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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運動,使密封工作容(róng)腔的容積發生(shēng)變化(huà)來實現吸油、壓油。柱(zhù)塞泵(bèng)具有額定壓(yā)力高、結構(gòu)緊湊、效率(lǜ)高和(hé)流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流(liú)量(liàng)需要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工(gōng)程機械和船舶中(zhōng)。
機械(xiè)分類:
柱塞泵一般分為(wéi)單柱(zhù)塞泵、臥式柱塞泵(bèng)、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)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(xíng)成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運動(dòng)吸油(yóu),向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥(wò)式(shì)柱塞泵
臥(wò)式柱塞泵是由幾個(gè)柱(zhù)塞(一般(bān)為3個(gè)或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直(zhí)接(jiē)推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配(pèi)流裝(zhuāng)置,而(ér)且大(dà)多為定(dìng)量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤(méi)工作麵,為液(yè)壓支架(jià)提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液(yè)和排液。
3、軸向式(shì)
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸(zhóu)向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和(hé)柱塞孔都是(shì)圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤(pán)式
直(zhí)軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器之後,必(bì)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(de)氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對(duì)液壓泵內的滑靴造成拉脫(tuō)現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓(yā)板(bǎn)的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩大(dà)類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際(jì)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不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵(bèng)比(bǐ)軸向柱(zhù)塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變(biàn)量柱塞和限位柱塞作用下,改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(pái)量大小不同),變(biàn)量行程很短。且變量機構設計(jì)為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵(bèng)的響(xiǎng)應速度快(kuài)。徑向結(jié)構設計克服了如(rú)軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓(yā)泵本身帶有(yǒu)補油分泵向液壓泵進油口提供(gòng)壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無(wú)需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性的結構形式的軸(zhóu)向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含(hán)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(chéng)為柱塞泵應用領域的重要組成部分;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。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 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(zhuāng)在配(pèi)流軸上。位於轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著偏心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持(chí)環將滑(huá)靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍(bèi)。定子的偏心距可由(yóu)泵體上(shàng)的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的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(biǎo)麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方(fāng)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(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱(zhù)塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零(líng)件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時(shí),在噴(pēn)油泵凸輪軸上的(de)凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下,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(wéi)以(yǐ)下三個階(jiē)段。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不(bú)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(de)。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供油行(háng)程的變化而(ér)變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。
四、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國產係列(liè)柱塞泵主要(yào)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量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作(zuò)循環內供油(yóu)量不等(děng)的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要(yào)。國(guó)產係列噴(pēn)油(yóu)泵的工作原(yuán)理和結構型式基本相(xiàng)同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作(zuò)原理。柱塞泵由四大部分(fèn)組成: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(píng)顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等(děng)特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)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、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供(gòng)油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。供油開始(shǐ)時刻不(bú)隨供油行程(chéng)的變化(huà)而變化。轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵(bèng)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
當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在(zài)彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真(zhēn)空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充(chōng)滿在油泵上體油道內的柴油經(jīng)油(yóu)孔進入泵(bèng)油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束(shù)
4、回油過程
柱(zhù)塞向(xiàng)上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油(yóu)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(huáng)力的作用下迅速關閉,停(tíng)止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當凸輪的(de)凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理(lǐ)介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱(zhù)塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體(tǐ)壓縮後另一個單向閥被(bèi)打開,被吸入缸(gāng)內的液體被排出。這種工作(zuò)方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞(sāi)泵(bèng)缸體鑲裝銅套(tào)的,可以采用更(gèng)換銅套的方法安(ān)裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的砂紙(zhǐ)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(lěng)凍(dòng)擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采(cǎi)有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外(wài)套外徑表麵(miàn)有溝槽;
(c)缸孔攻(gōng)絲,銅套(tào)外徑加工螺紋,塗樂(lè)泰膠後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合方式的(de)缸體與銅套,安裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術: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料;
(c)熱噴塗或電弧噴(pēn)塗或電噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光(guāng)熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金(jīn)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(jiǎn)查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否正(zhèng)常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度(dù)下降或悶(mèn)車時(shí),就(jiù)應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)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(yú)自吸油型柱塞(sāi)泵,液(yè)壓油箱內的油液不得低於油(yóu)標(biāo)下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長。
柱(zhù)塞(sāi)泵最重要的部件是軸承(chéng),如(rú)果軸承出現遊隙,則不能保證(zhèng)液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞(sāi)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,超過此值就需要更換(huàn)新口。拆卸下(xià)來的軸承(chéng),沒有專(zhuān)業檢測(cè)儀器是無法檢測出軸承的遊(yóu)隙的(de),隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕(hén)或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英(yīng)文字母和型號,柱(zhù)塞(sāi)泵軸承大(dà)都采用大載荷容(róng)量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的(de)人(rén)員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大(dà)於需要壓力時,都是通過溢(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(yǒu)部分(fèn)的餘量溢流回(huí)原係統,從而造成柱塞泵存在無(wú)用功率(lǜ),工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能(néng)變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而(ér)節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低(dī)柱塞泵的運行能耗(hào),節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要時應更換新(xīn)品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩(huǎn)慢地下滑為配合良(liáng)好。
(3)檢查柱塞(sāi)副的密封性。用手(shǒu)握住柱塞套(tào),兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手(shǒu)拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞(sāi)立即縮回原(yuán)位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合情況。用手指堵(dǔ)住出油閥下孔,用另一手(shǒu)指將出油閥(fá)輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈(dàn)回原位,表明(míng)出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查(chá)挺柱體。噴油泵體(tǐ)和(hé)挺(tǐng)柱(zhù)體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則(zé)應更換零(líng)件。
(7)檢查柱塞凸緣和控(kòng)製套的(de)凹槽之間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。