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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運動,使密封工作(zuò)容腔的(de)容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定(dìng)壓力高、結構緊湊、效率高和(hé)流量調節方便等優點(diǎn)。
柱塞泵被廣(guǎng)泛應用(yòng)於高壓、大流(liú)量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶中。
機械分類:
柱塞泵一般(bān)分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵。
1、單(dān)柱塞泵
結構組(zǔ)成主要有偏(piān)心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。偏心輪旋轉一(yī)轉,柱塞上(shàng)下往複運動一(yī)次,向下運動吸油,向上運動排油(yóu)。泵(bèng)每轉一轉(zhuǎn)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(wò)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根曲軸通過連杆滑塊(kuài)或(huò)由偏心軸直接推動(dòng)柱(zhù)塞(sāi)做往複運動,實現吸、排液(yè)體的液壓泵。它們也都采用閥式配流裝置,而且大多為定量泵。煤礦液(yè)壓支架係統中的乳化液泵(bèng)一般都是臥式柱塞泵。乳化液泵用於(yú)采煤工作麵,為液(yè)壓支架提供乳化(huà)液,工作(zuò)原理(lǐ)靠(kào)曲(qǔ)軸的旋轉帶動活塞做往複運動,實現吸液和排液。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是(shì)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動軸(zhóu)平行的柱(zhù)塞(sāi)在柱(zhù)塞孔內(nèi)往複運動所產生(shēng)的容積變化(huà)來進行(háng)工作的。由於柱塞和柱塞孔(kǒng)都是(shì)圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因(yīn)此容積效率高。
4、直軸(zhóu)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(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣壓(yā)供油(yóu)的液壓油(yóu)箱,在每次啟動機器之(zhī)後,必須等液壓油箱達(dá)到(dào)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,會對液壓泵內的滑靴造成(chéng)拉脫現象,會造成泵體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(liú)兩大類。閥配(pèi)流徑向柱塞泵存在故障率高、效率低等缺點。國際(jì)上70、80年代發展的軸配流徑向(xiàng)柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵(bèng)結構上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(bèng)耐衝擊、壽命長、控製(zhì)精度高。變量行程(chéng)短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,改變定子的(de)偏(piān)心距實現的,而定於的更大 偏心距為 5—9mm(根據排(pái)量大小不同),變量行程(chéng)很短。且變量機構設計為(wéi)高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑(jìng)向結構設計(jì)克服(fú)了如(rú)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(sāi)泵靠氣壓供油的液壓油箱,在(zài)每次啟動機器後,必須等液壓油箱(xiāng)達到使用氣壓後,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵(bèng)分為壓力供(gòng)油型的自吸油型(xíng)兩(liǎng)種(zhǒng)。壓(yā)力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓(yā)泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力(lì)很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱(zhù)塞泵;由於徑向柱塞泵屬於一種新型的技(jì)術含量比較高的高效泵(bèng),隨著國產化的不斷加快,徑向柱(zhù)塞(sāi)泵必然會成為柱塞泵應(yīng)用領域的(de)重要組成部分;徑向柱塞泵是活(huó)塞或柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直(zhí)的柱塞泵。徑向(xiàng)柱塞泵工作原理(lǐ):驅動扭矩由驅動軸 通過(guò)十字聯軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉子,定子不受其它橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向布置的柱塞,通過靜壓平衡的(de)滑(huá)靴緊貼著偏心(xīn)行程定子。柱塞(sāi)與滑靴球鉸相連,並通(tōng)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(lì)和液壓力壓在定於(yú)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(dòng),它的行(háng)程為(wéi)定於偏心距的2倍。定子的偏(piān)心距可由泵體上的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(liú)軸上的流道,並由配流軸上(shàng)吸油口控製,泵體內產生(shēng)的液壓力被靜壓平衡(héng)的表麵所吸(xī)收。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補(bǔ)償方法,形成了開環控(kòng)製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用(yòng)。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與(yǔ)傳動軸平行的(de)柱塞在(zài)柱塞孔內往複運動所產生(shēng)的容積變化(huà)來進行工(gōng)作的。由於柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形(xíng)零件,加工時可以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵(bèng)凸輪軸上的凸(tū)輪與柱塞(sāi)彈簧的作(zuò)用下(xià),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(xià)三個階段。結論:通過上述討論,得出下列結(jié)論
① 柱塞往複運動總行程L是(shì)不變的,由凸輪(lún)的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油量(liàng)大小取決於供油行程,供(gòng)油行程不受凸輪軸控製是可變的。
③ 供油開(kāi)始時刻不隨供油行程的變化而(ér)變化。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。
四、 國產係列柱塞式噴(pēn)油泵(bèng)國產係列柱塞泵主(zhǔ)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量的要求不同,以柱塞行程(chéng),泵缸(gāng)中心距和結構型(xíng)式為基礎,再分別配以不同尺寸(cùn)的柱塞直徑,組(zǔ)成若幹種在一個(gè)工作循環內供油量不等的噴油泵,以滿(mǎn)足(zú)各種柴油機(jī)的需要(yào)。國產係列噴油泵的工(gōng)作原理和結構(gòu)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。柱塞泵由四大(dà)部分組成:分泵、油量調(diào)節(jiē)機構、傳動機構和泵體
