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柱(zhù)塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工作容腔(qiāng)的容積發生變化(huà)來(lái)實現吸油、壓油。柱塞(sāi)泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣(guǎng)泛應(yīng)用於高(gāo)壓、大流量和流量需(xū)要調節的場合,諸如液壓機、工(gōng)程機(jī)械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵(bèng)一般分(fèn)為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向(xiàng)柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有(yǒu)偏心輪、柱塞、彈簧、缸(gāng)體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉,柱塞上下往複運動一次,向下運動(dòng)吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出(chū)的油液體積稱為排量(liàng),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(sāi)(一般為3個或6個)並(bìng)列安裝,用1根(gēn)曲軸通過連杆滑塊或由偏心軸直接推動(dòng)柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用(yòng)閥式配流裝(zhuāng)置,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵(bèng)一般(bān)都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化(huà)液泵用於采煤工作麵,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動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞(sāi)泵(bèng)(英文名:Piston pump)是(shì)活塞(sāi)或柱塞的往(wǎng)複運動方向與(yǔ)缸體中心軸平(píng)行的柱(zhù)塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱(zhù)塞孔(kǒng)內往複運動所產(chǎn)生的容積變(biàn)化(huà)來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以達到很高的精度(dù)配合,因此容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸(zhóu)斜盤(pán)式柱塞泵分為(wéi)壓力供油型和自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都(dōu)是采(cǎi)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(bì)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足時就啟動機器,會對液壓泵內(nèi)的滑(huá)靴造成拉脫現象,會造成泵體內回程板與(yǔ)壓板的非正常磨損。
5、徑向(xiàng)式
徑向柱塞泵可分為(wéi)閥配流與軸配(pèi)流兩(liǎng)大類。閥(fá)配流徑向柱塞泵存在(zài)故障率(lǜ)高、效率低等缺點。國際上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(bú)足。由於徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸(zhóu)向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命長(zhǎng)、控製精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位(wèi)柱塞作用下(xià),改變定子的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量(liàng)大小不同),變量行程很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進(jìn)行控製。故該泵的響應速度快。徑(jìng)向結構設計克服了如軸向柱(zhù)塞泵滑靴(xuē)偏磨的問題。使(shǐ)其抗衝擊能力大幅度提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠(kào)氣壓供油的液壓油箱(xiāng),在每次啟動機器後,必須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作(zuò)機(jī)械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身(shēn)帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自(zì)吸(xī)油型液壓泵的(de)自吸油能力很(hěn)強,無需外力(lì)供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種(zhǒng)有代表性的結構形式的軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新(xīn)型的(de)技術含量(liàng)比較高的(de)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;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往複運(yùn)動方向與驅動軸(zhóu)垂(chuí)直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作原理:驅動扭矩由驅動軸 通過十字聯軸器(qì) 傳遞給星形的液壓缸體(tǐ)轉子,定子(zǐ)不(bú)受其它(tā)橫向作用力。轉子(zǐ)裝在配流(liú)軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱(zhù)塞與滑靴球鉸相連,並通過卡簧鎖定。二個保(bǎo)持環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心力和液壓力壓在定於內表(biǎo)麵上。當轉子轉動時,由於(yú)定於的偏心作用,柱塞將作往(wǎng)複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由(yóu)泵體上的(de)徑向位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流(liú)道,並由配流軸上吸油口控製,泵(bèng)體內產生的液壓(yā)力被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(fāng)法(fǎ),形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻(zhī)起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是(shì)利用與傳動(dòng)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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,加工時可以達(dá)到很高的精度(dù)配(pèi)合;
三、工作階段
工作時,在(zài)噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱(zhù)塞彈簧的作(zuò)用下,迫使柱(zhù)塞作上(shàng)、下往複運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下(xià)列結論(lùn)
① 柱塞往複運動(dòng)總行程L是不變的,由凸輪的升程(chéng)決定。
② 柱塞每(měi)循環的供油量大小取決於供(gòng)油行程(chéng),供油行程(chéng)不受凸輪軸控製是可變(biàn)的。
③ 供(gòng)油開始時刻不隨供油行程的變(biàn)化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供(gòng)油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵國(guó)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(liè)化是根據柴油機單缸功率(lǜ)範圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別(bié)配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹種在一(yī)個工作循環內供油量不等的(de)噴油泵,以滿足各(gè)種柴油(yóu)機的(de)需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基(jī)本相(xiàng)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(bù)分組(zǔ)成:分泵、油量調(diào)節機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控(kòng)製,液晶屏(píng)顯示,可與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於(yú)生(shēng)化、醫藥、化工、環(huán)保等行業,滿足以上行業需要(yào)連續恒壓、恒流輸送液體的要求(qiú)。
