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柱塞(sāi)泵是液壓係統的(de)一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動(dòng),使密封工作容腔的容積發生(shēng)變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力(lì)高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣泛應(yīng)用於高壓、大流量和流量需要調節的場合,諸如(rú)液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、臥式柱塞(sāi)泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成主(zhǔ)要有偏心輪、柱塞、彈簧(huáng)、缸體、兩(liǎng)個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉(bì)容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上下往複運動一(yī)次(cì),向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排(pái)出的(de)油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(一般為3個或6個(gè))並列安裝(zhuāng),用(yòng)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,實現吸、排液(yè)體的液壓泵(bèng)。它們(men)也都采用(yòng)閥(fá)式配流(liú)裝置,而且大多(duō)為(wéi)定量泵(bèng)。煤礦液壓支架係(xì)統中的乳化(huà)液泵一(yī)般都是臥(wò)式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液壓支架提供(gòng)乳化液,工(gōng)作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複運動,實(shí)現吸液和排液。
3、軸向式
軸(zhóu)向柱塞泵(英(yīng)文名:Piston pump)是活塞或(huò)柱塞的(de)往複(fù)運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用(yòng)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(yóu)於柱(zhù)塞和柱(zhù)塞孔都(dōu)是圓(yuán)形零件,可以達到很(hěn)高的精度(dù)配合(hé),因此容積效率高。
4、直軸(zhóu)斜盤式
直軸斜盤(pán)式(shì)柱塞泵分為壓力(lì)供油型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,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(qì)壓不足時就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成泵體內回(huí)程板(bǎn)與壓板的(de)非正常(cháng)磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向(xiàng)柱塞泵可分為閥配流與(yǔ)軸配流兩大類。閥配流徑向柱塞泵存在故(gù)障率高、效率低(dī)等缺點。國際上(shàng)70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱(zhù)塞泵的不足。由於徑向泵結構(gòu)上的(de)特點,固定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(biàn)量行程短泵的變量是在變量柱塞和限(xiàn)位柱塞作用下,改變定(dìng)子的(de)偏心距(jù)實現的,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(jì)為高壓操縱,由(yóu)控製閥進行(háng)控製。故(gù)該泵的(de)響應速度快。徑向結構(gòu)設計克服了如軸向(xiàng)柱(zhù)塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高(gāo)。
6、液壓式
液壓柱塞(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器後,必(bì)須等(děng)液壓油箱(xiāng)達到使用氣(qì)壓後,才能操作機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用(yòng)有氣壓的油箱(xiāng),也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口(kǒu)提供壓力油的。自吸油型液壓(yā)泵的自吸油能(néng)力很強(qiáng),無需外力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩(liǎng)種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬(shǔ)於一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國(guó)產化的不斷(duàn)加(jiā)快(kuài),徑向(xiàng)柱塞泵必然會成為(wéi)柱塞泵應用領域的重要組成部(bù)分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原(yuán)理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器 傳遞給星(xīng)形的液壓缸體轉子,定子不受(shòu)其它橫向(xiàng)作用力。轉子(zǐ)裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜(jìng)壓平(píng)衡的滑(huá)靴緊貼著偏心行程定子(zǐ)。柱塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠(kào)離(lí)心力和液壓力(lì)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)程為定於偏心距的(de)2倍。定子的(de)偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱(zhù)塞來調節。油液的進出通過泵體和(hé)配流(liú)軸(zhóu)上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵(bèng)體內產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平(píng)衡采取了過(guò)平衡壓力補償方(fāng)法,形成了開環控(kòng)製。支承驅動軸的軸承隻起支承作(zuò)用,不受其他外力的(de)作用。液壓係統中:軸向柱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來進行工作的。由於柱塞泵的(de)柱塞和柱塞孔都是(shì)圓形零件,加(jiā)工時可以達到(dào)很(hěn)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(huáng)的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油任(rèn)務,泵油過(guò)程可分為以下三個階段。結論(lùn):通過上述討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複運動總行程L是不(bú)變的,由凸輪(lún)的升程決定(dìng)。
② 柱塞每循(xún)環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程不受凸輪(lún)軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而變化。
④ 轉動柱(zhù)塞(sāi)可改變(biàn)供油終了(le)時刻,從而改變供油量。
