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柱[Zhu]塞泵是液壓[Ya]系統的一個[Ge]重要裝置。它[Ta]依靠柱(Zhu)塞在缸體中往複運動,使密封[Feng]工作容腔的容(Rong)積發生變[Bian]化來實[Shi]現吸油、壓油。柱塞[Sai]泵具有額定[Ding]壓力高、結構[Gou]緊湊、效率高和(He)流量(Liang)調節方便等優點。
柱[Zhu]塞泵被廣泛應[Ying]用于高壓、大流量和流量需要調節的場[Chang]合,諸如液壓[Ya]機、工程(Cheng)機械和船舶(Bo)中。
機械分類[Lei]:
柱塞泵一般分為單柱塞泵、卧式柱(Zhu)塞泵[Beng]、軸向柱塞泵和(He)徑向柱塞泵。
1、單[Dan]柱塞泵
結構組(Zu)成主要有偏心輪、柱塞、彈(Dan)簧、缸體、兩個單向閥。柱塞與缸體孔(Kong)之間形成密閉[Bi]容積。偏心輪旋轉一轉,柱塞上(Shang)下往複運動一[Yi]次,向下運動吸油,向上運動排[Pai]油。泵每轉一轉排出的油[You]液體(Ti)積稱為排量,排量隻(Zhi)與泵的結構參數有關。
2、卧式柱塞泵
卧式[Shi]柱塞泵是由幾個柱塞(一般為[Wei]3個或6個)并列安裝,用1根曲軸[Zhou]通[Tong]過[Guo]連杆滑塊或(Huo)由偏心軸直[Zhi]接推動柱塞[Sai]做往複運(Yun)動,實現吸、排液體的液壓泵。它們也都采用閥式配流[Liu]裝置,而且大多為(Wei)定量泵(Beng)。煤礦液壓[Ya]支(Zhi)架系統中的乳化液泵一(Yi)般都是(Shi)卧式柱塞泵。乳化[Hua]液泵(Beng)用于采煤工作面,為[Wei]液壓支架[Jia]提供乳化液,工[Gong]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[Xiang]柱塞泵(英文名:Piston pump)是活塞或柱塞的往[Wang]複運動方(Fang)向[Xiang]與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱[Zhu]塞泵利用與[Yu]傳動軸平行的柱塞在柱塞[Sai]孔内往複運動所産生的(De)容積變化來進行工(Gong)作[Zuo]的。由于柱塞(Sai)和柱塞孔都是圓[Yuan]形[Xing]零件[Jian],可以達到很高的精度配(Pei)合,因此容[Rong]積效率高。
4、直軸斜盤式
直軸斜[Xie]盤式柱塞泵分(Fen)為壓力供油型(Xing)和自吸油型兩[Liang]種。壓力供油型(Xing)液壓泵大都是采用有氣壓的油箱,靠氣(Qi)壓供油的液壓油[You]箱[Xiang],在每次啟[Qi]動機器之後,必須等液壓油箱達到使用氣壓後,才能操作機械。如果液(Ye)壓油箱的氣壓不(Bu)足時就(Jiu)啟動(Dong)機器,會對液壓泵内的滑[Hua]靴造成拉脫現象,會造成泵(Beng)體内回程[Cheng]闆與壓(Ya)闆的非正常磨[Mo]損[Sun]。
5、徑向式
徑向柱塞泵可分為閥配流與軸配流兩大類。閥配(Pei)流徑向柱塞[Sai]泵存在故障率高、效率低[Di]等缺點(Dian)。國際上70、80年代發展的軸配流徑[Jing]向柱塞泵[Beng]克服了閥(Fa)配流徑(Jing)向[Xiang]柱塞泵的不足。由于徑向泵結構(Gou)上的特點,固定了(Le)軸配流徑向柱塞泵比軸向柱塞泵(Beng)耐沖擊、壽命長(Zhang)、控制精度高。變量行程短泵的[De]變量是在變量柱塞(Sai)和限(Xian)位柱塞作用下,改變定子的偏心[Xin]距[Ju]實現的,而(Er)定于(Yu)的更大 偏心距為 5—9mm(根(Gen)據排量[Liang]大小不[Bu]同),變量行程很[Hen]短。且[Qie]變量機構設計為高壓操縱,由控制閥進[Jin]行控制。故該泵的響應速度(Du)快。徑向結構[Gou]設計克服了如軸向柱塞泵滑靴偏[Pian]磨[Mo]的問題。使其抗沖擊能力大幅度提高(Gao)。
6、液壓式
液壓柱[Zhu]塞泵靠氣壓供油(You)的[De]液壓油箱(Xiang),在每次啟動(Dong)機器後(Hou),必須(Xu)等液[Ye]壓油箱[Xiang]達到使用氣壓後,才[Cai]能操作機械。直軸[Zhou]斜盤式柱塞泵分為壓力(Li)供油型的(De)自吸油型兩種。壓力供油型[Xing]液壓泵(Beng)大都(Dou)采用有氣壓[Ya]的油箱[Xiang],也有液壓泵本(Ben)身帶有補油分泵向液壓泵進(Jin)油口提供壓力[Li]油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強,無需外力供油。
