在高压、大流量和高功率需求的应用场合,柱塞泵因其结构紧凑、压力高和效率优秀,得到了广泛的使用,尤其是在流量需要调节的系统中,如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金设备以及船舶等。柱塞泵主要由动力端和液力端组成,并附带有诸如皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器及润滑系统等多个部件。
动力端的关键组成部分包括:
曲轴:该部件将旋转运动转换为往复直线运动,是泵的重要组成部分,曲轴柄销与中心的夹角为120°,以保证平衡。
连杆:连杆的作用是将柱塞的推力传递至曲轴,同时将曲轴的旋转运动转化为柱塞的往复运动。其采用工字形截面设计,大头为剖分型,采用对分薄壁瓦作为轴瓦,小头则使用轴套式设计。
十字头:这个部件连接连杆与柱塞,具备导向功能,确保连杆与柱塞之间形成闭合连接。
浮动套:固定在机座上,浮动套的作用是隔离油箱与污油池,同时为十字头导杆提供浮动支撑,从而延长运动密封部件的使用寿命。
机座:机座作为动力端与液力端部分的受力组件,其后部设有轴承孔,前部则有定位销孔确保滑道与泵头的对中,且设有放液孔以便于排放渗漏液体。
液力端的主要组成部分包括:
泵头:泵头由不锈钢整体锻造,吸、排液阀呈垂直布置,简化了排出管路的设计。
密封函:与泵头通过法兰连接,柱塞上使用的密封材料为碳素纤维纺织矩形软填料,具备良好的高压密封性能。
柱塞:为核心部件,负责实现液体的吸入和排出。
进液阀和排液阀:这两者采用低阻尼、锥形阀结构,适用于输送黏度较高的液体。
各种附属配件的设计主要包括止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀以及压力表等:
止回阀:用于控制液体流向,防止反向流动。
稳压器:将脉动液体变为稳定的高压流动。
润滑系统:主要由齿轮油泵提供润滑油,以保证各运动部件的顺畅运转。
压力表:用于监测泵的工作压力,分为普通压力表和电接点压力表。
安全阀:确保泵在超出额定工作压力时能够自动开启,起到泄压保护的作用。
柱塞泵可分为多个种类,如单柱塞泵、卧式柱塞泵、轴向柱塞泵和径向柱塞泵等。
单柱塞泵:具有偏心轮、柱塞、弹簧、缸体及单向阀,适用于固定排量。
卧式柱塞泵:采用多个柱塞,并通过曲轴实现往复运动,广泛用于煤矿液压支架系统。
轴向式柱塞泵:其活塞运动方向与缸体中心轴平行,具备高容积效率。
径向式柱塞泵:根据配流方式的不同可分为阀配流与轴配流,后者在抗冲击能力和寿命上表现更佳。
柱塞泵通过柱塞的往复运动实现液体的吸入和排出。工作过程分为进油与回油两个阶段,进油阶段时柱塞向下运动形成真空使液体进入泵油室;回油阶段当柱塞向上运动时,与回油孔联通,油压骤降,关闭出油阀,完成一次工作循环。该泵构造使得在连续运作下实现了液体的稳定输送。
通过合理的结构设计和精密的工艺,柱塞泵能够在众多工业应用中发挥其高效的输送性能。
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