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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複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調(diào)節方(fāng)便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和流量需要(yào)調節的場合,諸如液(yè)壓機、工程(chéng)機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單(dān)向閥。柱塞與缸體孔之間(jiān)形成(chéng)密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往(wǎng)複運動(dòng)一次(cì),向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油(yóu)液體積稱為排量,排量隻(zhī)與泵(bèng)的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(sāi)(一般為(wéi)3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它(tā)們也都采用閥式配流裝置,而且(qiě)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。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳化液(yè),工(gōng)作原(yuán)理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸(xī)液(yè)和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞泵(英文名:Piston pump)是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向(xiàng)與缸體中心(xīn)軸(zhóu)平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行(háng)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(zuò)的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達(dá)到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤(pán)式柱塞泵分為壓力供油(yóu)型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱(xiāng)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時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,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(zhù)塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配(pèi)流兩大類。閥(fá)配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的(de)軸配(pèi)流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足(zú)。由於徑向泵結(jié)構上的特(tè)點(diǎn),固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子(zǐ)的(de)偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏(piān)心距為 5—9mm(根(gēn)據(jù)排量大小不同),變(biàn)量行(háng)程很短。且變量(liàng)機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製(zhì)。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨(mó)的問題(tí)。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機(jī)器後,必須等(děng)液壓(yā)油箱達到使用氣壓後,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(gòng)油型液壓泵大都采(cǎi)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(jìn)油口提(tí)供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸(xī)油能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱(zhù)塞泵分為兩種有代(dài)表性的結構形式(shì)的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵(bèng);由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比(bǐ)較高的高效泵,隨(suí)著國產(chǎn)化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應(yīng)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向與驅動軸垂直的(de)柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通(tōng)過十(shí)字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)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(xiàng)布置的柱塞,通過靜壓(yā)平衡(héng)的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定子。柱塞(sāi)與滑靴(xuē)球鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持環將滑靴卡在行(háng)程定子(zǐ)上。泵轉動時,它依靠離心力和液(yè)壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子(zǐ)轉動時(shí),由於定於(yú)的偏心作(zuò)用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵(bèng)體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵(bèng)體和配流軸上的流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜壓平衡(héng)的表(biǎo)麵所吸收。摩擦副的(de)靜(jìng)壓平衡采取(qǔ)了過平衡(héng)壓力補(bǔ)償(cháng)方(fāng)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(wài)力的作(zuò)用。液壓係統中:軸向柱塞(sāi)泵是利用與傳動軸平行的柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所(suǒ)產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的精(jīng)度配合;
三、工作(zuò)階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結(jié)論(lùn):通過(guò)上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複(fù)運(yùn)動總行程L是(shì)不變(biàn)的,由凸輪的(de)升程決定(dìng)。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大(dà)小取決於供油行(háng)程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製(zhì)是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油(yóu)機單缸功率範圍對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心距和結構型式為基(jī)礎,再(zài)分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若(ruò)幹種在一個工作(zuò)循(xún)環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油(yóu)機的需要。國產係列噴油泵的工作(zuò)原理和結構型式基本相同(tóng),以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原(yuán)理。柱塞泵(bèng)由四大(dà)部分組成(chéng):分泵、油(yóu)量調節機(jī)構、傳動機(jī)構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化(huà)工、環保等行業,滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流(liú)輸送液體(tǐ)的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸(tū)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(gòng)油行程不受凸輪軸控(kòng)製是可變的。供(gòng)油開始時刻不隨供油行(háng)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(wán)成泵油任務,泵油過程可分為以下(xià)兩個階段。
2、進(jìn)油(yóu)過程
當凸輪(lún)的(de)凸起部(bù)分(fèn)轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油(yóu)經油(yóu)孔進入泵油(yóu)室,柱塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過(guò)程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中(zhōng)孔(kǒng)和徑向孔及(jí)斜(xié)槽溝(gōu)通,油壓驟然下降,出(chū)油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油(yóu)。此後柱塞還要上行,當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單向閥,並且方(fāng)向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出(chū)現負壓,這時一個(gè)單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向(xiàng)另一個方(fāng)向運動時(shí),將液體壓縮後(hòu)另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體(tǐ)被排出(chū)。這種工作方式連(lián)續運動後就形成了連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,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(cùn),再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝(zhuāng)銅套(tào)的三(sān)種方法:
(a)缸體加溫熱裝或(huò)銅套低溫冷凍擠壓(yā),過盈裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)粘著裝配(pèi),這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方(fāng)法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研(yán)磨修(xiū)複(fù)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)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在(zài)柱塞表麵(miàn)熔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,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該(gāi)對補油泵解(jiě)體檢查(chá),檢(jiǎn)查葉輪邊沿是(shì)否有(yǒu)刮(guā)傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞(sāi)泵(bèng),液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量的液(yè)壓油。液壓油的清潔度(dù)越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,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液壓支承油膜厚度,降低柱塞(sāi)泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過(guò)此值就需要更換新口。拆卸下來(lái)的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀(yí)器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表(biǎo)麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時,應(yīng)注意原軸承的英文字(zì)母和型號,柱塞泵軸承大都采用(yòng)大載荷容量軸承,購買原廠(chǎng)家(jiā),原規格(gé)的產品,如果更(gèng)換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗(yàn)的(de)人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時,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(fàng)超出部分。而電機一直處於(yú)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原(yuán)係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後(hòu),溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保(bǎo)持工作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)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 優點就是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果(guǒ)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕(hén)和(hé)鏽(xiù)蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端(duān)頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱(zhù)塞(sāi)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(mì)封性。用手握住柱塞(sāi)套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口(kǒu)。用另一隻手拉出柱塞,感到有(yǒu)較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查(chá)出油閥副減壓環帶是否磨(mó)損有台階或傷(shāng)痕現象,必要(yào)時應予以更換。
(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(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自動(dòng)彈回(huí)原位(wèi),表明(míng)出油(yóu)閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查(chá)挺(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過(guò)0.2mm ,則應更換零(líng)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,必須更換控製套。