二、結構形式
柱塞[Sai]泵分為兩種有代[Dai]表性的結構形式的軸向柱塞泵和徑向柱塞泵;由于[Yu]徑向(Xiang)柱塞泵(Beng)屬于一種新(Xin)型的技術含量比較(Jiao)高的[De]高(Gao)效泵,随着國産化(Hua)的不[Bu]斷加快,徑向[Xiang]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[Sai]或(Huo)柱塞的往複運[Yun]動方(Fang)向與驅[Qu]動軸垂直的[De]柱塞(Sai)泵[Beng]。徑向柱塞泵[Beng]工[Gong]作原理:驅動[Dong]扭矩由驅動軸(Zhou) 通過十字(Zi)聯軸器 傳遞給星形的液壓缸(Gang)體轉[Zhuan]子[Zi],定子不受其它橫向作用力。轉(Zhuan)子裝在配流軸上。位于轉(Zhuan)子中的徑向(Xiang)布(Bu)置的柱塞,通過靜壓平衡的滑靴緊貼着偏心行(Hang)程定子。柱塞[Sai]與(Yu)滑靴球鉸相連,并通過卡簧鎖[Suo]定。二個保持環[Huan]将滑靴卡在行(Hang)程定子上。泵[Beng]轉動時,它依靠離[Li]心力和液(Ye)壓力壓在定于内表面上。當轉子轉[Zhuan]動時,由于定于[Yu]的偏心作[Zuo]用,柱(Zhu)塞将作[Zuo]往複運[Yun]動,它的行程為定于(Yu)偏心距的(De)2倍。定子的偏心距可[Ke]由泵體上的徑(Jing)向位置相對的[De]兩[Liang]個柱塞來調節[Jie]。油液的進出通過泵體和配流軸上(Shang)的流道,并由配流軸上[Shang]吸油口控制,泵[Beng]體内産生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收。摩擦副的靜(Jing)壓平衡采取了(Le)過平衡壓(Ya)力補償方法,形成了開環控制。支承[Cheng]驅動軸的軸承隻(Zhi)起支承作用(Yong),不受其他外力的作用。液壓系統中:軸向柱塞泵是(Shi)利[Li]用與傳動軸[Zhou]平行的柱塞在柱(Zhu)塞孔内(Nei)往複運動(Dong)所産生的容積變化來進(Jin)行[Hang]工作的。由于[Yu]柱塞泵的柱塞和柱(Zhu)塞孔都是[Shi]圓形零[Ling]件,加工[Gong]時可以達到很高的精度配合;
三(San)、工作階段
工[Gong]作時,在噴油泵凸[Tu]輪(Lun)軸上[Shang]的凸輪與(Yu)柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往複運[Yun]動,從而(Er)完成泵油任[Ren]務,泵(Beng)油過程可分為以下三個階段。結論:通過上述(Shu)讨論(Lun),得[De]出下列結論
① 柱塞往複運動[Dong]總行程L是不變的,由凸輪的升程決(Jue)定。
② 柱塞每循環的供[Gong]油量大小取決(Jue)于供油行程,供[Gong]油行程不受凸輪(Lun)軸[Zhou]控制是可變的。
③ 供油[You]開始時刻不随[Sui]供(Gong)油行程的[De]變化而變化(Hua)。
④ 轉動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量(Liang)。
四、 國産系列(Lie)柱塞(Sai)式噴油泵國産系(Xi)列柱塞泵主要[Yao]有A、B、P、Z和[He]Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号等系列。系列化是根據柴油(You)機單缸功率[Lü]範(Fan)圍對供油[You]量的要求不同,以柱塞行[Hang]程,泵缸中心距和(He)結構型[Xing]式為基礎(Chu),再分[Fen]别配以不[Bu]同尺寸的[De]柱塞直徑,組成若幹種在一(Yi)個工作循環(Huan)内供[Gong]油量不等(Deng)的噴油[You]泵,以滿足各種柴油機的需要。國産系(Xi)列(Lie)噴油泵的工作原理和結構型[Xing]式基本[Ben]相同,以A型(Xing)泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原[Yuan]理。柱塞泵由四[Si]大部分[Fen]組成:分(Fen)泵、油量調節機構、傳動機構和[He]泵體
