóu)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油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動(dòng)柱(zhù)塞可改變供油終了(le)時刻(kè),從而改變供油量。
四、 國產係列柱(zhù)塞式噴油泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列(liè)。係列化是根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式(shì)為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵的(de)工(gōng)作原理和(hé)結構型式基本(běn)相同,以A型泵為例介紹(shào)柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):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(zuò)壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥(yào)、化工、環保等(děng)行業(yè),滿足以上行業需(xū)要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸(zhóu)控製是可變的。供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。柱塞泵工作時,在(zài)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(dòng),從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室(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(dāng)上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),泵油室(shì)低壓(yā)油路便(biàn)與(yǔ)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(zài)彈簧力(lì)的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去(qù)後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一(yī)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(fāng)向相反,柱塞(sāi)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(gāng)內,柱塞向另一個方向運(yùn)動時,將液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打(dǎ)開,被吸入缸內(nèi)的液體被排(pái)出。這種工作方式(shì)連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
5、機械(xiè)使(shǐ)用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的(de),可以(yǐ)采(cǎi)用更(gèng)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1000#以(yǐ)上的砂(shā)紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷(lěng)凍(dòng)擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒(shāo)結合方式的缸體與銅套,安裝方法如(rú)下:
(a)采(cǎi)用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸孔(kǒng);
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工(gōng)程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐(nài)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、機械維護(hù)
采用補油泵供油的柱(zhù)塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞(sāi)泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就應(yīng)該(gāi)對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊(biān)沿是(shì)否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大(dà)。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(xiàn),要保持(chí)足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越(yuè)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(xiàn)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液壓支承油膜厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超(chāo)過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是(shì)無(wú)法檢測出軸承(chéng)的遊隙的,隻能采(cǎi)用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變色,就必須(xū)更換。在更(gèng)換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字(zì)母和(hé)型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原規格的產品(pǐn),如果更換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表(biǎo)對換,目的(de)是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力(lì)時,都是通過溢流閥來(lái)調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分(fèn)。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用溢流來調節壓力和流量(liàng)時,有部分的餘量溢流回(huí)原係統,從而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥(fá)可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整(zhěng)工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自(zì)動(dòng)化控(kòng)製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更(gèng)大(dà) 優點就是能降低柱塞泵(bèng)的運行能耗,節(jiē)電效(xiào)果可達30%以上。
六(liù)、檢修(xiū)
(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(zhù)塞副配合情(qíng)況(kuàng)。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為(wéi)配合良(liáng)好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的(de)進(jìn)油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明(míng)柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環(huán)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(fá)副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當(dāng)手指離(lí)開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封(fēng)良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱(zhù)體之(zhī)間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。