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柱塞泵是液壓(yā)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(róng)腔的(de)容積(jī)發生變(biàn)化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)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(dà)流(liú)量和(hé)流量需要調節的場合,諸如液(yè)壓機、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞(sāi)泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸(zhóu)向柱(zhù)塞泵(bèng)和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主要有偏心輪、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(piān)心輪旋轉一轉,柱塞上下(xià)往複運動一次,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,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或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(pái)液體的液壓泵。它們(men)也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦(kuàng)液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支架(jià)提供(gòng)乳化液(yè),工作原(yuán)理靠曲軸(zhóu)的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和(hé)排(pái)液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵(英文名(míng):Piston pump)是活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平(píng)行的柱塞(sāi)泵。軸向柱(zhù)塞泵利用與傳(chuán)動軸平行的(de)柱塞在柱(zhù)塞孔內往複運動所產生的(de)容積變(biàn)化來進(jìn)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(hěn)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(gòng)油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供(gòng)油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。如(rú)果液壓(yā)油箱的氣(qì)壓(yā)不足時就啟動機器,會對液(yè)壓泵內的滑靴造成拉(lā)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流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高(gāo)、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的(de)軸(zhóu)配(pèi)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(shàng)的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用(yòng)下,改變定子的偏心(xīn)距(jù)實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很(hěn)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(dù)快。徑向結構設計克(kè)服(fú)了如軸向柱塞泵滑靴偏(piān)磨的問題。使其抗衝擊能力大幅度(dù)提高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供(gòng)油(yóu)的液壓油箱,在每次啟(qǐ)動機器後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸(zhóu)斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型的自吸油型兩種。壓力供油型(xíng)液壓泵大都采(cǎi)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(gòng)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、結構形式
柱塞泵分為(wéi)兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵;由於徑向柱塞(sāi)泵屬於一種新型的技術(shù)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)領域的重要組成部(bù)分;徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或柱塞的往(wǎng)複運動方向(xiàng)與驅(qū)動軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵(bèng)工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位(wèi)於轉子中的徑向布置的柱塞(sāi),通過靜壓(yā)平衡的滑靴緊貼著偏(piān)心行程定(dìng)子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相(xiàng)連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡(kǎ)在行(háng)程定子(zǐ)上(shàng)。泵轉動時,它(tā)依靠離心力和(hé)液壓力壓在定於(yú)內表麵上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上(shàng)的徑向位(wèi)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(de)流道,並由(yóu)配流軸上吸油口控製(zhì),泵體內產生(shēng)的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收(shōu)。摩擦副的靜壓平衡采(cǎi)取了過平衡壓力補償方法,形成了(le)開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支(zhī)承作用,不(bú)受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用(yòng)與傳動軸平行的柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動(dòng)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、工作階段
工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分(fèn)為以下三個階段。結論:通過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的供油(yóu)量(liàng)大小取決於(yú)供油行程,供油(yóu)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 轉動(dòng)柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國產係列柱塞泵主(zhǔ)要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)等係列。係列化是根據(jù)柴油機單缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同(tóng),以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配(pèi)以(yǐ)不同尺寸的柱塞直(zhí)徑,組(zǔ)成(chéng)若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等(děng)的(de)噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)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(sāi)式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四(sì)大部分組成:分(fèn)泵、油量調節機構、傳動機構(gòu)和泵(bèng)體
為微處理器智能控製,液晶屏顯(xiǎn)示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生化、醫藥、化工、環保(bǎo)等行業,滿足以上行(háng)業需要連(lián)續恒壓、恒流輸送液體的(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,由凸輪的升程決(jué)定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決(jué)於供油行程,供油行程不(bú)受凸輪(lún)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(dòng)柱塞(sāi)可改變供油終了(le)時(shí)刻(kè),從而改變供油量(liàng)。柱(zhù)塞泵(bèng)工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞(sāi)作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段(duàn)。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧力的(de)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,當柱塞上端麵(miàn)把柱(zhù)塞套上的進油孔打開後(hòu),充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔(kǒng)進入泵(bèng)油室,柱(zhù)塞運(yùn)動到下止點,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(停供(gòng)邊)與套筒(tǒng)上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝(gōu)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。此後柱塞還要上行(háng),當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱(zhù)塞又下行。此(cǐ)時便開始了下一個循環。柱塞泵以(yǐ)一個柱塞為原理介紹(shào),一個柱塞泵上有兩個單(dān)向閥,並且方向相反(fǎn),柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)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(jiāng)液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連(lián)續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅(tóng)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到統一尺(chǐ)寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方(fāng)法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅(tóng)套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠(jiāo)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,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結(jié)合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程(chéng)技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表(biǎo)麵(miàn)鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在(zài)柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗或電弧(hú)噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔(róng)敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末。
五(wǔ)、機械維(wéi)護
采用補油泵供油的(de)柱塞泵,使(shǐ)用(yòng)3000h後,操作人(rén)員(yuán)每日需對(duì)柱塞泵(bèng)檢查(chá)1-2次,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響(xiǎng)是否正常(cháng)。如發現液壓(yā)缸速度(dù)下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於自吸油型柱(zhù)塞(sāi)泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持(chí)足夠數(shù)量的液壓油。液壓油的清潔度(dù)越高(gāo),液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是(shì)軸(zhóu)承,如果(guǒ)軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副(fù)的正常間隙,同時也(yě)會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支(zhī)承油膜厚度,降低柱塞(sāi)泵軸承(chéng)的使用壽命。據(jù)液壓泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽(shòu)命為10000h,超過此值就需要更換新口(kǒu)。拆卸下來的軸承(chéng),沒有專業檢測儀器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更換軸承時,應注意原(yuán)軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵(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(pái),應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是(shì)保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力(lì)大(dà)於(yú)需(xū)要壓力(lì)時,都(dōu)是通(tōng)過溢流閥來調節,使(shǐ)其工作壓力保持穩定(dìng)讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處於全速運行(háng)反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節(jiē)壓力和流量時,有部分的餘量溢流回原(yuán)係統,從而造(zào)成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能(néng)變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓力,保持(chí)工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查(chá)柱塞有無傷痕(hén)和鏽蝕現象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情況。將(jiāng)柱(zhù)塞端(duān)頭插人柱塞套(tào)內,傾斜(xié)約60°,若柱塞能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱(zhù)塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉(lā)出柱塞,感(gǎn)到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副(fù)密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油(yóu)閥副減(jiǎn)壓環帶是否(fǒu)磨損有台階或傷痕現象,必要時應予(yǔ)以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔(kǒng),用另一手(shǒu)指將出油閥輕輕(qīng)向(xiàng)下壓,當手指(zhǐ)離開出油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好(hǎo),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0.2mm ,則應更換零(líng)件。
(7)檢查(chá)柱塞凸緣和控(kòng)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。