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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(zài)缸體中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油(yóu)。柱塞泵(bèng)具有(yǒu)額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高(gāo)壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工(gōng)程機械和船(chuán)舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱(zhù)塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱(zhù)塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱(zhù)塞、彈簧、缸(gāng)體、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,柱塞上下往複運動一次(cì),向下運(yùn)動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液體積(jī)稱為排量,排量隻與泵(bèng)的結構參數(shù)有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是(shì)由幾個柱塞(一般為3個或6個)並列安裝,用1根曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接(jiē)推動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體的液(yè)壓泵。它們(men)也都(dōu)采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支(zhī)架係統中的乳化(huà)液泵一般都是臥式柱塞(sāi)泵。乳化液(yè)泵用(yòng)於采煤工作(zuò)麵,為液壓支架提(tí)供乳化液,工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(xīn)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容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率(lǜ)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(xī)油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的(de)液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須(xū)等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作機械。如果液壓油箱的(de)氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會(huì)造成泵體內(nèi)回程板與(yǔ)壓板的非正常(cháng)磨損。
5、徑向式
徑向(xiàng)柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞(sāi)泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點,固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱(zhù)塞泵耐衝(chōng)擊、壽命長、控製精度(dù)高。變(biàn)量行(háng)程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下(xià),改變定子的偏(piān)心距實現的,而定於的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短。且(qiě)變量機構設(shè)計為高壓操縱(zòng),由控製閥進行(háng)控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如(rú)軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才能操作機械。直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型(xíng)的自吸油型兩種。壓力供油(yóu)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(fèn)泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。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(xíng)式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的(de)技術(shù)含量(liàng)比(bǐ)較(jiào)高的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重(chóng)要組(zǔ)成部分(fèn);徑向柱塞泵(bèng)是(shì)活(huó)塞或柱塞的往複(fù)運動(dòng)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(jǔ)由驅動軸(zhóu) 通過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑向(xiàng)布置(zhì)的(de)柱塞,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(suǒ)定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵(bèng)轉(zhuǎn)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(háng)程為定於偏心(xīn)距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的徑向位(wèi)置(zhì)相對的兩個柱塞來調節。油液的進出通(tōng)過泵體和配流(liú)軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了(le)過平衡壓力補償方法,形成了開環控(kòng)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(xiàng)柱塞泵是利(lì)用與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內(nèi)往複運動所產生的(de)容積變化來進行工作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(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,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱(zhù)塞作上、下往複運(yùn)動,從而完成泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出(chū)下列(liè)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(jué)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(zhóu)控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的(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(liàng)。
四、 國(guó)產係(xì)列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列(liè)柱(zhù)塞泵(bèng)主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係(xì)列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對(duì)供油(yóu)量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程(chéng),泵缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組成若幹種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足(zú)各種柴油機的需要。國產係(xì)列噴油泵的工作原(yuán)理和結構型式基本相同,以A型泵為例介紹柱(zhù)塞式噴(pēn)油泵的(de)構造(zào)和工(gōng)作原理(lǐ)。柱塞泵由四大(dà)部分組成(chéng):分泵、油量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理(lǐ)器智能(néng)控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通(tōng)訊,具(jù)有工作(zuò)壓力穩(wěn)定、脈動小、操作方便等特點。廣泛(fàn)用(yòng)於生化(huà)、醫(yī)藥、化工、環保等行業,滿(mǎn)足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送(sòng)液體的要求(qiú)。
1、機械原理概(gài)述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是(shì)不(bú)變的,由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行(háng)程,供油(yóu)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(biàn)供油終了時刻,從而改變供油量(liàng)。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可(kě)分為以下兩個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過(guò)去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油(yóu)室)產生(shēng)真空度,當柱(zhù)塞上端麵把柱塞套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油(yóu)道內的柴油經油孔進入(rù)泵(bèng)油室,柱(zhù)塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(cáo)(停供邊(biān))與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的(de)中孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈(dàn)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(de)凸起部分(fèn)轉過去後,在彈簧(huáng)的作用下,柱塞又下行。此時便開始(shǐ)了下一個(gè)循環。柱塞泵以一個柱塞為原理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方(fāng)式連續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝(zhuāng)銅套的,可以采用更換銅套的方(fāng)法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這(zhè)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)加工螺紋(wén),塗樂泰膠後,旋(xuán)入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套(tào),安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,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)采用鉸刀(dāo)修複缸體孔。
采用“表麵(miàn)工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技(jì)術(shù):在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍(dù)耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或(huò)電噴塗:噴塗高(gāo)碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五、機(jī)械維護
采用補油泵(bèng)供油的柱塞泵(bèng),使用(yòng)3000h後,操作人員每日需對(duì)柱塞泵檢查1-2次,檢查液(yè)壓泵(bèng)運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應(yīng)該對補油泵解體檢查,檢(jiǎn)查葉輪邊(biān)沿是否有刮傷(shāng)現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得(dé)低於油標下(xià)限,要保(bǎo)持足夠數量的液壓油。液壓油的清(qīng)潔度越(yuè)高,液壓泵的使用(yòng)壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸(zhóu)承,如(rú)果軸(zhóu)承出現遊隙,則不(bú)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,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提(tí)供的資料,軸(zhóu)承的平(píng)均使用壽命為10000h,超過此值就(jiù)需要更換新口。拆卸下(xià)來的軸承,沒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)柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承(chéng)時(shí),應注意原軸承的英文字母和(hé)型號,柱塞泵(bèng)軸承大(dà)都采用(yòng)大載荷容量(liàng)軸承,購(gòu)買原廠家,原規格的產(chǎn)品,如果更換另一(yī)種品牌,應(yīng)請教對軸承有經驗的人員(yuán)查表對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際(jì)壓力大於需要壓力時(shí),都是通過溢(yì)流閥來調(diào)節,使其工作壓(yā)力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而(ér)電機一直處(chù)於全速運行反複動作,功耗不(bú)變。當(dāng)采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造(zào)成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑(jié)節能變(biàn)頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備(bèi)的壓力。實(shí)現自動化控(kòng)製,從而節省(shěng)能耗。這種調節方式更(gèng)大 優點就是能降(jiàng)低(dī)柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱(zhù)塞副配合情況(kuàng)。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身作用下(xià)緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱(zhù)塞(sāi)副(fù)的密封性。用(yòng)手握住柱塞套,兩個手指堵(dǔ)住柱塞頂(dǐng)端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較(jiào)大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副(fù)減壓環帶是(shì)否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更(gèng)換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配(pèi)合情況。用手指堵住出油閥下孔(kǒng),用另一手指(zhǐ)將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指(zhǐ)離(lí)開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回(huí)原(yuán)位(wèi),表明出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體(tǐ)之間的(de)標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換零件。
(7)檢查柱塞(sāi)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。