為微處理[Li]器智能控制[Zhi],液晶屏[Ping]顯示,可與[Yu]電腦進行通訊(Xun),具(Ju)有工作壓(Ya)力穩定、脈動小、操作方便[Bian]等特點。廣泛(Fan)用于(Yu)生化(Hua)、醫藥、化工、環保等行[Hang]業,滿足[Zu]以上行業需[Xu]要連(Lian)續恒壓、恒流輸送液[Ye]體的要求。
1、機械原理[Li]概述
柱塞泵柱塞往[Wang]複運(Yun)動總行程L是不變的,由凸輪的升程決(Jue)定(Ding)。柱塞每循環的(De)供油量大小取決于供[Gong]油行程,供油行程不[Bu]受凸輪軸控制是[Shi]可(Ke)變的。供油開始時刻不[Bu]随供油行程的[De]變化而變化(Hua)。轉動柱塞可(Ke)改變(Bian)供油終了時刻,從而[Er]改變供油量。柱[Zhu]塞泵工作(Zuo)時,在噴油泵凸輪軸上的(De)凸輪[Lun]與柱塞[Sai]彈簧的作用下,迫使柱(Zhu)塞作上、下往複運動,從而完成泵油任務(Wu),泵油過程(Cheng)可分為以下兩[Liang]個階(Jie)段。
2、進[Jin]油過程
當[Dang]凸輪的凸起部分轉過去[Qu]後,在彈簧(Huang)力(Li)的作[Zuo]用下,柱塞向下運動,柱[Zhu]塞上部空間(稱為泵油室)産生[Sheng]真空度,當柱塞[Sai]上端[Duan]面把柱塞(Sai)套上的進油孔打開後,充滿在(Zai)油泵上體油道[Dao]内的(De)柴油經(Jing)油孔(Kong)進入泵[Beng]油室,柱塞運動到下[Xia]止點,進油結束(Shu)
4、回油過程[Cheng]
柱塞向上供油,當(Dang)上行到(Dao)柱塞上的斜槽(停[Ting]供邊)與套筒上的回油(You)孔相通時,泵油室低壓油路便[Bian]與柱塞頭(Tou)部的(De)中孔和徑向孔及斜(Xie)槽溝通,油壓驟(Zhou)然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速[Su]關閉,停止供油[You]。此後柱塞(Sai)還要上[Shang]行,當凸輪的[De]凸起部分轉過[Guo]去後,在彈簧的[De]作用下(Xia),柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。柱塞泵以[Yi]一個柱塞為[Wei]原理[Li]介紹,一個[Ge]柱塞(Sai)泵上[Shang]有兩個單[Dan]向[Xiang]閥,并且方向[Xiang]相反(Fan),柱塞向一個方向運動時缸内出[Chu]現負壓,這時一個單向閥打開液體被吸入缸内,柱塞向另一個[Ge]方向運動(Dong)時,将液體(Ti)壓縮後另一個單向閥被[Bei]打開,被吸入缸内的[De]液體被排出。這(Zhe)種工作方式連續運動後(Hou)就形(Xing)成[Cheng]了連續供油(You) 。
5、機械使用
柱塞泵缸[Gang]體(Ti)鑲裝銅套的[De],可以采用更換(Huan)銅套的方法安裝。首先把一組柱塞杆外徑修整到統一尺寸,再用1000#以上的砂[Sha]紙抛光(Guang)外徑。
缸[Gang]體安[An]裝銅套的三(San)種方法[Fa]:
(a)缸體加[Jia]溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓,過盈裝配;
(b)采(Cai)有樂泰膠(Jiao)粘着裝[Zhuang]配[Pei],這咱方法要求銅(Tong)外[Wai]套外徑表面有(You)溝槽;
(c)缸孔攻絲,銅套外徑加工螺紋,塗樂泰膠[Jiao]後,旋(Xuan)入裝配。
熔燒結合方式的(De)缸體與銅套,安裝方法如下:
(a)采用研[Yan]磨棒,手工[Gong]或機(Ji)械方法研磨修複缸[Gang]孔;
(b)采用坐标镗床,重(Zhong)新镗缸體孔;
(c)采[Cai]用(Yong)鉸刀修複缸體孔(Kong)。
采用(Yong)“表面工程技術”,方法[Fa]如(Ru)下:
(a)電鍍[Du]技術:在柱塞表面鍍[Du]一層[Ceng]硬鉻;
(b)電刷鍍技[Ji]術:在柱塞[Sai]表面刷鍍耐磨[Mo]材料;
