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柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置,。它依靠柱塞在缸體中往復運動,,使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油,。柱塞泵具有額定壓力高,、結(jié)構(gòu)緊湊,、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點。
柱塞泵被廣泛應用于高壓,、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合,,諸如液壓機、工程機械和船舶中,。
機械分類:
柱塞泵一般分為單柱塞泵,、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵,。
1,、單柱塞泵
結(jié)構(gòu)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,。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),柱塞上下往復運動一次,,向下運動吸油,,向上運動排油。泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量,,排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān),。
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)并列安裝,,用1根曲軸通過連桿滑塊或由偏心軸直接推動柱塞做往復運動,,實現(xiàn)吸、排液體的液壓泵,。它們也都采用閥式配流裝置,,而且大多為定量泵。煤礦液壓支架系統(tǒng)中的乳化液泵一般都是臥式柱塞泵,。乳化液泵用于采煤工作面,,為液壓支架提供乳化液,工作原理靠曲軸的旋轉(zhuǎn)帶動活塞做往復運動,,實現(xiàn)吸液和排液,。
3、軸向式
軸向柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往復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平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的,。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件,,可以達到很高的精度配合,因此容積效率高,。
4,、直軸斜盤式
直軸斜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有氣壓的油箱,,靠氣壓供油的液壓油箱,,在每次啟動機器之后,必須等液壓油箱達到使用氣壓后,,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)的滑靴造成拉脫現(xiàn)象,,會造成泵體內(nèi)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兩大類,。閥配流徑向柱塞泵存在故障率高,、效率低等缺點。國際上70,、80年代發(fā)展的軸配流徑向柱塞泵克服了閥配流徑向柱塞泵的不足,。由于徑向泵結(jié)構(gòu)上的特點,固定了軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵耐沖擊,、壽命長,、控制精度高。變量行程短泵的變量是在變量柱塞和限位柱塞作用下,,改變定子的偏心距實現(xiàn)的,,而定于的更大 偏心距為 5—9mm(根據(jù)排量大小不同),變量行程很短,。且變量機構(gòu)設(shè)計為高壓操縱,,由控制閥進行控制。故該泵的響應速度快,。徑向結(jié)構(gòu)設(shè)計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏磨的問題,。使其抗沖擊能力大幅度提高。
6,、液壓式
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱,在每次啟動機器后,,必須等液壓油箱達到使用氣壓后,,才能操作機械。直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型的自吸油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱,,也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的,。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油,。
二,、結(jié)構(gòu)形式
柱塞泵分為兩種有代表性的結(jié)構(gòu)形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵,,隨著國產(chǎn)化的不斷加快,,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領(lǐng)域的重要組成部分;徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復運動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵,。徑向柱塞泵工作原理:驅(qū)動扭矩由驅(qū)動軸 通過十字聯(lián)軸器 傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子,,定子不受其它橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上,。位于轉(zhuǎn)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。柱塞與滑靴球鉸相連,,并通過卡簧鎖定,。二個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時,,它依靠離心力和液壓力壓在定于內(nèi)表面上,。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,由于定于的偏心作用,,柱塞將作往復運動,,它的行程為定于偏心距的2倍。定子的偏心距可由泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節(jié),。油液的進出通過泵體和配流軸上的流道,,并由配流軸上吸油口控制,泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收,。摩擦副的靜壓平衡采取了過平衡壓力補償方法,,形成了開環(huán)控制。支承驅(qū)動軸的軸承只起支承作用,,不受其他外力的作用,。液壓系統(tǒng)中:軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復運動所產(chǎn)生的容積變化來進行工作的。由于柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圓形零件,,加工時可以達到很高的精度配合;
三,、工作階段
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,、下往復運動,,從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下三個階段,。結(jié)論:通過上述討論,,得出下列結(jié)論
① 柱塞往復運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定,。
② 柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。
③ 供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化,。
