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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱(zhù)塞在缸(gāng)體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容積(jī)發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有(yǒu)額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率(lǜ)高和流量調(diào)節方便等優點。
柱塞泵(bèng)被(bèi)廣泛應用(yòng)於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
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(zhù)塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱(zhù)塞(sāi)、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(xīn)輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸(xī)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(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個(gè)或6個)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸直(zhí)接推動柱塞做(zuò)往複運動,實(shí)現吸、排液體的(de)液壓泵。它們也都(dōu)采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架(jià)係統中的乳化液泵一(yī)般都是臥式(shì)柱塞泵。乳(rǔ)化(huà)液泵用於采(cǎi)煤(méi)工作麵,為(wéi)液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞(sāi)做往複運動,實現(xiàn)吸液和(hé)排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞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(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複運動所產生的容積變化來進行(háng)工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,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(kào)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(qì)壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓油箱的(de)氣壓(yā)不足(zú)時就啟動機器,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(liǎng)大類。閥配流徑(jìng)向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺(quē)點。國際(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(xiàng)柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流(liú)徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長(zhǎng)、控製精(jīng)度(dù)高。變量行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(xiàn)的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量(liàng)行程很短。且變量機構設(shè)計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度(dù)快。徑向結構(gòu)設計克服(fú)了如軸向柱(zhù)塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞(sāi)泵(bèng)分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)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(yā)泵進油口提(tí)供壓力油的。自吸油型液壓泵的(de)自吸油能力很強(qiáng),無(wú)需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一(yī)種新型(xíng)的技術含量比較(jiào)高的高(gāo)效泵(bèng),隨(suí)著國產化的不斷加快(kuài),徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱塞(sāi)泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱(zhù)塞的往複運(yùn)動方向與驅動(dòng)軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭(niǔ)矩由驅動(dòng)軸 通過十字聯軸(zhóu)器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫(héng)向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上(shàng)。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(zhe)偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二(èr)個保持環將滑(huá)靴卡在行程定子上(shàng)。泵(bèng)轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複(fù)運(yùn)動(dòng),它的行程為定(dìng)於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體(tǐ)上的徑向位置相對的兩個(gè)柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配(pèi)流軸上的(de)流道,並由配流軸上(shàng)吸(xī)油口控製,泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過(guò)平衡壓力補償方法,形成了開環控製(zhì)。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液(yè)壓係統中(zhōng):軸向(xiàng)柱塞泵是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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達到很高的(de)精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上(shàng)的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上(shàng)、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個(gè)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(tū)輪的(de)升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行(háng)程(chéng),供油行程不受(shòu)凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵國產係(xì)列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以(yǐ)柱(zhù)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,組成若幹種在一個工作循(xún)環內供油量不等的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型(xíng)泵為(wéi)例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大(dà)部分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動(dòng)機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與(yǔ)電腦進行通訊,具有工作壓(yā)力穩定、脈動小、操作方(fāng)便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述
柱塞(sāi)泵柱塞往複運動總行程L是不(bú)變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的(de)供油(yóu)量大(dà)小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的(de)變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供(gòng)油量。柱塞(sāi)泵工(gōng)作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往(wǎng)複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞(sāi)上(shàng)部(bù)空間(稱(chēng)為泵油室)產(chǎn)生真空度,當柱塞上端(duān)麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入(rù)泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱塞頭部的(de)中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作(zuò)用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一(yī)個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一(yī)個(gè)方向運動(dòng)時缸內出現負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向(xiàng)閥被打開,被吸入缸內的液(yè)體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供(gòng)油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可(kě)以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱(zhù)塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺寸,再用(yòng)1000#以上的砂紙拋(pāo)光外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有(yǒu)樂泰(tài)膠(jiāo)粘著裝配,這咱(zán)方(fāng)法要求銅外套外徑表(biǎo)麵(miàn)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(róng)燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工或機械方(fāng)法研磨修複缸孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新(xīn)鏜缸體(tǐ)孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表(biǎo)麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(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(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉(fěn)末。
五(wǔ)、機械維護
采用補(bǔ)油泵供油的(de)柱塞泵,使用3000h後,操作人員(yuán)每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢(jiǎn)查液壓泵運轉聲響是否正常。如(rú)發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷現象,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(yú)油標下限,要保持足夠數量的液壓油。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(shí)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命。據液壓泵製造廠提供的(de)資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來(lái)的軸承(chéng),沒有專業檢測儀(yí)器是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的,隻能(néng)采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠家,原(yuán)規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸(zhóu)承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時(shí),都是通(tōng)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(chū)部分。而電(diàn)機一直處於全速運行反複(fù)動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量(liàng)溢流回原係統,從而(ér)造成柱塞泵存(cún)在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻(pín)器後,溢流閥可定它封閉,通過(guò)節能變頻器本身自(zì)動(dòng)調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設備(bèi)的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查(chá)柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞(sāi)副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能(néng)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的進(jìn)油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回(huí)原(yuán)位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(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(yào)時應予以更換(huàn)。
(5)檢查(chá)出油閥副的配合(hé)情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一(yī)手(shǒu)指將(jiāng)出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺(tǐng)柱(zhù)體。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間的標準間隙為(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)凸緣和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更(gèng)換控製套。