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柱塞泵是液壓係統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往複運動,使密封工(gōng)作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。
柱塞泵被廣泛應用於高壓、大(dà)流量和流量需要調節的場合,諸如液壓(yā)機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一(yī)般分為單柱塞(sāi)泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞(sāi)泵和徑向柱塞泵。
1、單柱塞泵
結構組成(chéng)主要有偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔(kǒng)之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一轉(zhuǎn),柱塞上下往複運動一次,向(xiàng)下運動吸油,向上運動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為(wéi)排量,排量隻與泵的結構(gòu)參數(shù)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)並列安裝,用1根曲軸通過(guò)連杆(gǎn)滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥(fá)式配流裝置,而且大多為定量(liàng)泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般(bān)都(dōu)是臥式柱塞泵。乳化液(yè)泵用於采煤工作麵,為液壓支架提供乳(rǔ)化液,工作原理靠曲軸的旋轉帶動活塞(sāi)做往複運動,實現吸液和排液。
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向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳(chuán)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(de)。由於柱塞和柱塞孔都(dōu)是圓形零件,可以達到很(hěn)高的精度配合,因此(cǐ)容積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜盤(pán)式柱塞泵(bèng)分為壓力供油型和自吸油型兩(liǎng)種。壓力供(gòng)油型液(yè)壓泵大都是采用有(yǒu)氣壓的油(yóu)箱,靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器之後,必須等(děng)液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械(xiè)。如果(guǒ)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(xiàng),會造成泵體內(nèi)回程(chéng)板與(yǔ)壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞泵(bèng)可分為閥配(pèi)流與軸(zhóu)配流兩大類。閥配流徑向(xiàng)柱塞泵(bèng)存在故障率高、效率低等(děng)缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸(zhóu)配流(liú)徑向柱塞泵克服了閥配(pèi)流徑向柱塞(sāi)泵的不足(zú)。由(yóu)於(yú)徑向泵結構上的特點,固定了軸配流徑(jìng)向柱塞(sāi)泵比軸向柱塞(sāi)泵(bèng)耐衝擊、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柱塞作用下,改變定子(zǐ)的偏心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很(hěn)短。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速(sù)度快。徑向結構設計(jì)克服了如軸向柱塞泵(bèng)滑靴偏磨的問題。使其抗衝擊能力大(dà)幅度(dù)提高。
6、液(yè)壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器後,必(bì)須(xū)等液壓油箱達到使用氣壓後(hòu),才(cái)能(néng)操(cāo)作機械。直軸斜盤式(shì)柱塞(sāi)泵分為壓力供油型的自吸油型(xíng)兩種。壓力供油型液(yè)壓泵(bèng)大都采用有(yǒu)氣(qì)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。自吸(xī)油型液壓泵的自吸油(yóu)能力很強,無需外力供油。
二、結構形(xíng)式
柱塞泵分為兩種有代表(biǎo)性的結構(gòu)形式(shì)的軸向(xiàng)柱塞泵和(hé)徑向柱塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技術含量比較高的高(gāo)效泵,隨(suí)著國產(chǎn)化(huà)的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成(chéng)為柱(zhù)塞泵(bèng)應用領域的重要組成部分;徑向(xiàng)柱塞泵是活塞或柱塞(sāi)的往複(fù)運動方(fāng)向與(yǔ)驅動軸垂直的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞(sāi)泵工作原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通(tōng)過十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(gāng)體轉子(zǐ),定子不受其它橫向作(zuò)用(yòng)力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布(bù)置(zhì)的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑(huá)靴(xuē)緊貼著偏心行程定(dìng)子。柱塞與(yǔ)滑靴球鉸相連,並通過(guò)卡(kǎ)簧鎖定。二個保持環將滑靴(xuē)卡在行程定子上(shàng)。泵轉動時,它依(yī)靠離心力和液壓力壓在定於內表麵上。當轉子轉(zhuǎn)動(dòng)時,由於定於的偏心(xīn)作用(yòng),柱塞將作往複運動,它的行程為定於偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵(bèng)體上的(de)徑向位置相對的兩個柱塞來調節。油液的進出(chū)通過泵體和配流軸上的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口控製(zhì),泵體內產生的液壓力(lì)被靜壓平衡的表麵所吸收。摩擦(cā)副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開(kāi)環控製。支承驅動軸的軸(zhóu)承隻起支承作用(yòng),不受其他外力的作用(yòng)。液壓係統中(zhōng):軸向柱(zhù)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。由於柱塞泵的柱塞和柱塞(sāi)孔都是圓形零件,加工時可(kě)以達到(dào)很高的精度配合;
三、工作階段
工作時,在噴(pēn)油泵(bèng)凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油過程可分為以下三(sān)個階段。結論:通過上述討論,得出下列結論(lùn)
① 柱塞往複運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱塞每循環的供油量大小取決於供油行程(chéng),供油行程不受凸輪軸控製(zhì)是可變的(de)。
③ 供油開始時刻不隨供(gòng)油行程的變化而變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終(zhōng)了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴油泵國產係(xì)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(yóu)機單(dān)缸(gāng)功率範圍對供油量的要求不同,以柱塞行(háng)程,泵缸中心距和(hé)結構型式(shì)為基礎,再分別配以不同(tóng)尺寸的柱塞直徑,組成(chéng)若幹種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴(chái)油機的(de)需要。國產係列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同,以A型泵為(wéi)例介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構(gòu)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、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶屏顯示,可與電(diàn)腦進行通訊(xùn),具(jù)有工作壓力穩定、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生化、醫藥、化工、環保等行(háng)業(yè),滿足以上行業需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的要求。
