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柱塞泵是液壓係(xì)統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複(fù)運動,使(shǐ)密封工作容腔的容(róng)積發生變化來實現吸(xī)油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構(gòu)緊湊、效(xiào)率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被(bèi)廣泛(fàn)應用於高壓、大流量和流量需要調(diào)節的(de)場合,諸如液壓機、工程機械(xiè)和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
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(jiān)形成密閉(bì)容積。偏心輪旋(xuán)轉一轉,柱塞上下(xià)往複運動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每(měi)轉一轉排出的油液體積稱為排(pái)量,排量隻與泵的結構參數有關。
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)並列(liè)安裝,用1根曲軸通過連杆滑(huá)塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸(xī)、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而(ér)且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是(shì)臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作麵,為液(yè)壓支(zhī)架提供乳化液,工作原理靠(kào)曲軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實(shí)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(fāng)向與缸體中心軸平(píng)行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的(de)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是圓形零件,可以達到(dào)很高的(de)精度配合,因此容積效率高(gāo)。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤式柱塞泵分為壓力(lì)供油型和自吸油型兩種。壓(yā)力供油型液(yè)壓泵大(dà)都是采用有氣壓的油箱,靠氣(qì)壓(yā)供油的液壓(yā)油箱,在每次啟動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不(bú)足時就啟動機器,會對液壓(yā)泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現(xiàn)象,會造成泵體(tǐ)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。國際上70、80年代發展(zhǎn)的軸(zhóu)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(gù)定了軸配流徑向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞泵耐衝擊、壽命長、控製精度高(gāo)。變量行程短泵的變量是在(zài)變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的偏心距實(shí)現的,而定於的(de)更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同),變(biàn)量行程很短。且(qiě)變量機構設計為高壓操縱,由控製閥(fá)進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克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(kào)氣壓供(gòng)油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必須等液壓油箱達到(dào)使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓(yā)泵本身帶有補(bǔ)油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵(bèng)的自吸油能力很強(qiáng),無需外力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量(liàng)比較高(gāo)的高效泵,隨著國產化的不(bú)斷加快,徑向柱塞泵(bèng)必然會成為柱(zhù)塞泵應用領域的重要組成部分(fèn);徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動(dòng)方向與驅動(dòng)軸(zhóu)垂直的柱塞泵。徑(jìng)向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸(zhóu)上。位於轉子中的徑向布(bù)置的柱塞,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(guò)卡簧(huáng)鎖定。二個保(bǎo)持環將滑靴卡在(zài)行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和(hé)液壓力壓在(zài)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,它的行程為定於偏心距(jù)的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相(xiàng)對的兩個柱塞來調(diào)節。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,並(bìng)由配流(liú)軸上(shàng)吸油口控製,泵體(tǐ)內產生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦副的靜(jìng)壓平衡采取了過平衡壓力補償方法(fǎ),形成了開環控製。支(zhī)承驅動軸的軸承隻起支承作用,不(bú)受(shòu)其他外力的作用。液壓係(xì)統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往複運(yùn)動所產生(shēng)的容積變化來(lái)進行(háng)工作的。由於柱塞(sāi)泵的(de)柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,加工(gōng)時可以達到(dào)很高(gāo)的精度配合;
三、工作階(jiē)段
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與(yǔ)柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫(pò)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三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油(yóu)量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸(tū)輪(lún)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。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油(yóu)量。
四(sì)、 國產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(děng)係列。係(xì)列化是根據(jù)柴油(yóu)機單缸功(gōng)率範圍對供油(yóu)量(liàng)的要(yào)求不同,以柱塞行程,泵缸中心距(jù)和結構型(xíng)式為基礎,再分別(bié)配以不同尺(chǐ)寸的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個工作循環內供(gòng)油量不等的噴油(yóu)泵,以(yǐ)滿足各種柴油機的需要。國產係列(liè)噴油泵(bèng)的工作原理和結(jié)構型式基本相同,以A型(xíng)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分(fèn)組成:分泵、油量調節機構(gòu)、傳動機構和泵體
