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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(tǐ)中往複運動,使密封工作容腔的容積發生變化來實(shí)現吸油(yóu)、壓油。柱塞泵具有額定壓力高(gāo)、結構緊湊、效率高(gāo)和流量調節方便(biàn)等優點。
柱塞泵被廣(guǎng)泛應用於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場(chǎng)合,諸如液壓機、工(gōng)程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱(zhù)塞泵、軸向柱塞泵和徑(jìng)向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組(zǔ)成(chéng)主要有偏心輪、柱塞(sāi)、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。偏心輪旋轉一轉,柱(zhù)塞上下往複運(yùn)動一次,向下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一(yī)轉排出的(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(zhù)塞泵
臥式柱塞泵是由幾個柱塞(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、排液體(tǐ)的液壓泵。它們也都采(cǎi)用閥式配流(liú)裝置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳(rǔ)化液泵一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於采煤工作(zuò)麵,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞做往複運(yùn)動,實現吸液和排液。
3、軸(zhóu)向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞(sāi)的往複運動方向與缸體中心(xīn)軸平行(háng)的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複運動所產(chǎn)生的容(róng)積變化來進行(háng)工作的(de)。由於柱塞和柱(zhù)塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度配合,因(yīn)此容積效率高。
4、直(zhí)軸斜盤式
直軸斜(xié)盤式柱塞泵分為壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都是采用(yòng)有氣壓的油箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每(měi)次啟動機器之後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣(qì)壓後,才能操作機械。如果液壓油箱的氣壓不足時就啟動機器,會對(duì)液壓泵內的滑靴造成拉脫現象,會造成(chéng)泵體內回程板與壓板的非正常磨(mó)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(sāi)泵存在故障率(lǜ)高、效率低等(děng)缺(quē)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塞泵的不足。由於徑(jìng)向泵結構上的特點,固定(dìng)了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵(bèng)耐(nài)衝擊(jī)、壽命長、控製精度(dù)高。變量行程短泵的變(biàn)量是(shì)在變量柱塞和限位柱塞(sāi)作用(yòng)下,改變定子的偏心距實(shí)現的,而定(dìng)於(yú)的更(gèng)大 偏心距為 5—9mm(根據排量大(dà)小不同),變量行程很短。且變量機構(gòu)設計為(wéi)高壓操縱,由控製(zhì)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(mó)的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式
液(yè)壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每(měi)次啟動機器後,必須等液壓油(yóu)箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供(gòng)油型的自吸(xī)油(yóu)型(xíng)兩(liǎng)種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣(qì)壓的(de)油箱,也有液壓泵本身帶(dài)有補油(yóu)分泵向液壓泵進油口提供壓(yā)力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外(wài)力供(gòng)油。
二、結構形式
柱塞(sāi)泵分為兩種有代表性的(de)結構形式的軸(zhóu)向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑向(xiàng)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;徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工(gōng)作原理: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(gāng)體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在(zài)配流軸上。位於轉子(zǐ)中的(de)徑向布(bù)置的柱塞,通過靜壓平(píng)衡的滑靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保持環將滑(huá)靴卡在行程(chéng)定(dìng)子上。泵轉動時(shí),它依靠離心(xīn)力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用(yòng),柱(zhù)塞將作往複運動,它的行程為定於(yú)偏(piān)心距的2倍。定(dìng)子的偏(piān)心距可由泵體(tǐ)上的徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通過泵體和配流(liú)軸上的流道,並由配流軸上吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡的表麵所吸收。摩(mó)擦副的靜壓(yā)平衡采(cǎi)取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形(xíng)成(chéng)了開環控製。支承驅動(dòng)軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱(zhù)塞(sāi)泵是利用與傳(chuán)動軸平行的柱塞在柱塞孔內往複(fù)運動所(suǒ)產生的容積(jī)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(shí)可以達到很高的精度配(pèi)合;
三、工作階段
工作(zuò)時(shí),在噴油泵凸(tū)輪軸上的凸輪與柱塞(sāi)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三個階段。結論:通過上述(shù)討論,得出(chū)下列結論
① 柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由(yóu)凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油(yóu)行程,供油行程不受凸(tū)輪軸控製是可變的。
③ 供油開始時刻不(bú)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,從而改變供油量。
四(sì)、 國產係列柱塞式(shì)噴油泵國(guó)產係列柱塞泵主要有A、B、P、Z和(hé)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係列(liè)化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範圍對供(gòng)油量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸中心距和(hé)結構型式為基礎,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若(ruò)幹種在一個工作(zuò)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(chǎn)係列噴油泵(bèng)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和工作原理。柱塞泵由(yóu)四大部分組成:分泵(bèng)、油量調節(jiē)機構、傳動機(jī)構和泵體
