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柱塞泵是液壓係統(tǒng)的一個重要(yào)裝置。它依靠柱塞在(zài)缸體中往複(fù)運動,使密封工作容(róng)腔的(de)容積發生變化來(lái)實(shí)現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大流量和(hé)流量需要(yào)調節(jiē)的場合,諸如液壓機、工程機(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(bèng)、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈(dàn)簧、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成密(mì)閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直接推動柱塞做(zuò)往複運動,實現吸、排(pái)液體的液壓泵。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(zhōng)的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液(yè)泵用於(yú)采煤工作麵,為液(yè)壓(yā)支架提供乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱(zhù)塞(sāi)泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複(fù)運動方向與(yǔ)缸(gāng)體(tǐ)中心軸平行的柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔(kǒng)內往(wǎng)複(fù)運動所產生的容積變(biàn)化來進行工作的。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合(hé),因(yīn)此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞(sāi)泵分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采(cǎi)用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每(měi)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(yè)壓(yā)油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會對液壓泵內(nèi)的(de)滑靴造成拉脫現象,會造成泵體(tǐ)內回程板與壓板的非正(zhèng)常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥(fá)配流與軸(zhóu)配流兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存(cún)在故障率高、效率低等缺點。國(guó)際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵(bèng)克服了閥(fá)配流(liú)徑向柱塞泵的(de)不足(zú)。由於(yú)徑(jìng)向泵結(jié)構上(shàng)的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比(bǐ)軸向柱塞泵耐(nài)衝擊(jī)、壽命長、控製精度高。變量行程短(duǎn)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(dìng)於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量(liàng)行程很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控製。故(gù)該泵的響(xiǎng)應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝(chōng)擊能力大幅(fú)度提高。
6、液壓式
液壓柱(zhù)塞泵靠氣(qì)壓供油(yóu)的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到使(shǐ)用氣壓(yā)後,才能操作機(jī)械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型的(de)自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的油箱,也有液壓泵本(běn)身帶有補油分泵向液(yè)壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油(yóu)型液壓泵的(de)自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分(fèn)為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和(hé)徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱(zhù)塞泵(bèng)屬於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨(suí)著(zhe)國產化的不斷加快,徑向(xiàng)柱塞泵必然(rán)會成(chéng)為柱塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)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:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的(de)液壓缸體轉子,定子不受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的(de)柱塞,通(tōng)過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程(chéng)定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依(yī)靠離心(xīn)力和液(yè)壓力壓在定於內表麵上(shàng)。當轉子(zǐ)轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的(de)徑向位置相對的兩個柱塞來調節(jiē)。油液(yè)的進出通過泵體和(hé)配流軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口(kǒu)控製,泵體內產生的(de)液壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸收。摩擦副(fù)的靜壓平衡采取了過平衡(héng)壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中: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(zhù)塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加(jiā)工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪(lún)與柱(zhù)塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為(wéi)以下三(sān)個階段。結論:通過上(shàng)述討論(lùn),得出下(xià)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(chéng)不(bú)受凸輪軸控製是可變的(de)。
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(gǎi)變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要(yào)求(qiú)不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和結構型式(shì)為(wéi)基礎,再分別配(pèi)以不同尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足(zú)各種(zhǒng)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(tóng),以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工(gōng)作原理。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(chù)理器智(zhì)能控製,液晶(jīng)屏顯示(shì),可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工作(zuò)壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流輸(shū)送液體的要求。
1、機械(xiè)原理概述(shù)
柱塞(sāi)泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供油行程(chéng)的變化而變化。轉動柱塞(sāi)可改變供油終了時刻,從而(ér)改變供油量。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(yòng)下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動(dòng),從而完(wán)成(chéng)泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後(hòu),在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打(dǎ)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
柱塞向上供(gòng)油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的(de)回油孔相通時,泵油室(shì)低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下(xià)降,出油閥在彈簧力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一個方向(xiàng)運動時(shí)缸內出現負壓,這時一(yī)個單(dān)向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另(lìng)一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體(tǐ)被排出。這種工作方式連續運(yùn)動後就形成了連(lián)續(xù)供(gòng)油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲(xiāng)裝銅套的,可以采用更換銅套(tào)的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的(de)三種方法:
(a)缸體加溫熱裝(zhuāng)或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠(jiāo)後(hòu),旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安(ān)裝(zhuāng)方法如下:
(a)采用研磨(mó)棒,手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜(táng)床,重新(xīn)鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗(tú)或(huò)電噴(pēn)塗:噴塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材(cái)料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維(wéi)護(hù)
采用補油泵供油的柱(zhù)塞(sāi)泵,使用(yòng)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(sù)度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊沿是(shì)否有刮傷現象(xiàng),內齒輪泵間隙是否過大。對於(yú)自吸油型柱塞泵,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壓油(yóu)。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的(de)部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的(de)正常間隙,同時也會(huì)破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度(dù),降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)承的平(píng)均使用壽命為10000h,超(chāo)過此值就需(xū)要更換新(xīn)口(kǒu)。拆卸下(xià)來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀(yí)器是無法檢測(cè)出軸(zhóu)承的遊隙的,隻能采用(yòng)目測,如(rú)發現滾柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須(xū)更換(huàn)。在更換軸承(chéng)時(shí),應注意原軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承大(dà)都采(cǎi)用大(dà)載荷容量軸承,購買原廠家,原(yuán)規格的產品,如果更換另一(yī)種品牌,應請教對軸承有(yǒu)經驗的人員查表對(duì)換,目的是保持(chí)軸承的(de)精度等級和載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其(qí)工作(zuò)壓力保(bǎo)持穩(wěn)定讓(ràng)溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於全(quán)速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓(yā)力和流量時,有部分的餘(yú)量溢流回原係統,從(cóng)而造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,溢流閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調(diào)整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗(hào)。這種調節方(fāng)式更大 優點就是能降低柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)情況。將柱塞端頭插人柱(zhù)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(zhù)塞副的(de)密封性。用手握住柱塞套,兩個(gè)手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵的進油口。用另一(yī)隻手拉出柱塞,感到(dào)有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良(liáng)好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥(fá)副減壓環(huán)帶是否磨(mó)損有台階或(huò)傷(shāng)痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配(pèi)合情(qíng)況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥(fá)上端時,它(tā)能自動(dòng)彈回原位,表(biǎo)明出油閥副密封良好(hǎo),否則應(yīng)更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過(guò)0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的(de)凹槽之間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超(chāo)過0.12mm,必須更換(huàn)控製套。