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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(gāng)體中往複運(yùn)動,使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結(jié)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、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機(jī)、工程機械和船舶中(zhōng)。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵(bèng)、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
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(xíng)成(chéng)密閉容(róng)積。偏心輪旋轉一轉,柱塞(sāi)上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運動(dòng)排油。泵每轉一轉排出的油(yóu)液體積稱為排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由(yóu)幾個柱塞(一般為3個或6個)並列(liè)安裝,用1根曲軸通過連杆滑(huá)塊或由(yóu)偏(piān)心軸直接推動柱塞做往複(fù)運動,實現吸、排(pái)液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液(yè)泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往(wǎng)複(fù)運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向(xiàng)式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱(zhù)塞的往複運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸(zhóu)平(píng)行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化(huà)來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因此容(róng)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(liǎng)種。壓力供(gòng)油型(xíng)液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠(kào)氣壓供油的液壓油箱,在每次(cì)啟動機器之後,必須等液(yè)壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液(yè)壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對液壓泵(bèng)內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑(jìng)向式
徑向柱塞泵可分為閥配(pèi)流(liú)與軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際上70、80年代發展的軸配流徑(jìng)向柱(zhù)塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不(bú)足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固(gù)定了軸配(pèi)流徑向柱塞泵比軸向柱(zhù)塞泵耐衝擊、壽命長、控製精(jīng)度高。變量行程短泵的變量是(shì)在(zài)變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用下,改變定子的偏心距實現的,而定於的(de)更大 偏心距(jù)為 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短(duǎn)。且變量機構設(shè)計為高壓操縱(zòng),由控製閥進行控製(zhì)。故該(gāi)泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計克服了如軸(zhóu)向柱塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使其抗衝擊能力大幅(fú)度提(tí)高。
6、液壓式
液壓柱塞泵靠氣(qì)壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能(néng)操作(zuò)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(dōu)采用有氣壓的油箱,也有液(yè)壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需(xū)外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表性的結構形式的軸向柱(zhù)塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由(yóu)於徑向柱塞泵屬於一種(zhǒng)新型的技術(shù)含量比較高的(de)高效泵,隨著國產化的(de)不斷加快,徑向柱(zhù)塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分;徑向柱(zhù)塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱(zhù)塞泵工(gōng)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(zhuǎn)子,定(dìng)子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的(de)徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑(huá)靴(xuē)緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴(xuē)卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離心力和液(yè)壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由(yóu)於(yú)定於的偏心作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的(de)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(wèi)置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節(jiē)。油液的進出(chū)通過泵體和配(pèi)流軸上的流道(dào),並由配流軸上吸油(yóu)口控製(zhì),泵體內產生的液壓力被(bèi)靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的(de)作用。液壓係統中:軸向(xiàng)柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行(háng)的柱(zhù)塞在柱塞孔內往複運(yùn)動所產生的容積變化來進行工(gōng)作的。由於柱塞(sāi)泵的柱塞和柱塞孔都是圓(yuán)形零件,加(jiā)工時可以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈簧(huáng)的作用(yòng)下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程可分為(wéi)以下三個階段。結論:通過上述討論(lùn),得出下列結論
① 柱塞往複運動總行(háng)程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每循環的(de)供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。
四、 國(guó)產(chǎn)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範圍對供油量的要求不同,以(yǐ)柱塞行程,泵缸中心距和(hé)結構型式(shì)為基礎,再分別配(pèi)以不(bú)同尺寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作循環內(nèi)供油量不等的噴油(yóu)泵,以滿足各種柴油機的需要。國產係列噴油(yóu)泵的工作原理和(hé)結構型式基本相同,以A型泵(bèng)為例介紹柱塞(sāi)式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部(bù)分組成:分泵(bèng)、油量調(diào)節機構、傳動機構和泵體
為微(wēi)處理(lǐ)器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有(yǒu)工作壓力穩定、脈動(dòng)小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等(děng)行業,滿足(zú)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(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升(shēng)程(chéng)決定。柱塞每循環的供油(yóu)量大小取決於供油行程,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(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻,從而改(gǎi)變(biàn)供油量。柱塞(sāi)泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進油過(guò)程
當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端麵把柱塞套上的(de)進油孔打開後(hòu),充滿在(zài)油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到(dào)下止(zhǐ)點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行(háng)到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),泵油室(shì)低(dī)壓油(yóu)路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝(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(cǐ)後柱塞還(hái)要上行,當凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了(le)下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞(sāi)泵上有(yǒu)兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸(gāng)內出現負壓,這時(shí)一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動(dòng)時,將液體壓(yā)縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被(bèi)排出。這種工(gōng)作方式連續運(yùn)動後就形成了連續供油 。
5、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝。首(shǒu)先把一組柱塞杆外徑修(xiū)整(zhěng)到統一尺寸,再用1000#以上(shàng)的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫(wēn)熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法(fǎ)要求銅外套外(wài)徑表麵有溝(gōu)槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合方(fāng)式的缸體與銅套,安裝方法如下(xià):
(a)采用研磨棒,手工或機械方法研磨(mó)修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔(kǒng)。
采用“表麵(miàn)工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱塞表麵鍍一層(céng)硬(yìng)鉻;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴(pēn)塗或電弧噴塗或電噴(pēn)塗:噴(pēn)塗高碳馬氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷(fū):在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金(jīn)粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵,使用3000h後(hòu),操(cāo)作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次(cì),檢查液壓泵運轉聲響(xiǎng)是否(fǒu)正常。如發現液壓缸速度下降或悶車(chē)時,就應該對補油泵解體(tǐ)檢查(chá),檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內齒(chǐ)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)低於油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油(yóu)的清(qīng)潔度越高,液壓泵的使用壽(shòu)命越長(zhǎng)。
柱塞泵最重要的部件是軸承(chéng),如果軸承出現遊隙,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(yóu)膜(mó)厚度,降低柱塞泵軸承的(de)使用(yòng)壽命(mìng)。據液壓泵(bèng)製(zhì)造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值(zhí)就需要更換新口。拆(chāi)卸下來的軸(zhóu)承(chéng),沒有專業檢測儀器是無(wú)法(fǎ)檢測出軸承的遊隙的(de),隻能采用(yòng)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(chéng)時,應注意原軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸(zhóu)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(lìng)一種(zhǒng)品牌,應請教(jiāo)對(duì)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(jí)和載荷容量。
當(dāng)實際壓力(lì)大於需要(yào)壓力時,都是通過溢流閥來調節,使(shǐ)其(qí)工作壓力保持穩定讓溢流閥施放超出部分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流(liú)來調節壓力和流(liú)量(liàng)時,有部分的餘量溢流回原係統,從而造成(chéng)柱塞泵存在(zài)無用(yòng)功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可定它封閉,通過節能(néng)變頻器本身自動(dòng)調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤(zōng)設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞泵的運行(háng)能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢(jiǎn)修
(1)檢查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞(sāi)能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查(chá)柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩(liǎng)個(gè)手指堵住柱塞頂(dǐng)端和側麵的(de)進油口。用另一隻手拉出(chū)柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副(fù)。
(4)檢查出油(yóu)閥副減壓環帶(dài)是否磨損有台(tái)階或傷(shāng)痕現象,必要時應予(yǔ)以更換(huàn)。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓(yā),當(dāng)手指離開出油閥上端(duān)時,它能自動彈回原位(wèi),表明出油閥副密封良好,否則應更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間(jiān)隙為0~0.03mm,如(rú)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間的間隙,應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。