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柱塞泵(bèng)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,使密封工作容腔的(de)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(jǐn)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、大流量和流量需要調節的場合,諸如液壓機、工程機械和船舶(bó)中。
機械分類:
柱塞泵一般分為單(dān)柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。
1、單柱(zhù)塞泵
結構組成主要有偏心輪、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(xīn)輪旋轉一轉,柱(zhù)塞(sāi)上下往複運動一次,向下運動吸油,向上運(yùn)動排油。泵每轉一轉排出的油液體積稱為排量,排量隻與泵的結構參(cān)數有關。
2、臥式柱塞泵
臥式柱塞泵(bèng)是由幾個柱塞(一般為3個或(huò)6個)並列安裝,用1根(gēn)曲軸通過(guò)連杆滑塊或由偏心軸(zhóu)直(zhí)接推動柱(zhù)塞做往複運動,實現吸、排液體的液壓(yā)泵。它們也(yě)都采用閥式配流裝置,而(ér)且大(dà)多為定量泵。煤礦液壓支架係統中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵(bèng)。乳化液泵(bèng)用於采煤工作(zuò)麵,為液(yè)壓支架(jià)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(hé)排液。
3、軸向式
軸向(xiàng)柱塞(sāi)泵(英文名:Piston pump)是(shì)活塞或柱塞的往複運動方向與缸體中(zhōng)心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的(de)柱塞(sāi)在柱塞孔內往複運動所產生的容積變化來進行工作的。由於柱塞和柱塞孔都是圓形零件,可以(yǐ)達到很高的精度配合,因此容(róng)積效率高(gāo)。
4、直(zhí)軸(zhóu)斜盤式
直軸斜盤式柱(zhù)塞泵分為壓力供油型和(hé)自吸油型兩種。壓力供(gòng)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,在每次啟動(dòng)機器之後,必(bì)須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機(jī)械。如果液(yè)壓油箱的(de)氣壓不足時(shí)就啟動機器,會對液壓泵內的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,會造成泵體(tǐ)內回程(chéng)板與壓板的非正常磨損。
5、徑向式
徑向柱塞(sāi)泵可分為閥配流與軸配流兩(liǎng)大類。閥配(pèi)流徑向柱(zhù)塞泵存(cún)在(zài)故障率高、效率低等缺點(diǎn)。國際上70、80年代發展的軸配流徑向柱塞泵克服(fú)了閥配(pèi)流徑向柱塞泵的不足。由於徑向泵結構上的特點(diǎn),固定了(le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐衝擊(jī)、壽命(mìng)長、控製精度高。變量行程短泵(bèng)的變量是在(zài)變量(liàng)柱塞和限位柱塞作用下,改變定(dìng)子的(de)偏(piān)心(xīn)距(jù)實(shí)現的,而定於的(de)更大 偏心距為(wéi) 5—9mm(根據排量大小不同(tóng)),變量行程很短(duǎn)。且變量機構設計為高壓操縱,由控製閥進行控製。故該泵的響應速度快。徑向結構設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題。使其抗(kàng)衝擊能力大幅度提高。
6、液壓式(shì)
液壓柱塞泵靠氣壓(yā)供油(yóu)的液壓油箱(xiāng),在每次啟(qǐ)動機器後,必須等液壓油箱達到使(shǐ)用氣壓後,才能操作(zuò)機械(xiè)。直(zhí)軸斜盤式柱塞泵分為壓(yā)力供油(yóu)型的自(zì)吸油型兩種(zhǒng)。壓力供油型液壓泵大都(dōu)采用有氣壓的油箱,也有(yǒu)液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油(yóu)口提供壓力油的。自吸油(yóu)型(xíng)液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞泵(bèng)分為兩種有代表性的結構形式的(de)軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由於徑(jìng)向柱塞泵屬於一種新型(xíng)的技(jì)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(rán)會成為柱塞泵應用領域的重要組(zǔ)成(chéng)部分;徑向柱塞泵是活塞或(huò)柱塞的往複運動方向與驅動軸垂直的柱塞泵。徑向柱塞泵工作(zuò)原理:驅動扭矩由驅動(dòng)軸 通過十(shí)字聯軸器 傳遞給(gěi)星形的液壓(yā)缸體轉(zhuǎn)子,定(dìng)子不(bú)受其它(tā)橫向作用力。轉子裝在配流軸上。