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柱塞泵 
科技名詞定義
中文名稱：
柱塞泵
英文名稱：
plunger pump
定義：
利用柱塞在泵缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使柱塞與泵壁間形成容積改變，反復(fù)吸入和排出液體并增高其壓力的泵。
所屬學(xué)科：
百科名片
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)的場合，諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。
目錄
柱塞泵
機(jī)械分類
軸向柱塞泵
軸向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來進(jìn)行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時(shí)可以達(dá)到很高的精度配合，因此容積效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但對液壓油的污染較敏感，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高。
直軸斜盤式柱塞泵
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(bǔ)油分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強(qiáng)，無需外力供油。靠氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動(dòng)機(jī)器后，必須等液壓漬箱達(dá)到使用氣壓后，才能操作機(jī)械。如液壓油箱的氣壓不足時(shí)就擔(dān)任機(jī)器，會(huì)對液壓泵內(nèi)的與滑鞭造成拉脫現(xiàn)象，出會(huì)造成泵體內(nèi)回程板與壓板的非正常磨損。
徑向柱塞泵
柱塞泵
低等缺點(diǎn)。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(diǎn)，陜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(shí)現(xiàn)的，而定于的zui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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為高壓操縱，由控制閥進(jìn)行控制。故該泵的響應(yīng)速度快。徑向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。
液壓柱塞泵
液壓柱塞泵靠氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動(dòng)機(jī)器后，必須等液壓漬箱達(dá)到使用氣壓后，才能操作機(jī)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(bǔ)油分泵向液壓泵進(jìn)油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強(qiáng)，無需外力供油。對于自吸油型柱塞泵，液壓油箱內(nèi)的油液不得低于油標(biāo)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。
結(jié)構(gòu)形式
柱塞泵
屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的泵，隨著國產(chǎn)化的不斷加快，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；具體詳見徑向柱塞泵百科
[1]；以下僅以軸向柱塞泵為例進(jìn)行解釋。
軸向柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來進(jìn)行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時(shí)可以達(dá)到很高的精度配合，因此具有容積效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但對液壓油的污染較敏感，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高。
MCY14-1B：定量柱塞泵
SCY14-1B：手動(dòng)變量柱塞泵
YCY14-1B：壓力變量柱塞泵
BCY14-1B：電液控制柱塞泵
PCY14-1B：恒壓變量柱塞泵
柱塞泵的泵油機(jī)構(gòu)包括兩套精密偶件：柱塞（plunger）+柱塞套（barrel）構(gòu)成柱塞偶件（plunger and barrel assembly）（圖5-11）、出油閥（delivery valve）和出油閥座（delivery valve seat）構(gòu)成出油閥偶件（delivery valve assembly
柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為0.002～0.003mm
柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進(jìn)、回油孔，均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應(yīng)用定位螺釘定位。
柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。
出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為0.01mm。
出油閥的下部呈十字?jǐn)嗝妫饶軐?dǎo)向，又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個(gè)小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時(shí)，使高壓油管內(nèi)的油壓迅速下降，避免噴孔處產(chǎn)生滴油現(xiàn)象。當(dāng)環(huán)帶落入閥座內(nèi)時(shí)則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。
工作階段
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
柱塞泵
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小（0.0015-0.0025mm）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)。
結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論
①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。
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(shí)刻不隨供油行程的變化而變化。
④轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞可改變供油終了時(shí)刻，從而改變供油量。
3. 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(hào)等系列。系列化是根據(jù)柴油機(jī)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(gè)工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機(jī)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(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和泵體
國產(chǎn)智能柱塞泵為微處理器智能控制，液晶屏顯示，可與電腦進(jìn)行通訊，具有工作壓力穩(wěn)定、脈動(dòng)小、操作方便等特點(diǎn)。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。上海灝運(yùn)儀器設(shè)備公司專業(yè)制造。
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主要特點(diǎn)
采用雙柱塞結(jié)構(gòu)，壓力脈動(dòng)小，寶石球壽命長；
采用進(jìn)口寶石柱塞和寶石球，確保流量
通過 RS232 接口與電腦通訊，可直接由電腦進(jìn)行控制；
接觸介質(zhì)材料耐有機(jī)溶劑腐蝕；
內(nèi)建過壓保護(hù)和流量校正系統(tǒng)；
大屏幕液晶顯示；
精心設(shè)計(jì)的排氣裝置有效除去輸送液體中的氣泡。
流量與壓力設(shè)定可記憶可與PLC實(shí)現(xiàn)通訊（定制）
軟件功能
實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力、設(shè)定壓力、設(shè)定流量；實(shí)時(shí)曲線顯示泵工作壓力可按兩種方式設(shè)定流量和壓力，快捷實(shí)用；具有定時(shí)功能，方便設(shè)定泵的工作時(shí)間；可保存當(dāng)前工作壓力，便于查看；可打印當(dāng)前壓力等重要參數(shù)。
平流泵（柱塞泵）產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油勘探開發(fā)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)、石油化工的催化反應(yīng)、聚合反應(yīng)、食品、制藥、液相色譜分析、超臨界萃取、分離、原子能科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工藝設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及各種液體的微量送液等方面。HYP系列平流泵（柱塞泵）的各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足油田流體滲流流變特性研究的要求，*我國在相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域裝備制造上的空白，達(dá)到同類儀器的先進(jìn)水平。
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機(jī)械原理
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?。?/span>0.0015-0.0025mm）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)。
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。
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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；
?。?/span>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；
?。?/span>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：
?。?/span>b）采用座標(biāo)鏜床，重新鏜缸體孔；
?。?/span>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：
?。?/span>a）電鍍技術(shù)：在柱塞表面鍍一層硬鉻；
?。?/span>b）電刷鍍技術(shù)：在柱塞表面刷鍍耐磨材料；
?。?/span>c）熱噴涂或電弧噴涂或電噴涂：噴涂高碳馬氏體耐磨材料；
?。?/span>d）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。
?。?/span>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—硬配對的磨擦副。
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機(jī)械維護(hù)
采用補(bǔ)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(yùn)轉(zhuǎn)聲響是否正常。如發(fā)現(xiàn)液壓缸速度下降或悶車時(shí)，就應(yīng)該對補(bǔ)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(biāo)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zui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(shí)也會(huì)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(shí)，應(yīng)注意原軸承的英文字母和型號(hào)，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(yīng)請教對軸承有經(jīng)驗(yàn)的人員查表對換，目的是保持軸承的精度等級(jí)和載荷容量。
柱塞泵使用壽命的長短，與平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)，液壓油的數(shù)量和質(zhì)量，油液清潔度等有關(guān)。避免油液中的顆粒對柱塞泵磨擦副造成磨損等，也是延長柱塞泵壽命的有效途徑。在維修中更換零件應(yīng)盡量使用原廠生產(chǎn)的零件，這些零件有時(shí)比其它仿造的零件價(jià)格要貴，但質(zhì)量及穩(wěn)定性要好，如果購買售價(jià)便宜的仿造零件，短期內(nèi)似乎是節(jié)省了費(fèi)用，但由此出帶來了隱患，也可能對柱塞泵的使用造成更大的危害。
配流盤有平面配流和球面配流兩種形式。球面配流的磨擦副，在缸體配流面劃痕比較淺時(shí)，通過研磨手段修復(fù)；缸體配流面溝槽較深時(shí)，應(yīng)先采用“表面工程技術(shù)”手段填平溝槽后，再進(jìn)行研磨，不可盲目研磨，，以防銅層變薄或漏油出鋼基。
相關(guān)產(chǎn)品
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