為(wéi)微處理器智能(néng)控製,液(yè)晶屏顯示(shì),可與電腦進行通(tōng)訊,具有工作壓力穩定、脈動小(xiǎo)、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液體的要求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱(zhù)塞往複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱(zhù)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。供油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終了時刻(kè),從而改變供油量。柱塞泵工(gōng)作時,在噴(pēn)油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱塞彈簧的作用下(xià),迫使(shǐ)柱塞作上、下往複運動,從而完成泵(bèng)油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階段。
2、進油(yóu)過程
當凸輪的凸起部分(fèn)轉(zhuǎn)過去後,在彈(dàn)簧力的作用下,柱塞向下運(yùn)動(dòng),柱塞上部空(kōng)間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上(shàng)端(duān)麵把柱塞套上(shàng)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)進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油(yóu)結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(cáo)(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部的中孔和徑向孔(kǒng)及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用下(xià)迅速關閉,停止供油(yóu)。此後柱塞還要上(shàng)行,當凸輪的凸起(qǐ)部分轉過去後,在彈簧的(de)作用下,柱(zhù)塞又下行。此時便開始了下一個(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閥,並且方向相反,柱(zhù)塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開(kāi)液體被(bèi)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(xī)入缸內的液體被排出。這種工作方式連(lián)續運動後(hòu)就形成了連續(xù)供油 。
5、機(jī)械使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以(yǐ)采用更換銅套的方法安(ān)裝。首(shǒu)先把一組柱塞杆外徑修整到(dào)統一尺寸,再用(yòng)1000#以(yǐ)上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法(fǎ):
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝(zhuāng)配;
(b)采有樂泰(tài)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,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝配。
熔燒結合方式的缸體與銅套,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(tǐ)孔;
(c)采(cǎi)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:在柱塞表麵鍍一層硬鉻(gè);
(b)電(diàn)刷(shuā)鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵(miàn)熔敷高(gāo)硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采(cǎi)用補油泵(bèng)供油的(de)柱(zhù)塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發(fā)現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪(lún)邊沿是否有刮傷現象,內(nèi)齒輪泵間隙是否(fǒu)過大。對(duì)於自吸油(yóu)型柱塞泵,液壓油箱(xiāng)內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)夠數量的液壓油。液壓油的清潔度(dù)越高,液(yè)壓泵的使用壽命(mìng)越長。
柱塞泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸(zhóu)承出現遊隙(xì),則不能(néng)保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正(zhèng)常間隙,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支(zhī)承油膜厚度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用(yòng)壽命。據液(yè)壓泵製造廠(chǎng)提供的資料(liào),軸承的平均使用壽命為(wéi)10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒(méi)有專業檢測儀器是無法檢測出軸(zhóu)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)必須更換。在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母(mǔ)和型號,柱塞泵軸承(chéng)大都采用大載荷容量軸承,購(gòu)買(mǎi)原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的人(rén)員查表對換,目的是保持軸承的(de)精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩(wěn)定讓溢流閥施放超(chāo)出部分。而電機一直(zhí)處(chù)於全速運行反複動(dòng)作,功耗不變。當采用溢流來(lái)調節壓力和流量時,有部分的餘量溢(yì)流回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使用創傑節能變頻器後,溢流閥可(kě)定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自動化控製,從(cóng)而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行(háng)能(néng)耗,節電效果可(kě)達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和(hé)鏽蝕現象,必要時應更換新品(pǐn)。
(2)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭插人(rén)柱塞套內(nèi),傾斜約60°,若(ruò)柱塞能在自身作(zuò)用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱塞套,兩個手指堵住(zhù)柱塞頂(dǐng)端和側麵(miàn)的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱(zhù)塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原位,表明(míng)柱塞副密(mì)封良(liáng)好(hǎo),否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階(jiē)或傷(shāng)痕現(xiàn)象,必要時應予以更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下(xià)壓,當手指離開出油閥上端時,它(tā)能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵(bèng)體(tǐ)和挺(tǐng)柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超(chāo)過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱(zhù)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。