位於轉子中的徑向(xiàng)布置的柱塞(sāi),通過靜壓平衡的滑靴緊貼(tiē)著(zhe)偏(piān)心(xīn)行程定子。柱塞與滑靴球(qiú)鉸相連,並通過卡簧鎖定(dìng)。二個保持(chí)環將滑靴卡在行程定子上。泵轉動時,它依靠離心(xīn)力和液壓(yā)力壓在定於內表麵上。當轉子轉動時,由於定於的偏心作用,柱塞將(jiāng)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體上的徑向位置相對的兩(liǎng)個柱塞來調節。油液的進出通過泵體和配流(liú)軸上(shàng)的流道,並由配流軸上吸油(yóu)口(kǒu)控製,泵體內產生的液壓(yā)力被靜壓平衡的表麵所(suǒ)吸收。摩(mó)擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,形成了開環控製。支承驅動軸的軸承隻起支承作用,不受其他外力的作用。液壓係統中:軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔(kǒng)內往(wǎng)複運動所產生(shēng)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(kě)以達到很高的精度配合;
三、工作階段(duàn)
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運動,從(cóng)而完成泵油(yóu)任務,泵油過程可分為以下三個(gè)階段(duàn)。結(jié)論(lùn):通(tōng)過上述討論,得出下列結論
① 柱塞往複運(yùn)動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。
② 柱(zhù)塞每循環的供油(yóu)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(de)。
③ 供油開始時刻不(bú)隨供油行程的(de)變化而變化。
④ 轉動柱塞可改(gǎi)變供油終了時刻,從而改(gǎi)變供油(yóu)量。
四(sì)、 國產係列柱塞式噴油泵國產(chǎn)係列(liè)柱塞泵主要有A、B、P、Z和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等係列。係(xì)列化是根據柴油機單缸功率範圍對供油量的要求(qiú)不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結構(gòu)型式為基礎,再分(fèn)別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若幹(gàn)種在一(yī)個工作循環內供油量不等的噴油泵(bèng),以滿足各種(zhǒng)柴油機的需要。國產(chǎn)係列(liè)噴油泵的工作原理和結構型式基本(běn)相同,以A型泵為例介(jiè)紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。柱(zhù)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(tǐ)
為(wéi)微處理器(qì)智能控製,液(yè)晶屏顯示,可與電腦進行通訊,具有工(gōng)作壓力穩定、脈動小、操作方便(biàn)等(děng)特(tè)點。廣泛用於生(shēng)化、醫藥、化(huà)工、環保等(děng)行業,滿足(zú)以上行業(yè)需要連續恒壓、恒(héng)流輸送液體的(de)要求(qiú)。
1、機械原理概述(shù)
柱塞泵柱塞往複(fù)運動總行程L是不變的,由凸(tū)輪(lún)的升程決定。柱塞每循環的(de)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油行程的變化而變化。轉動柱塞可(kě)改變供油終(zhōng)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,迫使柱塞作上、下往(wǎng)複運動(dòng),從而完成泵油(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(lún)的凸起部分轉過去後,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(jiān)(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞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(nèi)的柴油經油孔進入泵油室,柱塞運動到下止點(diǎn),進油結束
4、回油過程
柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜(xié)槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通(tōng)時,泵油室低壓油路便與柱塞頭部(bù)的中(zhōng)孔和(hé)徑向孔及斜槽溝通(tōng),油壓驟(zhòu)然下降(jiàng),出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉(bì),停止供油。此後柱塞還要上(shàng)行,當凸(tū)輪的凸起(qǐ)部分轉(zhuǎn)過去後(hòu),在彈簧的作用(yòng)下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞(sāi)泵以一(yī)個柱塞為(wéi)原理介紹,一個柱塞泵上有(yǒu)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,這時一個(gè)單向閥打開液體被(bèi)吸入(rù)缸內,柱塞向另一個方向運動時,將(jiāng)液體壓縮後另一個單向閥被打開,被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續運動後就形成了連(lián)續(xù)供(gòng)油 。
