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VICKERS威格士變量柱塞泵工作原理

點(diǎn)擊次數(shù):1729 更新時(shí)間:2014-07-07

VICKERS威格士變量柱塞泵工作原理

VICKERS威格士柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng),使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實(shí)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(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合,諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。

柱塞泵是往復(fù)泵的一種,屬于體積泵,其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng),往復(fù)運(yùn)動(dòng),其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí),工作室內(nèi)壓力降低,出口閥關(guān)閉,低于進(jìn)口壓力時(shí),進(jìn)口閥打開,液體進(jìn)入;柱塞內(nèi)推時(shí),工作室壓力升高,進(jìn)口閥關(guān)閉,高于出口壓力時(shí),出口閥打開,液體排出。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí),斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回,完成吸排油過程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過配油盤分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來改變斜盤的傾角,通過調(diào)節(jié)斜盤的傾角可改變泵的排量。

VICKERS威格士變量柱塞泵

概述

柱塞泵柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞可改變供油終了時(shí)刻,從而改變供油量。柱塞泵工作時(shí),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(fù)運(yùn)動(dòng),從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為以下三個(gè)階段。

進(jìn)油過程

當(dāng)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(yùn)動(dòng),柱塞上部空間(稱為泵油室)產(chǎn)生真空度,當(dāng)柱塞上端面把柱塞套上的進(jìn)油孔打開后,充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室,柱塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),進(jìn)油結(jié)束。

供油過程

當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時(shí),柱塞彈簧被壓縮,柱塞向上運(yùn)動(dòng),燃油受壓,一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當(dāng)柱塞頂面遮住套筒上進(jìn)油孔的上緣時(shí),由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm)使柱塞頂部的泵油室成為一個(gè)密封油腔,柱塞繼續(xù)上升,泵油室內(nèi)的油壓迅速升高,泵油壓力>出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時(shí),推開出油閥,高壓柴油經(jīng)出油閥進(jìn)入高壓油管,通過噴油器噴入燃燒室。

回油過程

柱塞向上供油,當(dāng)上行到柱塞上的斜槽(停供邊)與套筒上的回油孔相通時(shí),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(dāng)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(shí)便開始了下一個(gè)循環(huán)。

VICKERS威格士變量柱塞泵柱塞泵以一個(gè)柱塞為原理介紹,一個(gè)柱塞泵上有兩個(gè)單向閥,并且方向相反,柱塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)缸內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓,這時(shí)一個(gè)單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),將液體壓縮后另一個(gè)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(yùn)動(dòng)后就形成了連續(xù)供油 。

2結(jié)構(gòu)形式

柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結(jié)構(gòu)形式;由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的泵,隨著不斷加快,徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分.

3VICKERS變量柱塞泵維護(hù)

斜盤式軸向柱塞泵一般采用缸體轉(zhuǎn)動(dòng)、端面配流的形式。缸體端面上鑲有一塊由雙金屬板與鋼配油盤組成的摩擦副,而且大多數(shù)是采用平面配流的方法,所以維修比較方便。配油盤是軸向柱塞泵的關(guān)鍵部件之一,泵工作時(shí),一方面工作腔的高壓油把缸體推向配油盤,另一方面配油盤和缸體間的油膜壓力形成對(duì)缸體的液壓反推力使缸體背離配油盤。缸體對(duì)配油盤的設(shè)計(jì)液壓壓緊力Fn略大于配油盤對(duì)缸體的液壓反推力Ff,即Fn/Ff=1.05~1.1,使泵工作正常并保持較高的容積效率。

(1)檢查柱塞有無傷痕和銹蝕現(xiàn)象,必要時(shí)應(yīng)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(gè)手指堵住柱塞頂端和側(cè)面的進(jìn)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(yīng)更換柱塞副。

(4)檢查出油閥副減壓環(huán)帶是否磨損有臺(tái)階或傷痕現(xiàn)象,必要時(shí)應(yīng)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(dāng)手指離開出油閥上端時(shí),它能自動(dòng)彈回原位,表明出油閥副密封良好,否則應(yīng)更換出油閥副。

(6)檢查挺柱。噴油泵體和挺柱之間的標(biāo)準(zhǔn)間隙為0~0.03mm,如超過0.2mm ,則應(yīng)更換零件。

(7)檢查柱塞凸緣和控制套的凹槽之間的間隙,應(yīng)為0.02~0.08mm,如超過0.12mm,必須更換控制套。

VICKERS變量柱塞泵故障處理

液壓泵流量問題

(1)吸入量不足。原因是吸油管路上的阻力過大或補(bǔ)油量不足。如泵的轉(zhuǎn)速過大,油箱中液面過低,進(jìn)油管漏氣,濾油器堵塞等。

(2)泄漏量過大。原因是泵的間隙過大,密封不良造成。如配油盤被金屬碎片、鐵屑等劃傷,端面漏油;變量機(jī)構(gòu)中的單向閥密封面配合不好,泵體和配油盤的支承面有砂眼或研痕等。可以通過檢查泵體內(nèi)液壓油中混雜的異物判別泵被損壞的部位。