(c)熱噴(Pen)塗或電弧噴塗或(Huo)電噴塗[Tu]:噴塗(Tu)高碳馬氏(Shi)體耐[Nai]磨材料;
(d)激光熔敷[Fu]:在柱塞表面熔敷(Fu)高硬度耐磨合金粉末。
五、機械維護
采用[Yong]補油泵供油[You]的柱塞泵,使用3000h後,操作人員每日需對[Dui]柱塞泵檢查1-2次,檢查[Cha]液壓泵運轉聲響是否[Fou]正常。如發現(Xian)液壓缸速(Su)度下降或悶車時,就[Jiu]應該對補油泵解體檢查,檢查葉輪邊沿是否(Fou)有刮傷現象,内齒輪泵間[Jian]隙是否過大。對于自吸油型柱塞泵,液壓油箱内的[De]油液不得低(Di)于油标下限,要保持足夠數(Shu)量的液壓油。液壓油(You)的清潔度越高,液壓泵的[De]使[Shi]用壽命越長(Zhang)。
柱塞泵最(Zui)重要的部件是軸承,如果軸承出現遊隙,則不能保證液壓泵内部三對磨擦副的正常間(Jian)隙,同(Tong)時(Shi)也會[Hui]破壞各磨(Mo)擦副的靜液壓(Ya)支承油膜厚度,降低柱塞泵軸承的使(Shi)用壽命[Ming]。據液壓泵(Beng)制造廠[Chang]提供的資[Zi]料,軸承的平均使用壽命為10000h,超過此值[Zhi]就需[Xu]要更換新口。拆卸下來的軸承,沒有(You)專(Zhuan)業檢測[Ce]儀器是無[Wu]法檢測出(Chu)軸承的遊隙的,隻能(Neng)采用目測,如發[Fa]現滾柱表面有劃痕或變(Bian)色,就必須更(Geng)換。在更[Geng]換軸承時,應(Ying)注意原軸承的英(Ying)文字母和型号,柱[Zhu]塞泵軸承大(Da)都采(Cai)用大載荷容量(Liang)軸承,購買(Mai)原廠家,原[Yuan]規格(Ge)的産品,如果(Guo)更(Geng)換另一種(Zhong)品牌[Pai],應請教對軸承有經驗的人員查表對換,目的(De)是保持[Chi]軸承的精度等級(Ji)和載(Zai)荷容量。
當實際(Ji)壓[Ya]力大于需要壓力時,都是通過溢流閥[Fa]來調節,使其(Qi)工作壓力保持穩定讓溢流[Liu]閥施放超[Chao]出部分。而電機一直處于全速[Su]運行反複動作,功耗[Hao]不變。當采[Cai]用(Yong)溢流來調節壓力和流(Liu)量時,有部分的餘量(Liang)溢流(Liu)回(Hui)原系統(Tong),從而[Er]造成柱塞泵存在無用功[Gong]率,工作效率(Lü)低[Di],若使用創傑節[Jie]能變頻器後,溢(Yi)流閥可定它封[Feng]閉[Bi],通過節能變[Bian]頻器本身自動調整工作壓力,保持(Chi)工[Gong]作壓力(Li)的穩定,自動追蹤(Zong)設備的壓力[Li]。實現自動化[Hua]控制,從而節省能[Neng]耗。這種調節方式更大 優點就是能降低柱塞[Sai]泵的運行能耗,節電效果(Guo)可達30%以上。
六、檢修
(1)檢查[Cha]柱塞有無傷痕和鏽蝕現象,必要時(Shi)應更換新品(Pin)。
(2)檢查柱塞副配合情況。将[Jiang]柱塞端頭插人柱塞套内,傾斜約60°,若柱塞能在自身作用下緩[Huan]慢地[Di]下滑為配合良好。
(3)檢查柱塞副的(De)密封性。用手[Shou]握住(Zhu)柱塞套[Tao],兩個手指[Zhi]堵住柱塞頂端[Duan]和側面的進油口。用(Yong)另一隻手拉出柱(Zhu)塞,感到有較大的吸力,放松柱塞立即縮回原[Yuan]位,表[Biao]明(Ming)柱塞副密(Mi)封良好[Hao],否則應更(Geng)換柱塞[Sai]副。
(4)檢查出油閥副減壓[Ya]環帶是否[Fou]磨[Mo]損有台階或傷痕現象(Xiang),必要時應予以[Yi]更換。
(5)檢查出油閥副[Fu]的[De]配合情(Qing)況。用手指堵住出油閥下孔,用另一手指将出油閥輕輕向下壓,當手指離開出油閥上端時,它能(Neng)自動彈回原位,表明出油(You)閥副密封良好,否則應更換出油閥(Fa)副。
(6)檢查挺柱[Zhu]體。噴油泵[Beng]體和挺[Ting]柱體之間的标準(Zhun)間(Jian)隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應更換零件。
(7)檢查柱塞凸[Tu]緣和控制套的[De]凹槽之間的間隙,應(Ying)為[Wei]0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控(Kong)制套。