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柱塞泵(bèng)是液壓係(xì)統(tǒng)的一(yī)個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中(zhōng)往複運動,使密封工作容(róng)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(lǜ)高和(hé)流量調節(jiē)方便(biàn)等優點。
柱(zhù)塞泵被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥式(shì)柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構(gòu)組成(chéng)主要有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩個單向閥。柱(zhù)塞與缸體孔之間形成密閉(bì)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,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體(tǐ)積稱為排量(liàng),排量隻(zhī)與泵的結構參(cān)數有(yǒu)關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個)並(bìng)列安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆(gǎn)滑塊或(huò)由偏心軸直接推動柱塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流(liú)裝置,而且(qiě)大多為定量泵(bèng)。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為(wéi)液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸的旋(xuán)轉帶動活塞做往複(fù)運動,實現(xiàn)吸(xī)液和排液。
3、軸向式
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柱塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵利(lì)用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運動(dòng)所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零(líng)件,可以達到(dào)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(yā)力(lì)供油型和自吸油型兩(liǎng)種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓(yā)油箱,在每次啟(qǐ)動(dòng)機器之後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果液壓油(yóu)箱的氣壓不足時就啟動機器,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(xiàng)式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率(lǜ)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(de)不足。由(yóu)於(yú)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耐衝擊、壽(shòu)命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下,改變定子的(de)偏心距實(shí)現的,而定於的更大(dà) 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小不同),變量行程很(hěn)短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由(yóu)控製閥進(jìn)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(de)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(qì)後,必須等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後(hòu),才(cái)能操作機械。直軸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(xíng)液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的(de)。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代(dài)表性(xìng)的結構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技術(shù)含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應用(yòng)領域的重(chóng)要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞(sāi)的往複運(yùn)動方向與驅動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十字(zì)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。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平衡(héng)的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程(chéng)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在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,它依靠離(lí)心力和液壓力壓在(zài)定於內表(biǎo)麵上(shàng)。當轉子轉(zhuǎn)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(piān)心距可由泵體上的徑向(xiàng)位置相對的兩個柱塞來調節。油液(yè)的進出通過(guò)泵體和配流軸上的(de)流道,並由配流軸上吸(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(mó)擦副的靜(jìng)壓平衡采(cǎi)取了過平衡(héng)壓力(lì)補(bǔ)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(bú)受其他外力的作用。液壓係統中(zhōng):軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動(dòng)軸平行(háng)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(bèng)的柱塞和柱塞(sāi)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
工作時,在(zài)噴油泵凸(tū)輪(lún)軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複(fù)運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由(yóu)凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程,供油行程不受(shòu)凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時(shí)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(cóng)而改變供油(yóu)量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型(xíng)式(shì)為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞(sāi)直(zhí)徑,組成若(ruò)幹種在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的(de)工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵為例介紹(shào)柱塞式噴油泵(bèng)的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分(fèn)泵、油量(liàng)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(lì)穩定、脈動(dòng)小、操作方便等特點(diǎn)。廣(guǎng)泛用於生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行業,滿(mǎn)足以(yǐ)上行業需要連續恒壓、恒流輸送(sòng)液體(tǐ)的(de)要求(qiú)。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大(dà)小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。供油開(kāi)始時(shí)刻不隨供油行程的變化而(ér)變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在(zài)噴(pēn)油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)彈簧的作用下,迫(pò)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、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下,柱塞向下(xià)運動,柱塞上部空間(稱為泵油室(shì))產生(shēng)真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上體油道內(nèi)的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動到下止點,進(jìn)油結束
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上的回油(yóu)孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓(yā)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),當凸輪的凸起部(bù)分轉過去(qù)後,在(zài)彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且(qiě)方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開(kāi)液體被吸入缸(gāng)內,柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的(de)液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運(yùn)動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸(gāng)體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外(wài)徑修整到統一尺寸,再(zài)用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(b)采有樂(lè)泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑(jìng)加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠(jiāo)後,旋入裝配。
熔燒結合方式(shì)的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐(zuò)標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體(tǐ)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(gè);
(b)電(diàn)刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨(mó)材(cái)料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用補油泵供(gòng)油的(de)柱塞泵,使用3000h後(hòu),操作(zuò)人員(yuán)每日需對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓(yā)泵(bèng)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(yóu)泵解體檢(jiǎn)查,檢查葉輪(lún)邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒輪泵間隙是否過大(dà)。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要(yào)保持足夠數(shù)量的(de)液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越(yuè)長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊(yóu)隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時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資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新(xīn)口。拆卸(xiè)下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測(cè)出軸承的遊(yóu)隙的,隻能采用目測,如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變(biàn)色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英文字母和型號,柱塞泵軸(zhóu)承大(dà)都(dōu)采用大載荷(hé)容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格(gé)的產品,如果更換另一種(zhǒng)品(pǐn)牌,應請教對軸承有經驗的人員查(chá)表對換,目的是保持軸承的精(jīng)度等級和載(zǎi)荷容量。
當實際(jì)壓(yā)力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流閥(fá)施放超出部分。而電機(jī)一直(zhí)處於全速運(yùn)行反複動作,功耗不變。當(dāng)采用(yòng)溢流來調節壓力和流(liú)量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存(cún)在無用功率,工作(zuò)效(xiào)率低,若使用創傑(jié)節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節(jiē)能變頻器本身自(zì)動調整工作壓(yā)力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的(de)運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱(zhù)塞有無(wú)傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副(fù)配合(hé)情況。將柱塞端頭插人柱塞套(tào)內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下(xià)滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套(tào),兩個手指堵住柱塞(sāi)頂端和側麵(miàn)的進油口(kǒu)。用(yòng)另一隻手拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即(jí)縮回原位,表(biǎo)明柱塞副密(mì)封良好,否則(zé)應更換(huàn)柱(zhù)塞(sāi)副。
(4)檢(jiǎn)查出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(fù)的配(pèi)合情況(kuàng)。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端(duān)時(shí),它能自(zì)動(dòng)彈回(huí)原位(wèi),表明出油閥副(fù)密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢(jiǎn)查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為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(zhī)間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套(tào)。