④ 轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,,從而改變供油量。
四,、 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列柱塞泵主要有A,、B、P,、Z和Ⅰ,、Ⅱ、Ⅲ號等系列,。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同,,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ),,再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,,組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要,。國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同,,以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。柱塞泵由四大部分組成:分泵,、油量調(diào)節(jié)機構(gòu),、傳動機構(gòu)和泵體
為微處理器智能控制,液晶屏顯示,,可與電腦進行通訊,,具有工作壓力穩(wěn)定、脈動小,、操作方便等特點,。廣泛用于生化、醫(yī)藥,、化工,、環(huán)保等行業(yè),滿足以上行業(yè)需要連續(xù)恒壓,、恒流輸送液體的要求,。
1,、機械原理概述
柱塞泵柱塞往復運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定,。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化,。轉(zhuǎn)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,,迫使柱塞作上、下往復運動,,從而完成泵油任務(wù),,泵油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(zhuǎn)過去后,,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(chǎn)生真空度,,當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進入泵油室,,柱塞運動到下止點,,進油結(jié)束
4、回油過程
柱塞向上供油,,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,,出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉,,停止供油。此后柱塞還要上行,,當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后,,在彈簧的作用下,柱塞又下行,。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閥,,并且方向相反,,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),,柱塞向另一個方向運動時,,將液體壓縮后另一個單向閥被打開,,被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油 ,。
5,、機械使用
柱塞泵缸體鑲裝銅套的,可以采用更換銅套的方法安裝,。首先把一組柱塞桿外徑修整到統(tǒng)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面有溝槽,;
(c)缸孔攻絲,,銅套外徑加工螺紋,涂樂泰膠后,,旋入裝配,。
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復缸孔,;
(b)采用坐標鏜床,重新鏜缸體孔,;
(c)采用鉸刀修復缸體孔,。
采用“表面工程技術(shù)”,方法如下:
(a)電鍍技術(shù):在柱塞表面鍍一層硬鉻,;
(b)電刷鍍技術(shù):在柱塞表面刷鍍耐磨材料,;
(c)熱噴涂或電弧噴涂或電噴涂:噴涂高碳馬氏體耐磨材料;
(d)激光熔敷:在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末,。
五,、機械維護
采用補油泵供油的柱塞泵,使用3000h后,,操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次,,檢查液壓泵運轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時,,就應該對補油泵解體檢查,,檢查葉輪邊沿是否有刮傷現(xiàn)象,內(nèi)齒輪泵間隙是否過大,。對于自吸油型柱塞泵,,液壓油箱內(nèi)的油液不得低于油標下限,要保持足夠數(shù)量的液壓油,。液壓油的清潔度越高,,液壓泵的使用壽命越長,。
柱塞泵最重要的部件是軸承,如果軸承出現(xiàn)游隙,,則不能保證液壓泵內(nèi)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度,降低柱塞泵軸承的使用壽命,。據(jù)液壓泵制造廠提供的資料,,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值就需要更換新口,。拆卸下來的軸承,沒有專業(yè)檢測儀器是無法檢測出軸承的游隙的,,只能采用目測,,如發(fā)現(xiàn)滾柱表面有劃痕或變色,就必須更換,。在更換軸承時,,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荷容量軸承,,購買原廠家,,原規(guī)格的產(chǎn)品,如果更換另一種品牌,,應請教對軸承有經(jīng)驗的人員查表對換,,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。
當實際壓力大于需要壓力時,,都是通過溢流閥來調(diào)節(jié),,使其工作壓力保持穩(wěn)定讓溢流閥施放超出部分。而電機一直處于全速運行反復動作,,功耗不變,。當采用溢流來調(diào)節(jié)壓力和流量時,有部分的余量溢流回原系統(tǒng),,從而造成柱塞泵存在無用功率,,工作效率低,若使用創(chuàng)杰節(jié)能變頻器后,,溢流閥可定它封閉,,通過節(jié)能變頻器本身自動調(diào)整工作壓力,保持工作壓力的穩(wěn)定,,自動追蹤設(shè)備的壓力,。實現(xiàn)自動化控制,從而節(jié)省能耗,。這種調(diào)節(jié)方式更大 優(yōu)點就是能降低柱塞泵的運行能耗,,節(jié)電效果可達30%以上,。
六、檢修
(1)檢查柱塞有無傷痕和銹蝕現(xiàn)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(nèi),,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)檢查柱塞副的密封性,。用手握住柱塞套,,兩個手指堵住柱塞頂端和側(cè)面的進油口。用另一只手拉出柱塞,,感到有較大的吸力,,放松柱塞立即縮回原位,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(huán)帶是否磨損有臺階或傷痕現(xiàn)象,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孔,用另一手指將出油閥輕輕向下壓,,當手指離開出油閥上端時,,它能自動彈回原位,表明出油閥副密封良好,,否則應更換出油閥副,。
(6)檢查挺柱體。噴油泵體和挺柱體之間的標準間隙為0~0.03mm,,如超過0.2mm ,,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸緣和控制套的凹槽之間的間隙,,應為0.02~0.08mm,,如超過0.12mm,必須更換控制套,。