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柱塞(sāi)泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作(zuò)容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊(còu)、效率高和流量調節方便等優(yōu)點。
柱塞泵被(bèi)廣泛應用於高壓、大流量和(hé)流量需要調(diào)節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶(bó)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(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結(jié)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(tǐ)孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一(yī)次,向下運動(dòng)吸油,向上運(yùn)動排(pái)油。泵每轉一(yī)轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
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(lián)杆滑(huá)塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且(qiě)大多為定量泵(bèng)。煤礦(kuàng)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,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞(sāi)或柱塞的往複運動方向與(yǔ)缸(gāng)體中心軸平行的柱塞泵(bèng)。軸向(xiàng)柱塞泵利(lì)用與傳動(dòng)軸平行的柱(zhù)塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱(zhù)塞和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的(de)精度配合,因此容(róng)積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油(yóu)箱,在每次啟(qǐ)動機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液壓油箱的氣壓不足(zú)時就啟動機器,會對(duì)液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成(chéng)泵(bèng)體內回程板與(yǔ)壓板的非(fēi)正常磨損(sǔn)。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)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(xiàng)柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐(nài)衝擊、壽命長、控製精度高(gāo)。變量行程短(duǎn)泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用(yòng)下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不(bú)同),變量行程很短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大幅度提(tí)高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供(gòng)油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能(néng)操作(zuò)機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸(xī)油型(xíng)兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補(bǔ)油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的自吸油能力(lì)很強(qiáng),無需外(wài)力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型(xíng)的(de)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(bèng)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(yùn)動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑(jìng)向柱(zhù)塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形(xíng)的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作(zuò)用力。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子(zǐ)中的徑向(xiàng)布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保(bǎo)持環將滑靴卡在行程定子(zǐ)上。泵(bèng)轉動時,它依靠(kào)離心力(lì)和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由泵體上的徑向(xiàng)位(wèi)置相(xiàng)對的兩個柱塞來調節。油液(yè)的進出(chū)通過泵體和配流軸上的流道(dào),並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體內產生的液壓(yā)力被靜(jìng)壓平衡的(de)表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環(huán)控製。支承驅動(dòng)軸的軸承(chéng)隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生(shēng)的容積變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,加工時可以達到很高(gāo)的精(jīng)度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上(shàng)的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油(yóu)過程可分(fèn)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(yùn)動總行程L是不(bú)變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 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。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時刻(kè),從而改變供油(yóu)量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞(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(jù)柴油機單缸功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要(yào)。國產係列噴油(yóu)泵的工(gōng)作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)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(wéi)微處理器智能控製,液晶屏(píng)顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓(yā)力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特點。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機(jī)械原理(lǐ)概述
柱(zhù)塞泵柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每(měi)循環的供(gòng)油量大(dà)小取決於供油行程(chéng),供油(yóu)行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油(yóu)終(zhōng)了時刻(kè),從而(ér)改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以(yǐ)下(xià)兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當凸輪(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞(sāi)向下(xià)運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空(kōng)度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上(shàng)體(tǐ)油道(dào)內的柴油經(jīng)油孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供(gòng)油,當上行到柱塞上的斜槽(停供(gòng)邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然(rán)下(xià)降,出油閥在(zài)彈簧力的作用下(xià)迅速(sù)關閉,停止(zhǐ)供油。此後(hòu)柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介紹(shào),一個(gè)柱(zhù)塞泵上有兩個單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)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(gè)方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向閥被(bèi)打開(kāi),被吸(xī)入缸內的液體被排(pái)出。這種工(gōng)作方式連續運動後就(jiù)形成了連續供油 。
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法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再(zài)用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍(dòng)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(jìng)表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠(jiāo)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(huò)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)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料(liào);
(d)激光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔(róng)敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查(chá)液壓泵運轉聲響是否正常(cháng)。如(rú)發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪(lún)邊沿是否有(yǒu)刮傷現(xiàn)象(xiàng),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於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油(yóu)。液壓油(yóu)的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件(jiàn)是軸(zhóu)承(chéng),如果(guǒ)軸承出(chū)現遊隙,則(zé)不能保證液壓泵內部三對磨擦(cā)副的正常間(jiān)隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓(yā)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,軸承的平均使用壽命為10000h,超(chāo)過(guò)此值就(jiù)需要更換新(xīn)口。拆卸下來的(de)軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的(de),隻能(néng)采用目測,如發現(xiàn)滾柱表麵有劃(huá)痕(hén)或變色,就必(bì)須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸(zhóu)承的英文字母和型號(hào),柱塞泵軸承大(dà)都采(cǎi)用大載荷容量軸(zhóu)承,購買(mǎi)原廠(chǎng)家,原規格的(de)產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有(yǒu)經(jīng)驗的人員查(chá)表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時(shí),都是(shì)通過溢(yì)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。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的餘量溢流回(huí)原係統(tǒng),從而造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑(jié)節能(néng)變頻器後(hòu),溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的(de)壓力。實(shí)現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查(chá)柱塞(sāi)有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個(gè)手指(zhǐ)堵住柱塞頂端和側麵的(de)進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮(suō)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(chū)油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(fá)副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)另(lìng)一手指將出油閥輕(qīng)輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時(shí),它(tā)能自動彈回原位,表明出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。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(yīng)更換零件。
(7)檢查(chá)柱塞凸緣和控(kòng)製套的(de)凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。