1、機械原(yuán)理(lǐ)概述
柱塞泵柱塞往複運動總(zǒng)行程L是不變的,由凸(tū)輪(lún)的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於供(gòng)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與柱塞彈簧的作用下,迫(pò)使柱塞作上、下(xià)往複(fù)運動,從而完成泵油任務,泵(bèng)油(yóu)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(guò)去後,在彈(dàn)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(sāi)套上的進油孔打開後,充滿(mǎn)在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室(shì),柱塞運動(dòng)到下止點,進油結束
4、回油過程
柱塞(sāi)向上供油,當上行到(dào)柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵(bèng)油室低(dī)壓(yā)油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓(yā)驟然下降(jiàng),出油(yóu)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,在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行。此時便開(kāi)始了下一個循環。柱塞泵(bèng)以一個柱塞為原(yuán)理介紹,一個柱塞泵上有兩個單向閥,並且方向相反,柱塞向一(yī)個方向運動時(shí)缸內出現負壓,這時一個(gè)單向閥打開液(yè)體被吸入缸內(nèi),柱塞(sāi)向另一個方向運(yùn)動時,將液體(tǐ)壓縮後另(lìng)一個單向閥被打開(kāi),被(bèi)吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運(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(cǎi)用更換銅套的方法(fǎ)安(ān)裝。首先把(bǎ)一組(zǔ)柱塞(sāi)杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂紙拋光外徑。
缸體安裝銅套的三種方法:
(a)缸(gāng)體加溫熱裝或銅套(tào)低(dī)溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰(tài)膠粘著裝(zhuāng)配(pèi),這咱(zán)方法要(yào)求銅外套外徑表(biǎo)麵有(yǒu)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑(jìng)加工螺(luó)紋,塗樂泰膠後,旋入裝配。
熔燒結合(hé)方式的缸體與銅(tóng)套,安裝方法如下:
(a)采用研磨棒(bàng),手工或機械(xiè)方法研磨修複缸孔;
(b)采用坐標鏜床,重新(xīn)鏜缸體孔;
(c)采用(yòng)鉸(jiǎo)刀修複缸體(tǐ)孔。
采用“表麵工程技術”,方法如下:
(a)電(diàn)鍍技術:在柱(zhù)塞表麵鍍(dù)一層硬鉻(gè);
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵(miàn)刷(shuā)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:在柱塞表麵熔敷高硬度(dù)耐磨(mó)合金粉末。
五、機械維護
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,檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時,就(jiù)應該對補油泵(bèng)解體檢查,檢查葉輪邊沿是(shì)否有刮傷現象,內齒輪泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油箱內的油液不得低於油標下限,要保持足(zú)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(de)部(bù)件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保(bǎo)證液壓泵內部(bù)三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞各磨擦(cā)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,軸承的(de)平均使用壽命為10000h,超過此(cǐ)值就需要更換新口(kǒu)。拆卸下來的軸承,沒有專(zhuān)業檢測儀器(qì)是無法檢(jiǎn)測出軸承的遊隙的(de),隻(zhī)能采用目測(cè),如發現滾柱(zhù)表麵有劃痕或變色,就(jiù)必須更換(huàn)。在(zài)更換軸承時,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(zǎi)荷容量軸承,購買原廠家(jiā),原規格的產品,如果更換另一種(zhǒng)品牌,應請教對軸承有經驗的人員查表對換(huàn),目的是保持軸承(chéng)的(de)精度等(děng)級和載荷容(róng)量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓(yā)力時,都是通過(guò)溢流閥(fá)來調節(jiē),使其工作壓力保持穩定讓溢流閥施放(fàng)超出部(bù)分。而(ér)電(diàn)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,有部分的餘量溢流回原係(xì)統,從(cóng)而造成柱塞泵存在無用(yòng)功率(lǜ),工作效(xiào)率低,若使用創傑節(jiē)能變頻器後,溢流閥可定它封閉,通過節能變(biàn)頻器本身自動調整工作壓力,保持工作壓力(lì)的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現自動化控製,從而節省能(néng)耗。這(zhè)種(zhǒng)調節(jiē)方式更大 優(yōu)點(diǎn)就是能降低柱塞泵的運行能(néng)耗,節電(diàn)效果可達30%以上。
六(liù)、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)檢查柱塞副配合情況。將柱塞端頭(tóu)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為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(de)密(mì)封性(xìng)。用手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的進(jìn)油口。用另一(yī)隻手(shǒu)拉(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞立即縮回原(yuán)位(wèi),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(yā)環帶是否磨損有台階或傷痕現象(xiàng),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(xià)孔,用另(lìng)一手指將出油(yóu)閥輕輕向下壓,當(dāng)手指離(lí)開出油閥上(shàng)端(duān)時(shí),它能自動彈(dàn)回(huí)原位,表明出油閥副密封(fēng)良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體(tǐ)。噴油泵體和挺柱(zhù)體之間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更(gèng)換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控製套的凹槽之間的間隙(xì),應為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控(kòng)製套。