為(wéi)微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具(jù)有工作壓(yā)力穩定(dìng)、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(mǎn)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(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變的,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,供油行程不受凸輪軸控製是可變的。供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪(lún)與柱(zhù)塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而(ér)完成(chéng)泵(bèng)油任務,泵油過程可分為以下兩個階段。
2、進(jìn)油過程
當凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧(huáng)力的(de)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(shàng)的進油孔打開後,充滿在油泵上體油(yóu)道內的(de)柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的(de)斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低壓(yā)油(yóu)路便(biàn)與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽(cáo)溝通,油壓驟然下降,出油閥(fá)在彈簧(huáng)力的作用下迅速關閉,停止供油。此後柱塞還要上行(háng),當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後(hòu),在彈簧的作用下,柱塞又下(xià)行(háng)。此時便開始了下一個循(xún)環。柱塞泵以一個柱塞為原理(lǐ)介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方向運(yùn)動時缸內出現負壓,這時一(yī)個單向閥打開液體被吸入(rù)缸內,柱塞(sāi)向另一個方向運動時(shí),將液體壓縮後另一個單向閥被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體被(bèi)排(pái)出。這種工作方式連續運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(yǐ)采用(yòng)更換銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外(wài)徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過(guò)盈裝(zhuāng)配(pèi);
(b)采有樂泰膠粘著裝(zhuāng)配,這咱方法要求銅外套外徑表(biǎo)麵(miàn)有溝槽;
(c)缸(gāng)孔攻絲,銅(tóng)套外徑(jìng)加工(gōng)螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手(shǒu)工或機械方法研磨修(xiū)複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體(tǐ)孔;
(c)采用鉸(jiǎo)刀修複缸體孔。
采用“表(biǎo)麵(miàn)工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技(jì)術:在(zài)柱塞表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技(jì)術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材(cái)料;
(c)熱噴塗或電弧噴塗或電噴塗:噴(pēn)塗高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉(fěn)末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油的柱塞泵(bèng),使用3000h後,操作人員每日需(xū)對柱塞泵(bèng)檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時(shí),就應該對補油泵解體檢查,檢查(chá)葉輪邊沿是否(fǒu)有刮傷(shāng)現象(xiàng),內齒輪泵間隙(xì)是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保(bǎo)持足夠數量的(de)液壓(yā)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(shì)軸承,如果軸承出現遊隙,則(zé)不能(néng)保證液壓泵內部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也會破壞各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。據液壓泵製造廠提供的資料,軸(zhóu)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(zhuān)業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的遊(yóu)隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色(sè),就(jiù)必(bì)須更換。在更(gèng)換(huàn)軸(zhóu)承時,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(hé)容量軸承,購買原廠家,原規(guī)格的產品,如(rú)果更(gèng)換另一種品牌,應請教對(duì)軸承有(yǒu)經(jīng)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(róng)量。
當實際壓力(lì)大(dà)於需要壓力時,都是通過溢流(liú)閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢(yì)流閥施(shī)放超出部(bù)分。而電機一直(zhí)處於全(quán)速運行反複動作,功耗(hào)不變。當采用溢流來調節壓力和(hé)流量時,有部(bù)分(fèn)的餘量溢流(liú)回原係統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用功率,工作(zuò)效率(lǜ)低,若(ruò)使用創傑節能變頻器後,溢流(liú)閥可(kě)定它封閉,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(dìng),自動追蹤設(shè)備的壓力。實現自動化控製,從而節省能耗。這種調(diào)節方(fāng)式更大 優點就(jiù)是(shì)能降低柱塞泵的運行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有(yǒu)無傷痕和鏽蝕現(xiàn)象,必要時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插人柱塞(sāi)套內,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢(jiǎn)查柱塞副的密封性。用手握住(zhù)柱塞套,兩個手指堵住柱塞頂(dǐng)端(duān)和(hé)側麵的進(jìn)油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆(sōng)柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,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或傷(shāng)痕(hén)現象,必要時應予以更換。
(5)檢查出(chū)油閥副的配合(hé)情況。用手指(zhǐ)堵住出油閥下孔,用另(lìng)一手指(zhǐ)將出(chū)油(yóu)閥輕輕向下壓,當手指離開出油(yóu)閥上(shàng)端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則(zé)應更換出油閥副(fù)。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過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(xì),應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控製套。