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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複運動,使密封工作容腔的容積發生變化(huà)來實現吸油、壓油。柱塞泵(bèng)具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流(liú)量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞(sāi)泵被廣泛應用於高壓、大流(liú)量和流量(liàng)需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工程機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體(tǐ)、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之(zhī)間形成(chéng)密閉容積。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)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(de)油液體(tǐ)積稱為(wéi)排(pái)量,排量隻(zhī)與泵(bèng)的結構參數有(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(gè))並列安(ān)裝(zhuāng),用1根曲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(xiàn)吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配(pèi)流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓(yā)支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞(sāi)泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為(wéi)液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的(de)旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸(xī)液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動(dòng)方向與缸體中心(xīn)軸平行的柱(zhù)塞泵。軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵利(lì)用與傳動軸(zhóu)平(píng)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(kǒng)都是圓形(xíng)零件,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油(yóu)型液壓泵大都(dōu)是采用(yòng)有氣(qì)壓(yā)的油箱,靠氣壓(yā)供油的液壓油箱,在每次啟動機器之(zhī)後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果(guǒ)液壓油箱的氣壓不足時就啟(qǐ)動機器,會(huì)對液壓(yā)泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現(xiàn)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(pèi)流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在(zài)故障(zhàng)率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的(de)軸配流徑向柱塞泵克服了(le)閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵(bèng)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是在變量柱塞和(hé)限位柱塞作用下,改變定子的偏心距實現(xiàn)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(gāo)壓操縱,由控製閥進行控製。故(gù)該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴偏磨的問(wèn)題(tí)。使其抗衝擊能(néng)力大幅度提高。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達(dá)到使用氣壓後,才(cái)能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自(zì)吸油型兩種。壓力供油型液壓(yā)泵大都采用有氣壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵(bèng)向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能(néng)力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的(de)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技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑(jìng)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(sāi)泵。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞(dì)給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子(zǐ)不受其它橫向作用(yòng)力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱(zhù)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(jiǎo)相連,並通過卡簧鎖(suǒ)定。二個(gè)保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動(dòng)時,由於定於的偏心作用,柱塞(sāi)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(xī)油口控製,泵體內(nèi)產生的液壓力被靜(jìng)壓平衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方(fāng)法,形成了開環控製。支承驅動軸的(de)軸承隻起支承作用,不受(shòu)其他外力的作用。液壓(yā)係統中:軸向柱(zhù)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(huà)來進行工作的(de)。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達(dá)到很高的精度配(pèi)合;
三(sān)、工作階段
工作時,在噴油(yóu)泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用(yòng)下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段(duàn)。結論:通過上述討論,得(dé)出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決(jué)定。
② 柱(zhù)塞每循環的供(gòng)油量大小(xiǎo)取決於供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化(huà)。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻(kè),從(cóng)而改變供油量。
四、 國產係列柱塞(sāi)式(shì)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(shì)根據柴油機單缸(gāng)功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵(bèng)缸中心(xīn)距和結(jié)構(gòu)型式為基礎,再分別配以(yǐ)不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一個工(gōng)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,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造(zào)和工作原(yuán)理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油量調(diào)節機(jī)構、傳(chuán)動機構(gòu)和泵(bèng)體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可(kě)與電腦進行通(tōng)訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、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,滿足以上行業需要(yào)連續恒(héng)壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往複運動總行程L是不變的(de),由凸(tū)輪的升程決定。柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行(háng)程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻(kè)不隨供油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時(shí)刻(kè),從而改變供油(yóu)量。柱(zhù)塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作(zuò)上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任務,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,在彈簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動,柱塞上(shàng)部空間(稱為泵油室)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,充滿(mǎn)在油泵上體油道(dào)內的柴油經油(yóu)孔進(jìn)入(rù)泵油室,柱塞運動到下(xià)止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向(xiàng)上供油,當上行到柱塞(sāi)上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭(tóu)部的中孔(kǒng)和(hé)徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下(xià)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,當凸輪的凸(tū)起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下(xià),柱塞又下行。此時便開(kāi)始了(le)下一個循(xún)環。柱塞泵以一個柱塞為原(yuán)理介(jiè)紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞(sāi)向一個方向運動時缸(gāng)內出現負壓,這時一個單向閥打(dǎ)開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連續供油 。
5、機(jī)械使用
柱塞(sāi)泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整(zhěng)到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋光(guāng)外徑。
缸體安(ān)裝(zhuāng)銅套的三種方法:
(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(sī),銅套外徑加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配(pèi)。
熔燒結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采(cǎi)用(yòng)研磨棒,手工或機械方(fāng)法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔(kǒng);
(c)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術(shù):在柱塞(sāi)表麵刷(shuā)鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或(huò)電噴塗:噴塗(tú)高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激(jī)光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合(hé)金粉末。
五、機械(xiè)維護
采(cǎi)用補油泵供油的柱塞泵,使用(yòng)3000h後,操作人員每(měi)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(gāng)速度(dù)下降或悶車時,就應該對補油(yóu)泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油(yóu)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。液壓(yā)油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果(guǒ)軸(zhóu)承(chéng)出現(xiàn)遊隙,則不能保證液(yè)壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時(shí)也會破壞各(gè)磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造(zào)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口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢(jiǎn)測儀器是無法檢測(cè)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,就必(bì)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)承大都采(cǎi)用大載荷容量軸承,購買原廠家,原規格的(de)產(chǎn)品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保持軸承的精度等級和(hé)載荷容量。
當實際(jì)壓力(lì)大於需要壓力時(shí),都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作(zuò),功耗不變。當采用溢(yì)流來(lái)調節壓力和流量時,有部(bù)分(fèn)的餘量溢流回原係統,從而造成柱塞泵存在(zài)無用功率,工作效率(lǜ)低,若使用創(chuàng)傑(jié)節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓力,保持工作(zuò)壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控製(zhì),從而節省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能降(jiàng)低柱塞泵的運行能耗,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(shí)應更(gèng)換新品。
(2)檢查(chá)柱塞副配合(hé)情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜(xié)約60°,若柱塞能在自(zì)身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的(de)密封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩(liǎng)個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用(yòng)另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的(de)吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則(zé)應更換(huàn)柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查(chá)出油閥(fá)副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓(yā),當手指離(lí)開出油閥(fá)上端時,它能(néng)自動(dòng)彈回原(yuán)位(wèi),表明出(chū)油閥副密封良好,否則(zé)應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。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(chá)柱塞凸緣和控製(zhì)套的(de)凹槽之間的間隙,應為(wéi)0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。