為微處理器智能控製,液晶(jīng)屏顯示,可(kě)與電腦進行通訊,具有工作壓力穩定(dìng)、脈動小、操作方便等特點。廣泛用於生(shēng)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(yào)求。
1、機械原理概述
柱塞泵柱塞往(wǎng)複運動總行程L是不變(biàn)的,由凸輪的升程決定。柱塞每循環的供油量大小取決於(yú)供油行程,供油行程(chéng)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(zhù)塞可改變供油終了(le)時刻,從(cóng)而改(gǎi)變供(gòng)油量。柱塞泵(bèng)工作時,在噴油泵凸輪軸(zhóu)上的凸輪與柱塞彈(dàn)簧的(de)作用下,迫使柱塞作上、下往複運(yùn)動,從而(ér)完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下兩(liǎng)個階段。
2、進油過程
當凸輪的凸起部(bù)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(bèng)油室)產生真空度(dù),當(dāng)柱塞(sāi)上端麵把柱塞套上的進油孔打開後,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(xià)止點,進油結束
4、回油過程(chéng)
柱塞向上供(gòng)油,當上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時,泵油(yóu)室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通,油壓驟然下降,出油閥在彈(dàn)簧(huáng)力的作用下迅(xùn)速關閉,停止供油。此(cǐ)後柱塞還要上行,當(dāng)凸輪的凸起部分轉過去後,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一(yī)個循環。柱塞泵以一個柱塞(sāi)為原理介紹,一個柱塞泵上有兩(liǎng)個單向閥,並且方向相反,柱塞向一個方(fāng)向運(yùn)動時缸內出(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(dān)向閥被打開,被(bèi)吸入缸內的液體被排(pái)出(chū)。這種工作方式連(lián)續運動後就形成(chéng)了(le)連(lián)續供油 。
5、機械(xiè)使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更(gèng)換(huàn)銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂(shā)紙(zhǐ)拋光外徑。
缸體安裝銅套的三(sān)種方(fāng)法:
(a)缸體加溫熱裝或銅套低溫(wēn)冷凍擠壓,過盈裝配(pèi);
(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)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入(rù)裝配。
熔(róng)燒結合方式的缸體與(yǔ)銅套,安裝方法(fǎ)如(rú)下:
(a)采用研磨棒,手工或機(jī)械方法研磨修複缸(gāng)孔;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜(táng)缸體孔;
(c)采用(yòng)鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電鍍技術:在柱塞表麵鍍(dù)一層(céng)硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱(rè)噴塗或電(diàn)弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳(tàn)馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞(sāi)表麵熔(róng)敷高硬(yìng)度耐磨合(hé)金(jīn)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(měi)日需對柱塞泵檢查1-2次,檢查液壓泵運轉聲響是否正常(cháng)。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(fǒu)有刮(guā)傷現象,內齒輪泵間隙是否過(guò)大。對於自吸油型柱塞泵(bèng),液壓(yā)油箱內的油液不得低於(yú)油標下限,要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高,液(yè)壓泵的使用壽命越長(zhǎng)。
柱塞泵最(zuì)重要的部件是軸(zhóu)承,如果軸承出現(xiàn)遊隙,則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙,同時也會破壞(huài)各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的(de)使用壽命。據(jù)液壓泵(bèng)製造廠提供的資料(liào),軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的遊隙的,隻(zhī)能采用目測,如發現滾(gǔn)柱表麵(miàn)有劃痕或變色(sè),就必須更換。在更換軸承(chéng)時(shí),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(liàng)軸承,購(gòu)買原廠家,原規格的產品,如果更換另一種品牌,應請(qǐng)教對軸承有經驗的人員查表(biǎo)對換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容(róng)量。
當實際壓力大於需(xū)要壓力時,都(dōu)是通過溢流閥來調節,使其工作壓力保持穩定讓溢流(liú)閥(fá)施放超出部分(fèn)。而電機一直處於全速(sù)運行反複動(dòng)作(zuò),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統,從而造成柱塞(sāi)泵存在無(wú)用功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節能(néng)變頻器後,溢流閥可定它(tā)封閉,通過節能變頻器本身(shēn)自動調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自(zì)動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節省(shěng)能耗。這種(zhǒng)調節方(fāng)式(shì)更大(dà) 優(yōu)點就是能降低(dī)柱(zhù)塞泵的運行能耗,節電(diàn)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(shí)應更換新品。
(2)檢查柱塞副配合情(qíng)況。將柱塞端頭插(chā)人(rén)柱塞(sāi)套內(nèi),傾斜約60°,若(ruò)柱(zhù)塞能在自身作用下緩慢地下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的密封性(xìng)。用手握住柱(zhù)塞套,兩個手指堵住柱塞頂端和側麵的(de)進油口。用另一隻手拉出柱塞,感到有較大的吸力,放鬆柱塞(sāi)立(lì)即縮回原位,表(biǎo)明柱塞副密封良好,否則應更換柱塞副。
(4)檢查出油閥副減(jiǎn)壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必(bì)要時(shí)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,用另一手指(zhǐ)將出油閥輕輕向下壓,當手(shǒu)指離開出油閥(fá)上端時,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,否(fǒu)則應更換出油(yóu)閥副。
(6)檢查(chá)挺柱體(tǐ)。噴油泵體(tǐ)和(hé)挺柱體之間(jiān)的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)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(chāo)過0.12mm,必須更換控製套(tào)。