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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依(yī)靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來(lái)實(shí)現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具有額定壓力高、結構緊(jǐn)湊、效率高和(hé)流量調節方(fāng)便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應(yīng)用於高壓(yā)、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械(xiè)和(hé)船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵(bèng)
結構組成主要(yào)有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心(xīn)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(chū)的油液體積稱(chēng)為排量,排量(liàng)隻與(yǔ)泵的結構(gòu)參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是(shì)由幾個柱塞(sāi)(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根曲(qǔ)軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液(yè)壓泵。它(tā)們也都采用閥式配流裝置,而且(qiě)大多為定量(liàng)泵。煤(méi)礦液壓支架係統中的乳化液(yè)泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采(cǎi)煤工作麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現(xiàn)吸液和排(pái)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(de)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容積變化來(lái)進行工作(zuò)的。由於(yú)柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的(de)精度配合,因此容(róng)積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力(lì)供油型液壓泵大都(dōu)是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器(qì)之後,必(bì)須等液壓油箱達到使(shǐ)用(yòng)氣壓後,才能操作機械。如果液壓油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(chéng)泵體內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑(jìng)向柱塞泵可分為閥配流(liú)與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱(zhù)塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上(shàng)70、80年代發(fā)展(zhǎn)的軸配流徑向柱塞泵(bèng)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(le)軸配流徑向柱(zhù)塞泵比軸向(xiàng)柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量(liàng)是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實(shí)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(cāo)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(kè)服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。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油的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分(fèn)為(wéi)壓力供油(yóu)型的自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的(de)油(yóu)箱,也有液壓泵本身帶有補(bǔ)油分泵向(xiàng)液壓泵進油口提供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需(xū)外力供油。
二(èr)、結構(gòu)形式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新(xīn)型(xíng)的技術含量比較高的高效(xiào)泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為(wéi)柱(zhù)塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液(yè)壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力(lì)。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜(jìng)壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑(huá)靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保(bǎo)持(chí)環將滑(huá)靴卡在行(háng)程定子上。泵轉動時,它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,柱塞將作往複運動,它的行程為定於(yú)偏心距的2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的(de)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,泵體內產生的(de)液壓力被靜(jìng)壓平衡(héng)的表麵所(suǒ)吸收。摩擦副的靜壓平衡采取(qǔ)了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸(zhóu)的軸承隻起支承作用,不受其他外(wài)力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往(wǎng)複運(yùn)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(gōng)時可以達到很高的(de)精度(dù)配合;
三、工作階段
工作(zuò)時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱塞(sāi)作上、下(xià)往複運動(dòng),從而完成泵油任務,泵油(yóu)過程可分(fèn)為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總行(háng)程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列化是根據柴油機(jī)單缸功(gōng)率範(fàn)圍對供(gòng)油量(liàng)的要求不同,以柱塞(sāi)行程,泵缸中心距(jù)和結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同(tóng),以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作(zuò)原理。柱塞泵由四大部分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器(qì)智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進(jìn)行(háng)通訊,具有工作(zuò)壓力穩定、脈動(dòng)小、操作方便(biàn)等特點。廣泛用(yòng)於(yú)生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業(yè),滿足以上(shàng)行(háng)業需(xū)要連續恒壓、恒流(liú)輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程(chéng)L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱(zhù)塞每循環(huán)的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程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化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的(de)凸輪與柱塞彈(dàn)簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上(shàng)、下往複(fù)運動,從而(ér)完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以(yǐ)下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的(de)凸起部(bù)分轉過去後,在彈簧力的作用下(xià),柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱(zhù)塞上端麵(miàn)把柱塞套上的進油孔打開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞(sāi)運(yùn)動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(cáo)(停供邊)與套筒上(shàng)的回油孔相通(tōng)時,泵油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,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(shàng)行(háng),當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循(xún)環。柱塞泵以一個柱(zhù)塞為原理介紹,一個柱塞泵上(shàng)有兩個單向閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一個方向運動(dòng)時缸內出現負壓,這(zhè)時一個單向閥打開液體被吸(xī)入缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時,將液體壓縮後另(lìng)一個單向閥(fá)被打開,被吸入缸(gāng)內的液(yè)體被排出。這種工作方式(shì)連續運動後就形(xíng)成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的(de)方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體(tǐ)安裝銅套的三種方(fāng)法:
(a)缸(gāng)體加溫熱(rè)裝或銅套低溫冷凍擠(jǐ)壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰膠粘(zhān)著裝配(pèi),這咱方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝(gōu)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(de)缸(gāng)體與(yǔ)銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采用研(yán)磨棒,手工(gōng)或機械方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標(biāo)鏜床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱(zhù)塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴塗(tú):噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作(zuò)人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲(shēng)響是(shì)否正常。如發現液壓缸速度下降(jiàng)或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是(shì)否(fǒu)有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油(yóu)型柱(zhù)塞泵,液壓(yā)油(yóu)箱內的油液不得低於油標下(xià)限,要保(bǎo)持足夠數量的液壓(yā)油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使(shǐ)用壽命越長。
柱塞泵(bèng)最重要的部件是軸承,如果(guǒ)軸承出現遊隙(xì),則不能(néng)保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會破壞各磨擦副的靜液壓支承(chéng)油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液(yè)壓泵製造廠提供的資料,軸承(chéng)的平均使用(yòng)壽命為10000h,超(chāo)過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測(cè)儀(yí)器(qì)是無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就(jiù)必須更(gèng)換。在更換軸(zhóu)承時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱(zhù)塞泵(bèng)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,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目(mù)的是保持軸承的精度等級和載荷(hé)容量。
當實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保(bǎo)持穩定讓溢流閥施放超出部(bù)分。而電機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有(yǒu)部分的餘量溢流回原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可(kě)定它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實(shí)現自(zì)動化(huà)控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方(fāng)式更大(dà) 優點就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)檢查柱塞(sāi)有無傷(shāng)痕和(hé)鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,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)檢查柱塞副的密封性。用手握(wò)住柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端(duān)和(hé)側麵的進(jìn)油口。用另一隻手(shǒu)拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立(lì)即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢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(yǐ)更(gèng)換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住(zhù)出(chū)油閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離(lí)開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否(fǒu)則應更(gèng)換出油閥副。
(6)檢查挺柱(zhù)體。噴油泵(bèng)體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣(yuán)和控製套的凹槽之(zhī)間的(de)間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。