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柱塞泵是液壓係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使(shǐ)密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構緊湊、效率高和流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、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(jī)械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵和徑向柱(zhù)塞(sāi)泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運(yùn)動一次,向下運動吸(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(yǔ)泵的結構參數有關(guān)。
2、臥式柱塞泵(bèng)
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆(gǎn)滑塊(kuài)或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都(dōu)采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為定量泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支(zhī)架提(tí)供乳化液,工作原理靠(kào)曲(qǔ)軸的旋轉帶動(dòng)活塞做往複(fù)運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文(wén)名:Piston pump)是(shì)活塞(sāi)或柱塞的(de)往複運(yùn)動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸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(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都(dōu)是圓形零(líng)件,可以達到很高(gāo)的(de)精度配合(hé),因此(cǐ)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(zhǒng)。壓力供(gòng)油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每(měi)次啟動機器之後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如(rú)果液壓油箱的氣(qì)壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體(tǐ)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。閥配流徑向柱塞泵存在故(gù)障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服(fú)了(le)閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞(sāi)泵(bèng)耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程短泵的(de)變量是在變量柱塞和限位柱塞作用(yòng)下,改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了(le)如軸向(xiàng)柱塞(sāi)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(gòng)油的(de)液壓油箱,在每次啟動機器(qì)後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也(yě)有液壓泵(bèng)本身(shēn)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(zì)吸油能力很強,無需外力(lì)供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向(xiàng)柱(zhù)塞泵(bèng);由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著(zhe)國產化的不斷加快(kuài),徑向柱塞泵必(bì)然會成為(wéi)柱塞(sāi)泵應用(yòng)領域的重要組成部分;徑(jìng)向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動(dòng)扭矩由驅動軸 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通過(guò)靜壓平衡的滑靴緊(jǐn)貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並(bìng)通過(guò)卡簧鎖定。二(èr)個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它(tā)依靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)作往複運動,它的行程(chéng)為定於偏心距的2倍。定子(zǐ)的偏心距可由泵體上的(de)徑(jìng)向位置相對的(de)兩個柱塞(sāi)來調節。油液(yè)的進出通過泵體(tǐ)和(hé)配(pèi)流軸上(shàng)的流道,並由配(pèi)流軸(zhóu)上吸(xī)油口控製,泵體內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵(miàn)所吸收。摩擦副的靜壓(yā)平(píng)衡(héng)采取了(le)過平(píng)衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係(xì)統中:軸向柱塞(sāi)泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞(sāi)孔內往複(fù)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精度配合;
三、工作階段
工(gōng)作(zuò)時,在(zài)噴油(yóu)泵凸輪(lún)軸上的(de)凸輪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)以下三個階(jiē)段。結論:通過上(shàng)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(lún)的升程決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行(háng)程,供油行(háng)程(chéng)不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻(kè)不隨供油行程的(de)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(xì)列(liè)柱塞式噴油(yóu)泵國(guó)產係列(liè)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功率範圍對供油量的要求不(bú)同,以柱塞行程(chéng),泵(bèng)缸(gāng)中心距和結構型式為基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工(gōng)作循環內供油量不等的噴(pēn)油泵,以滿足各種柴油機的需(xū)要。國產係列噴油(yóu)泵的工(gōng)作(zuò)原理和結構型式基(jī)本相同,以(yǐ)A型泵為例介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調節機構(gòu)、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(háng)通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作(zuò)方便等特點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥(yào)、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒(héng)壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械原理(lǐ)概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。柱塞每(měi)循(xún)環的供油量大小取(qǔ)決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的(de)。供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(biàn)供(gòng)油量。柱塞泵工(gōng)作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱(chēng)為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把(bǎ)柱塞套上的進(jìn)油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴(chái)油經油孔進入泵油室,柱塞運動到(dào)下(xià)止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(cáo)(停供邊)與(yǔ)套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油(yóu)閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱(zhù)塞還要上(shàng)行,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,在彈簧的作用下,柱塞(sāi)又(yòu)下(xià)行。此時便(biàn)開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一(yī)個方向運(yùn)動時(shí)缸內出現負壓,這時一個單向(xiàng)閥打開液體(tǐ)被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅(tóng)套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱(zhù)塞杆外徑(jìng)修整(zhěng)到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以(yǐ)上的砂紙拋光(guāng)外(wài)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凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法要求銅(tóng)外套外徑表麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外(wài)徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸體(tǐ)與銅套,安(ān)裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方(fāng)法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修複缸體(tǐ)孔。
采(cǎi)用(yòng)“表(biǎo)麵工程技術”,方法如(rú)下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨(mó)材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或電噴塗:噴塗高碳馬氏(shì)體耐(nài)磨(mó)材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維護
采(cǎi)用補油泵供(gòng)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(chē)時(shí),就(jiù)應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿(yán)是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是(shì)否過大。對於(yú)自吸油型(xíng)柱塞泵(bèng),液壓(yā)油箱內的油液不得低於油標下限,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(néng)保證液壓泵內部三對(duì)磨擦副(fù)的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽(shòu)命。據液壓泵製造(zào)廠提供的資料,軸承的平均使(shǐ)用壽命為10000h,超過(guò)此值就需要(yào)更換新口。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀器是無法檢測出(chū)軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表(biǎo)麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原軸承的英(yīng)文(wén)字母和(hé)型號,柱塞泵軸承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對(duì)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(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節(jiē),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(yú)全速運(yùn)行反複(fù)動(dòng)作,功耗不變。當采(cǎi)用溢流來調(diào)節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱(zhù)塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通(tōng)過節能變頻器(qì)本(běn)身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動(dòng)化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞(sāi)泵的運行能耗,節電效果(guǒ)可達(dá)30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查(chá)柱塞(sāi)有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現象,必要時(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插(chā)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(sāi)副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指(zhǐ)堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵(miàn)的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,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(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶(dài)是否磨(mó)損有台階或傷痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出(chū)油閥下孔,用另一手指(zhǐ)將出(chū)油閥輕輕(qīng)向(xiàng)下壓(yā),當手指離開出油閥上(shàng)端時,它能自動彈回(huí)原位(wèi),表明出(chū)油閥副密封良好,否則應更換(huàn)出油閥(fá)副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間(jiān)的(de)標準間隙為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之間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。