5、機械使用
柱(zhù)塞泵缸體鑲裝銅套的,可(kě)以采用更換銅套的方法(fǎ)安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一(yī)尺(chǐ)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(zhuāng)或銅套(tào)低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采有樂泰膠粘著裝配,這咱(zán)方法要求(qiú)銅外套外徑表麵有溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅(tóng)套外徑加工螺紋,塗樂泰膠後,旋入裝(zhuāng)配。
熔燒結合方式的缸(gāng)體與銅套(tào),安(ān)裝(zhuāng)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(zuò)標鏜床,重新(xīn)鏜缸(gāng)體孔;
(c)采用鉸刀修複缸體孔。
采用“表麵工程技術”,方(fāng)法如下:
(a)電(diàn)鍍(dù)技術:在柱塞(sāi)表麵鍍一層硬鉻;
(b)電刷鍍技術:在柱塞(sāi)表麵刷鍍耐磨材料;
(c)熱噴塗(tú)或電弧噴塗或電噴塗:噴塗高碳馬氏體耐磨(mó)材料;
(d)激(jī)光熔敷:在(zài)柱塞表麵熔敷高硬度耐磨合金粉末(mò)。
五、機械維護
采用(yòng)補油泵供油(yóu)的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對(duì)柱塞泵檢查(chá)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(biān)沿是否有刮傷現象,內齒輪(lún)泵間隙是否過大。對於自吸油型柱塞泵,液壓油(yóu)箱內的油液不得低於油標下限,要保持足夠數量(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(sāi)泵最重要的部(bù)件是軸承,如果軸承出(chū)現遊隙,則不能(néng)保證(zhèng)液壓(yā)泵內(nèi)部三對磨(mó)擦副的正常間隙,同時也(yě)會破(pò)壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度,降低(dī)柱塞泵(bèng)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。拆卸下來的軸(zhóu)承,沒有專業檢測儀器是無法檢測(cè)出(chū)軸承的遊隙的(de),隻能采用目測,如發現滾柱表麵有劃(huá)痕或變色,就必須更(gèng)換。在更換軸承時,應注意原軸承(chéng)的英(yīng)文字母和型(xíng)號,柱塞泵軸(zhóu)承大都采用大載荷容量軸承(chéng),購買原廠家,原規格的產品,如果更換另(lìng)一種品牌(pái),應請教對軸承有經驗(yàn)的人員查表對換,目的是保持軸承的(de)精度等級和載荷容量。
當(dāng)實際壓力大於需要壓力時(shí),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放超出部(bù)分。而電機一直處於全速運行反複動(dòng)作,功耗不變。當采用溢流來調節壓力(lì)和流量時,有部分的餘量溢流回原係統,從而(ér)造成(chéng)柱塞泵存在無用功率,工作效率低,若使(shǐ)用創傑節能變頻器(qì)後,溢流閥可定(dìng)它封閉,通過節能變頻器本身自動(dòng)調整工作壓(yā)力,保持工作壓力的穩定,自動追蹤設備的壓力。實現(xiàn)自動化控製,從而節(jiē)省能耗。這種調節方式更大 優(yōu)點就是能(néng)降低柱塞泵的運行能耗,節(jiē)電效果可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕(hén)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(chá)柱塞副的密封(fēng)性。用手握住柱塞(sāi)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(lā)出柱塞,感到有較大的吸力,放(fàng)鬆柱塞立即縮回原位,表明柱塞副密封良好,否則應更換柱(zhù)塞副。
(4)檢查出油閥副減壓環帶是否磨損有台階或傷痕現象,必要時(shí)應予以(yǐ)更換。
(5)檢查出油閥副的配合情況。用手指堵住出油(yóu)閥下孔,用另一手指將出(chū)油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時(shí),它(tā)能自動彈(dàn)回原位,表明(míng)出油閥副密(mì)封良好,否則應更換出油閥副。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之(zhī)間的標準間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢(jiǎn)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(tào)。