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,由凸輪的升程決定(dìng)。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(kě)變的。供油開始時(shí)刻不(bú)隨供(gòng)油行程的變化而變化。轉動柱塞可改變供油(yóu)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與柱塞彈簧的(de)作用下(xià),迫使柱塞作上、下往複運動(dòng),從而完成(chéng)泵油任務,泵油過程(chéng)可分為以下兩個階(jiē)段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去後,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(kōng)度,當(dāng)柱塞上(shàng)端麵把柱塞套上的進(jìn)油孔打開後(hòu),充滿(mǎn)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
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供油(yóu),當上行到柱塞上(shàng)的斜槽(停供(gòng)邊)與套(tào)筒上的回油孔相通時,泵油室低壓油路便與(yǔ)柱(zhù)塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟(zhòu)然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止(zhǐ)供油。此後柱塞還要上行,當凸輪的凸起部分(fèn)轉過去後,在(zài)彈簧的作用(yòng)下,柱塞又(yòu)下行。此時便開始了下一個循環(huán)。柱塞泵以一個柱塞為原理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向(xiàng)閥,並且方向相(xiàng)反,柱塞向一(yī)個方向運動時缸內出現負壓,這時一個單向閥打開液(yè)體被吸入缸內,柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另(lìng)一個單(dān)向閥(fá)被打開,被吸(xī)入缸內的液體被排出。這(zhè)種工作方式連續運動後就形成(chéng)了連續供油 。
5、機械使用(yòng)
柱塞泵缸體鑲裝銅套的(de),可以采用更換銅套的方法安裝。首先把一組(zǔ)柱塞杆外徑(jìng)修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑(jìng)。
缸體安裝銅套的三(sān)種方法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱方法要求銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔(kǒng)攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰(tài)膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結(jié)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(táng)床,重(chóng)新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
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;
(b)電刷鍍(dù)技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(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(zài)柱塞表麵熔敷(fū)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供(gòng)油的柱塞(sāi)泵,使用3000h後,操作人員每日需對柱塞泵檢查(chá)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(jiàng)或悶車時,就應該對補(bǔ)油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱(zhù)塞泵,液壓油箱內的油液不得低(dī)於(yú)油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔(jié)度越高,液壓泵的(de)使用壽命越長。
柱塞泵(bèng)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,同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚(hòu)度,降低(dī)柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵製造廠提供的資料,軸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(lái)的軸承,沒有專業(yè)檢測儀器是(shì)無法檢測出軸承的遊隙的,隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃痕或變色,就必須更換(huàn)。在更(gèng)換(huàn)軸承時,應(yīng)注意原軸(zhóu)承的英文字母和型號,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,如果更換另一種品牌,應請教對軸承(chéng)有經驗的人員查表對換,目的(de)是保持軸承的精度(dù)等級和載荷容量。
當實(shí)際壓力(lì)大於需要壓力時,都是通過溢流閥來調節,使其工作(zuò)壓力保持穩定讓溢流閥施(shī)放超出(chū)部(bù)分。而電機一(yī)直處於全速運行反複動作,功耗不變。當采用(yòng)溢流來調節壓力和流量時,有部分(fèn)的餘量溢流(liú)回原係統,從而造成柱塞泵存在無用功率(lǜ),工作效率低,若使(shǐ)用創傑節能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節(jiē)能變頻器本身自動調整工作(zuò)壓力,保持工作壓力的穩定,自動追(zhuī)蹤設備的壓力(lì)。實(shí)現自(zì)動化控製,從(cóng)而節省能耗。這種調節方式更大 優點就是(shì)能降低(dī)柱塞泵的運(yùn)行能耗,節電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢(jiǎn)查柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要(yào)時應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合(hé)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緩慢地下滑(huá)為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性。用手握住柱(zhù)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(chū)柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱(zhù)塞立即縮(suō)回原位,表明柱塞(sāi)副密封良好,否則應更(gèng)換柱塞(sāi)副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階(jiē)或傷痕現象,必要時(shí)應予以更換。
(5)檢查出油閥副的(de)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壓,當手指離開出(chū)油閥上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良(liáng)好,否則(zé)應(yīng)更換出(chū)油閥副。
(6)檢查挺(tǐng)柱體。噴油(yóu)泵體和挺柱體(tǐ)之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如(rú)超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢(jiǎn)查柱塞凸(tū)緣和控製套(tào)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。