(3)傾斜盤傾角太小,泵的排量少,這需要調(diào)節(jié)變量活塞,增加斜盤傾角。

中位時(shí)排油量不為零

變量式軸向柱塞泵的斜盤傾角為零時(shí)稱為中位,此時(shí)泵的輸出流量應(yīng)為零。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)中位偏離調(diào)整機(jī)構(gòu)中點(diǎn)的現(xiàn)象,在中點(diǎn)時(shí)仍有流量輸出。其原因是控制器的位置偏離、松動(dòng)或損傷,需要重新調(diào)零、緊固或更換。泵的角度維持力不夠、傾斜角耳軸磨損也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

輸出流量波動(dòng)

輸出流量波動(dòng)與很多因素有關(guān)。對(duì)變量泵可以認(rèn)為是變量機(jī)構(gòu)的控制不佳造成,如異物進(jìn)入變量機(jī)構(gòu),在控制活塞上劃出階痕、磨痕、傷痕等,造成控制活塞運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。由于放大器能量不足或零件損壞、含有彈簧的控制活塞的阻尼器效能差,都會(huì)造成控制活塞運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。流量不穩(wěn)定又往往伴隨著壓力波動(dòng)。這類故障一般要拆開液壓泵,更換受損零部件,加大阻尼,提高彈簧剛度和控制壓力等。

輸出壓力異常

泵的輸出壓力是由負(fù)載決定的,與輸入轉(zhuǎn)矩近似成正比。輸出壓力異常有兩種故障。

(1)輸出壓力過低

當(dāng)泵在自吸狀態(tài)下,若進(jìn)油管路漏氣或系統(tǒng)中液壓缸、單向閥、換向閥等有較大的泄漏,均會(huì)使壓力升不上去。這需要找出漏氣處,緊固、更換密封件,即可提高壓力。溢流閥有故障或調(diào)整壓力低,系統(tǒng)壓力也上不去,應(yīng)重新調(diào)整壓力或檢修溢流閥。如果液壓泵的缸體與配流盤產(chǎn)生偏差造成大量泄漏,嚴(yán)重時(shí),缸體可能破裂,則應(yīng)重新研磨配合面或更換液壓泵。

(2)輸出壓力過高

若回路負(fù)載持續(xù)上升,泵的壓力也持續(xù)上升,當(dāng)屬正常。若負(fù)載一定,泵的壓力超過負(fù)載所需壓力值,則應(yīng)檢查泵以外的液壓元件,如方向閥、壓力閥、傳動(dòng)裝置和回油管道。若zui大壓力過高,應(yīng)調(diào)整溢流閥。

振動(dòng)和噪聲

振動(dòng)和噪聲是同時(shí)出現(xiàn)的。它們不僅對(duì)機(jī)器的操作者造成危害,也對(duì)環(huán)境造成污染。

(1)機(jī)械振動(dòng)和噪聲

如泵軸和電機(jī)軸不同心或頂死,旋轉(zhuǎn)軸的軸承、聯(lián)軸節(jié)損傷,彈性墊破損和裝配螺栓松動(dòng)均會(huì)產(chǎn)生噪聲。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)或傳輸大能量的泵,要定期檢查,記錄各部件的振幅、頻率和噪聲。如泵的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與壓力閥的固有頻率相同時(shí),將會(huì)引起共振,可改變泵的轉(zhuǎn)速以消除共振。

(2)管道內(nèi)液流產(chǎn)生的噪聲

進(jìn)油管道太細(xì)、進(jìn)油濾油器通流能力過小或堵塞、進(jìn)油管吸入空氣、油液豁度過高、油面過低吸油不足和高壓管道中產(chǎn)生液擊等,均會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此,必須正確設(shè)計(jì)油箱,正確選擇濾油器、油管和方向閥。

VICKERS變量柱塞泵

液壓泵過熱

液壓泵過度發(fā)熱有兩個(gè)原因,一是機(jī)械摩擦生熱。由于運(yùn)動(dòng)表面處于干摩擦或半干摩擦狀態(tài),運(yùn)動(dòng)部件相互摩擦生熱。二是液體摩擦生熱。高壓油通過各種縫隙泄漏到低壓腔,大量的液壓能損失轉(zhuǎn)為熱能。所以正確選擇運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙、油箱容積和冷卻器,可以杜絕泵的過度發(fā)熱和油溫過高的現(xiàn)象。另外,回油過濾器堵塞造成回油背壓過高,也會(huì)引起油溫過高和泵體過熱。

漏油

VICKERS變量柱塞泵漏油主要有以下原因:

(1)主軸油封損壞或軸有缺陷、劃痕;

(2)內(nèi)部泄漏過大,造成油封處壓力增大,而將油封損傷或沖出;

(3)泄油管過細(xì)過長(zhǎng),使密封處漏油;

(4)泵的外接油管松動(dòng),管接頭損傷,密封墊老化或產(chǎn)生裂紋;

(5)變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)螺栓松動(dòng),密封破損;

(6)鑄鐵泵殼有砂眼或焊接不良。

5機(jī)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。首先把一組柱塞桿處徑修整到統(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?zé)嵫b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(jī)械方法研磨修復(fù)缸孔;

(b)采用座標(biāo)鏜床,重新鏜缸體孔;

(c)采用鉸刀修復(fù)缸體孔。

(3)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。

(4)缸體孔無銅套的缸體材料大都是球墨鑄鐵的,在缸體內(nèi)壁上制備非晶態(tài)薄膜或涂層。因?yàn)楦左w孔內(nèi)壁有了這種特殊物質(zhì),所以才能組成硬—硬配對(duì)的磨擦副。

VICKERS威格士變量柱塞泵工作原理

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