四、 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號等係列。係列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油(yóu)量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種(zhǒng)在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機(jī)的(de)需要。國產係列噴油泵的工作原理和(hé)結構型式基本相(xiàng)同,以A型泵為例介紹柱塞式噴油(yóu)泵的構造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵、油(yóu)量調節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製(zhì),液晶屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操(cāo)作方便等特點(diǎn)。廣泛用於生化、醫藥、化工(gōng)、環保等行業,滿足以上行業需要連續恒壓、恒流輸送液(yè)體的要求。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞(sāi)往複運(yùn)動總行程L是不變的(de),由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程,供油行(háng)程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變(biàn)化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從(cóng)而(ér)改變供(gòng)油量。柱塞泵工作時,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(xià)運(yùn)動,柱塞(sāi)上部空間(稱為泵油室(shì))產生真空度,當柱塞上端麵(miàn)把柱塞套上的進油孔打(dǎ)開後,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束(shù)
4、回油過程
柱(zhù)塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相(xiàng)通時,泵油室低壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然(rán)下降,出油閥在彈(dàn)簧力的作用(yòng)下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分轉過去(qù)後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個(gè)循環。柱塞(sāi)泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵(bèng)上有兩個(gè)單向閥,並且方向(xiàng)相反,柱塞向一個方向運動時(shí)缸內出(chū)現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮後另一個單向閥(fá)被打開,被吸入缸內的液體被排出(chū)。這種工作方式連續運動後(hòu)就(jiù)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(huàn)銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統(tǒng)一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套(tào)的三種方法:
(a)缸(gāng)體加(jiā)溫熱裝或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈(yíng)裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配(pèi),這咱(zán)方法要求銅外套外徑表麵有溝槽(cáo);
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗(tú)樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒(shāo)結合方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨(mó)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)采用鉸刀修(xiū)複缸體孔。
采(cǎi)用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高碳(tàn)馬(mǎ)氏體(tǐ)耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表(biǎo)麵熔敷高硬度耐磨(mó)合金粉末。
五(wǔ)、機械(xiè)維(wéi)護
采用補油泵供油(yóu)的柱塞泵,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(zhuǎn)聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對(duì)於自吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內(nèi)的(de)油液不得低(dī)於油(yóu)標下限,要保持(chí)足夠數量(liàng)的液壓油。液壓油的清潔度越高,液壓泵的使用壽命越長。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則(zé)不能保證液壓泵(bèng)內部三對磨擦副的正常間隙,同時也(yě)會(huì)破(pò)壞各磨擦副的靜(jìng)液壓(yā)支(zhī)承油膜厚度,降低柱塞泵軸承(chéng)的使用壽命。據液壓(yā)泵製造廠提供的資料,軸承的平均使用壽命(mìng)為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(yǒu)專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙(xì)的,隻能采用目測,如發(fā)現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換。在更(gèng)換(huàn)軸承(chéng)時,應注意原軸承的英文字母和型號,柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承,購買(mǎi)原廠(chǎng)家,原規格的(de)產品,如果更(gèng)換另一種品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的是保(bǎo)持軸承的精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力(lì)大(dà)於需(xū)要壓力時,都是通(tōng)過(guò)溢流閥來(lái)調節(jiē),使其工作壓力保持穩定(dìng)讓(ràng)溢流閥(fá)施放(fàng)超出部分。而電機一直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力和流量時,有部分的(de)餘量溢流回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率低,若使用創(chuàng)傑節能變頻(pín)器後,溢流閥可定它封(fēng)閉,通過節能變頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓力(lì)。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調節方(fāng)式更大 優點就是(shì)能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可(kě)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)檢查柱塞副配(pèi)合情況。將柱塞端頭插人柱塞套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下(xià)緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手(shǒu)握住柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大(dà)的吸力,放(fàng)鬆柱塞(sāi)立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更(gèng)換柱塞副。
(4)檢查出(chū)油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時應予以更換(huàn)。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能自(zì)動彈回原位,表明出油(yóu)閥(fá)副密(mì)封良好(hǎo),否則應更(gèng)換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴(pēn)油泵體和挺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。