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柱塞泵(bèng)是液壓係統的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運(yùn)動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油、壓油(yóu)。柱塞(sāi)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點。
柱塞(sāi)泵被廣泛(fàn)應用於高壓、大(dà)流量和流量需(xū)要調節(jiē)的(de)場合,諸如液壓(yā)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(shì)柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向(xiàng)閥(fá)。柱(zhù)塞與缸體孔(kǒng)之間形成密閉(bì)容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複運動一次,向下運動吸(xī)油,向上運動排油(yóu)。泵每轉一轉排出的(de)油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有(yǒu)關(guān)。
2、臥式(shì)柱塞泵
臥式(shì)柱塞泵是(shì)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)塊或由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液(yè)體的(de)液(yè)壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般(bān)都是臥式(shì)柱(zhù)塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為(wéi)液壓支(zhī)架提供乳化液(yè),工(gōng)作(zuò)原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶(dài)動活塞做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與缸體中心軸平行的柱(zhù)塞(sāi)泵。軸向柱塞泵利用與傳動(dòng)軸平行的(de)柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由(yóu)於柱塞(sāi)和柱塞孔都是圓形零件(jiàn),可以達到很高(gāo)的精度配合,因此容積效(xiào)率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)和自吸(xī)油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱(xiāng),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(yā)油(yóu)箱的氣壓不足時就(jiù)啟動機器(qì),會對液壓泵內的滑靴(xuē)造成拉(lā)脫現象,會造(zào)成泵體內回程板與(yǔ)壓板的非(fēi)正常磨損。
5、徑向(xiàng)式(shì)
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。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,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度(dù)高。變量(liàng)行程短泵(bèng)的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改(gǎi)變定子的偏心(xīn)距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程(chéng)很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響(xiǎng)應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴(xuē)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(de)液壓(yā)油箱,在(zài)每次啟動機器(qì)後(hòu),必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操(cāo)作機(jī)械(xiè)。直軸斜(xié)盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大(dà)都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有(yǒu)補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的自(zì)吸(xī)油能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種(zhǒng)有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的技術含量比較高的高效泵,隨(suí)著國產化的不(bú)斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為柱塞(sāi)泵(bèng)應用領域的重(chóng)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(qū)動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十字(zì)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流(liú)軸上。位(wèi)於轉子中的徑(jìng)向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程(chéng)定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵(miàn)上(shàng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉動時,由(yóu)於定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子的(de)偏(piān)心距可由泵體上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞(sāi)來調節。油液(yè)的進(jìn)出通過(guò)泵體和配流軸上的(de)流道(dào),並(bìng)由配流軸上吸油(yóu)口控製,泵體內產生的(de)液(yè)壓(yā)力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補償方法,形成(chéng)了開環控製(zhì)。支承驅(qū)動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞泵是利用與傳動軸平行(háng)的柱塞在柱塞孔內(nèi)往(wǎng)複運(yùn)動(dòng)所產生的容積(jī)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精度配合;
三、工作階段(duàn)
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(shàng)、下往複(fù)運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油過(guò)程(chéng)可分為以下三個階段(duàn)。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,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變(biàn)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(ér)改變供油量。
四、 國產係列(liè)柱塞式噴油(yóu)泵(bèng)國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴(chái)油機單缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎,再分別配以不同(tóng)尺寸的柱塞直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工(gōng)作循環內供油量不等的噴油泵,以(yǐ)滿(mǎn)足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴(pēn)油泵的工作原理和結構型式(shì)基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作原(yuán)理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具(jù)有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業(yè)需要連續恒壓、恒流輸送(sòng)液體的要求。
1、機械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱(zhù)塞(sāi)往複運動總行程(chéng)L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油(yóu)行(háng)程(chéng),供油行程不(bú)受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而改變(biàn)供油(yóu)量。柱塞泵(bèng)工(gōng)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(pò)使柱塞作上、下往複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個(gè)階段。
2、進油過程
當凸輪的凸(tū)起部分轉過去後(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱(chēng)為泵(bèng)油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵(bèng)上體油道內的(de)柴(chái)油經(jīng)油孔進入泵(bèng)油室(shì),柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞(sāi)上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒(tǒng)上的(de)回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔(kǒng)和徑向(xiàng)孔及斜(xié)槽溝通(tōng),油壓驟然下降,出油閥在彈簧力的作(zuò)用下(xià)迅速關閉,停(tíng)止供(gòng)油。此後柱塞還要上(shàng)行,當凸(tū)輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了(le)下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥(fá),並且方向相反,柱(zhù)塞(sāi)向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單(dān)向閥打(dǎ)開液體被(bèi)吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種(zhǒng)工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)套(tào)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到統(tǒng)一尺寸,再(zài)用1000#以上的砂(shā)紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅(tóng)套(tào)的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷(lěng)凍擠壓,過(guò)盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要(yào)求銅外套(tào)外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工或機械方(fāng)法研磨(mó)修複(fù)缸孔;
(b)采(cǎi)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(diàn)刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗: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末。
五、機械維護
采用補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對(duì)柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵運轉聲響是(shì)否正常。如發(fā)現液壓缸(gāng)速度下降或悶車時,就應該對(duì)補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象(xiàng),內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵(bèng),液壓油箱內(nèi)的油液不(bú)得低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越高,液壓泵的(de)使用壽(shòu)命越長。
柱塞泵最重要(yào)的部件是軸承,如果軸承(chéng)出現遊隙,則不能保(bǎo)證液(yè)壓泵內部三對磨擦(cā)副的正常間隙(xì),同時也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓(yā)支承油膜厚(hòu)度,降低柱塞泵(bèng)軸承的使用壽命。據液壓泵製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用(yòng)壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢(jiǎn)測儀器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目(mù)測,如發現滾(gǔn)柱表麵有(yǒu)劃痕或(huò)變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意(yì)原軸承的(de)英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大都采用大(dà)載荷容量(liàng)軸承,購買原廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持(chí)軸承的精度等(děng)級和載(zǎi)荷(hé)容(róng)量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥(fá)來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和(hé)流(liú)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(lǜ)低,若使(shǐ)用(yòng)創傑節能變(biàn)頻器後,溢(yì)流閥可定它封閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設(shè)備(bèi)的壓(yā)力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種(zhǒng)調節方式更大 優點就(jiù)是能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞(sāi)有無傷痕和鏽(xiù)蝕(shí)現象,必要(yào)時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜(xié)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(wò)住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸(xī)力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時應予以更(gèng)換。
(5)檢查出油(yóu)閥(fá)副(fù)的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用(yòng)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(dòng)彈回原位,表明(míng)出油閥副密封良好(hǎo),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(wéi)0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽(cáo)之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。