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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往(wǎng)複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸(xī)油、壓油。柱塞泵具有(yǒu)額定壓(yā)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、大流量和流量需要調節的場合(hé),諸如液壓機、工程(chéng)機械(xiè)和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心(xīn)輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間(jiān)形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動吸油(yóu),向上運動排(pái)油。泵每(měi)轉一(yī)轉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(sāi)泵是由幾(jǐ)個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接(jiē)推動柱塞做往複運動(dòng),實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置(zhì),而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳化液泵一(yī)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,工作原理靠曲軸的旋轉帶動(dòng)活塞做(zuò)往複運動,實現(xiàn)吸液和排液(yè)。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的(de)柱塞泵。軸向柱塞泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往複運動(dòng)所(suǒ)產(chǎn)生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很高(gāo)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(fèn)為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供(gòng)油型液壓(yā)泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱(xiāng)達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓(yā)不足時就啟動(dòng)機器,會對液壓泵內的滑靴(xuē)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(pèi)流(liú)兩(liǎng)大(dà)類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於(yú)徑(jìng)向泵結構上的特點,固(gù)定了(le)軸配(pèi)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(biàn)量是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用(yòng)下,改(gǎi)變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心(xīn)距為 5—9mm(根據排量大小不同),變量行程很短。且變(biàn)量機構設(shè)計為高壓(yā)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如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能(néng)力(lì)大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液(yè)壓油箱,在每次啟動機器後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。直軸斜盤式(shì)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,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自(zì)吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無(wú)需外力供油。
二、結構形式(shì)
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代表性(xìng)的結構形式的軸向柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的(de)技術含量(liàng)比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用(yòng)領域(yù)的(de)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(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向(xiàng)作用力。轉子(zǐ)裝在(zài)配流軸上。位於轉子(zǐ)中的徑向布置(zhì)的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力(lì)壓(yā)在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),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徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製(zhì),泵體內產生的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡(héng)采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開環(huán)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。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸(zhóu)平行的柱塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞(sāi)泵的(de)柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零(líng)件,加工時可以(yǐ)達到很高的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油過(guò)程可分為以下三個階段。結論:通(tōng)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(de),由凸輪的(de)升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時(shí)刻不隨供(gòng)油(yóu)行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞(sāi)可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變(biàn)供油量。
四、 國(guó)產係列柱(zhù)塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是(shì)根據(jù)柴油機(jī)單缸功率範圍對供(gòng)油量(liàng)的要求不(bú)同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基(jī)礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不(bú)等的噴油泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵(bèng)的工作原理和結構型式基本相同,以(yǐ)A型泵為例介紹柱(zhù)塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成: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,具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用(yòng)於生化、醫藥、化工、環保等行業(yè),滿足以上行業需(xū)要連續恒(héng)壓(yā)、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油(yóu)行程(chéng)不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(huà)而變化。轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量(liàng)。柱塞泵工(gōng)作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動,從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧力(lì)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(dāng)柱塞上端麵把柱塞套上(shàng)的進油孔打開(kāi)後,充(chōng)滿在油泵上(shàng)體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程
柱(zhù)塞(sāi)向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相(xiàng)通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降(jiàng),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,當凸輪的凸起部(bù)分轉過去後(hòu),在彈(dàn)簧的(de)作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥(fá),並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液(yè)體壓縮後另一個單向(xiàng)閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式(shì)連續運動(dòng)後就形成了連續供油(yóu) 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套(tào)的,可(kě)以采用更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋(pāo)光外徑。
缸體安裝銅套的三種(zhǒng)方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸(gāng)孔(kǒng)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(shì)的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表麵鍍(dù)一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱(zhù)塞表(biǎo)麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電(diàn)噴塗:噴塗高碳馬(mǎ)氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高(gāo)硬(yìng)度耐磨合金粉(fěn)末。
五、機械(xiè)維護
采(cǎi)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(fǒu)正常。如發現液壓缸速度下(xià)降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉(yè)輪邊沿(yán)是否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型(xíng)柱塞泵,液壓油箱內的(de)油(yóu)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(jié)度越高(gāo),液壓泵(bèng)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(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對(duì)磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦副(fù)的(de)靜液壓支承油(yóu)膜(mó)厚度,降(jiàng)低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據液壓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(kǒu)。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須(xū)更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)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,購買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通(tōng)過溢流閥來調節,使其工(gōng)作壓力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部分。而電機一直處(chù)於全速運(yùn)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(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在(zài)無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變(biàn)頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能變頻器本(běn)身自動調整工作壓力,保持工(gōng)作壓(yā)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(jiù)是(shì)能降低柱塞泵的運行能(néng)耗(hào),節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷(shāng)痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞(sāi)副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作用下緩慢地(dì)下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)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油口。用另(lìng)一隻手拉出柱塞(sāi),感到有較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位,表明柱塞(sāi)副密封良好(hǎo),否則應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況(kuàng)。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓(yā),當(dāng)手指離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)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(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控(kòng)製套(tào)的凹槽之間(jiān)的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過(guò)0.12mm,必須更換控製(zhì)套。