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柱塞泵是液(yè)壓係統的一個重要裝(zhuāng)置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複運動(dòng),使密封工作(zuò)容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高(gāo)和流量(liàng)調節方便等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應(yīng)用於高(gāo)壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液(yè)壓機、工程機(jī)械和船舶中。
機械分類(lèi):
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主要有偏(piān)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(zhù)塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(sāi)(一般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳化液泵一(yī)般都是臥式柱塞泵。乳化液泵(bèng)用於采煤工作麵,為液(yè)壓(yā)支架提供乳化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞(sāi)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(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積(jī)變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配(pèi)合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱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(bèng)大都是(shì)采用有氣壓的油箱,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用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象(xiàng),會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類(lèi)。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑(jìng)向柱塞泵的(de)不足。由於徑向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量(liàng)行程短泵的變量是(shì)在變量柱(zhù)塞和限位柱塞作用(yòng)下,改變定子的偏心距實現的(de),而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根(gēn)據排量大小不同(tóng)),變量行(háng)程很短。且變量機(jī)構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行控(kòng)製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊(jī)能力大幅度提高。
6、液壓(yā)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(yā)油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油(yóu)型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需外力(lì)供(gòng)油。
二(èr)、結構(gòu)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(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵屬於一種新型(xíng)的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱塞泵必(bì)然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重(chóng)要組成(chéng)部分;徑向柱塞(sāi)泵(bèng)是活(huó)塞或柱塞的往複運動方(fāng)向與驅動軸垂直的(de)柱塞(sāi)泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液(yè)壓缸體轉子(zǐ),定子不(bú)受其它橫向(xiàng)作用力。轉子(zǐ)裝在配(pèi)流軸上。位(wèi)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。柱塞與滑靴球鉸相連(lián),並(bìng)通過卡簧鎖定。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內(nèi)表麵上。當轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的2倍。定(dìng)子的偏心距(jù)可由泵體上(shàng)的徑向位置(zhì)相對(duì)的兩個柱塞來(lái)調節。油液的進出通過泵體(tǐ)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(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過(guò)平衡壓(yā)力(lì)補償方法,形成了(le)開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可(kě)以達到很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往(wǎng)複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出(chū)下列(liè)結論
① 柱(zhù)塞往複運動總行(háng)程(chéng)L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的(de)供油(yóu)量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產(chǎn)係列柱塞式噴油泵國(guó)產(chǎn)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(yóu)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(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直(zhí)徑,組成若幹種在一個工作循(xún)環內供油量不等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作(zuò)原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵(bèng)由(yóu)四(sì)大部分組成:分泵、油量調節機構、傳(chuán)動機構和(hé)泵(bèng)體
為微處理器智能(néng)控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦進行(háng)通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化(huà)、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程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決於供油行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變(biàn)的。供(gòng)油開始時刻不隨供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(gǎi)變供油(yóu)量。柱塞泵工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧(huáng)的作(zuò)用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,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
當凸輪的凸(tū)起部(bù)分轉過(guò)去後,在彈簧力(lì)的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞(sāi)上部空間(稱為(wéi)泵油室)產生真空度,當柱塞(sāi)上(shàng)端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上體(tǐ)油道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱(zhù)塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油過(guò)程(chéng)
柱塞向上(shàng)供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時(shí),泵油室(shì)低壓油路(lù)便(biàn)與柱塞頭部的中孔和徑向(xiàng)孔及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)降,出(chū)油閥(fá)在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過(guò)去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱(zhù)塞又(yòu)下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並(bìng)且方向相反,柱塞向一個方向運動時(shí)缸內出(chū)現負壓,這時一(yī)個單向閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓(yā)縮後另一(yī)個(gè)單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵缸體(tǐ)鑲裝(zhuāng)銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝(zhuāng)。首先把一組柱塞(sāi)杆外徑修整到(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(tǐ)加(jiā)溫熱裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)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有溝槽;
(c)缸孔攻(gōng)絲,銅套外徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采用(yòng)研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔(kǒng)。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在(zài)柱塞表麵鍍(dù)一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材(cái)料(liào);
(d)激光(guāng)熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護
采用補油泵供油(yóu)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(yā)泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿(yán)是否有(yǒu)刮傷現象,內(nèi)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(bú)得低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙(xì),則不能保證液壓泵(bèng)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(chéng)油(yóu)膜厚度(dù),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(yòng)壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更(gèng)換新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業(yè)檢測儀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(biǎo)麵有劃痕(hén)或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都(dōu)采用大(dà)載荷容(róng)量(liàng)軸承,購買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的人員(yuán)查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精(jīng)度等級(jí)和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓(yā)力時,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(diàn)機一直處於(yú)全速(sù)運行(háng)反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用(yòng)創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓(yā)力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能(néng)耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能耗(hào),節電(diàn)效果可達30%以上(shàng)。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必(bì)要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況(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,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵(miàn)的進(jìn)油(yóu)口(kǒu)。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓(yā)環帶是否磨損有台階或(huò)傷(shāng)痕現象,必(bì)要時應予以更換。
(5)檢查(chá)出油閥副(fù)的配合情況。用(yòng)手指堵住出(chū)油閥下孔,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,它能自動彈回原位,表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須(xū)更換控製套。