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  • 液压泵工作原理

    液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件,是泵的一种。虽然不同类型的液压泵的结构大不相同,但是在安装、使用维护方面存在许多共同点,如果不规范操作的话,可能会导致故障的发生。 液压泵的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体 阅读全文>>

    液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件,是泵的一种。虽然不同类型的液压泵的结构大不相同,但是在安装、使用维护方面存在许多共同点,如果不规范操作的话,可能会导致故障的发生。

    液压泵的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵,流量不能调节的称为定量泵。

    虽然液压泵的结构大不相同,但是在安装与使用方面存在许多共同点。

    一、常用液压泵的种类

    1、按流量是否可调节可分为:变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵,流量不能调节的称为定量泵。

    2、按液压系统中常用的泵结构分为:齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。

    齿轮泵:体积较小,结构较简单,对油的清洁度要求不严,价格较便宜;但泵轴受不平衡力,磨损严重,泄漏较大。

    叶片泵:分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。

    柱塞泵:容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统;但结构复杂,材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。

    一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵,如螺杆泵等,但应用不如上述3种普遍。

    二、液压泵的工作原理

    1、柱塞泵

    柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种代表性的结构形式;由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵,随着国产化的不断加快,径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分.

    柱塞泵是往复泵的一种,属于体积泵,其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动,往复运动,其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时,工作室内压力降低,出口阀关闭,低于进口压力时,进口阀打开,液体进入;柱塞内推时,工作室压力升高,进口阀关闭,高于出口压力时,出口阀打开,液体排出。

    柱塞泵

    带滑靴结构的轴向柱塞泵是目前使用最广泛的轴向柱塞泵,安放在缸体中的柱塞通过滑靴与斜盘相接触,当传动轴带动缸体旋转时,斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回,完成吸排油过程。柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角,通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。

    2、叶片泵

    叶片泵

    双作用泵工作原理:

    它由定子、转子、叶片和配油盘等组成。定子内壁近似椭圆形。叶片安装在转子径向槽内并可沿槽滑动,转子与定子同心安装。当转子转动时,叶片在离心力的作用下压向定子内表面,并随定子内表面曲线的变化而被迫在转子槽内往复滑动,相邻两叶片间的密封工作腔就发生增大和缩小的变化。叶片由小半径圆弧向大半径圆弧处滑移时,密封工作腔随之逐渐增大形成局部真空,于是油箱中油液通过配油盘上吸油腔吸入;反之将油压出。转子每转一周,叶片在槽内往复滑移2次,完成2次吸油和2次压油,并且油压所产生的径向力是平衡的,故称双作用式,也称平衡式。

    单作用式叶片泵工作原理:

    主要由定子、转子、叶片和配油盘等组成。定子的内表面是一个圆柱形,转子偏心安装在定子中,即有一个偏心距e,叶片装在转子径向滑槽中,并可在槽内径向滑动。转子转动时,在离心力和叶片根部压力油的作用下,叶片紧贴在定子内表面上,这样相邻两片叶片间就形成了密封工作腔。在其中一边,叶片逐渐伸出,密封工作腔逐渐增大,形成局部真空,形成吸油;反之,另一边,形成压油。转子每转一周,叶片在滑槽内往复滑移1次,完成1次吸油1次压油。油压所产生的径向力是不平衡的,故称单作用式,也称不平衡式叶片泵。

    3、气体增压泵

    气体增压机

    气动增压泵工作时主要是利用大面积活塞端的低压气体驱动而产生小面积活塞端的高压流体。可用于压缩空气及其它气体,输出气压可通过驱动气压无级调节。

    气动增压泵利用大面积活塞端的低压气体驱动而产生小面积活塞端的高压流体。可用于压缩空气及其它气体,输出气压可通过驱动气压无级调节。

    多种气体驱动:压缩空气、液化氮气和管道氮气、水蒸气。

    三、液压泵连接注意事项

    1、液压泵可以用支座或法兰安装,泵和原动机应采用共同的基础支座,法兰和基础都应有足够的刚性。特别注意:流量大于(或等于)160L/min的柱塞泵,不宜安装在油箱上。

    2、液压泵和原动机输出轴间应采用弹性联轴器连接,严禁在液压泵轴上安装带轮或齿轮驱动液压泵,若一定要用带轮或齿轮与泵连接,则应加一对支座来安装带轮或齿轮,该支座与泵轴的同轴度误差应不大于Φ0.05mm。

    3、吸油管要尽量短、直、大、厚,吸油管路一般需设置公称流量不小于泵流量2倍的粗过滤器(过滤精度一般为80~180μm)。液压泵的泄油管应直接接油箱,回油背压应不大于0.05MPa。油泵的吸油管口、回油管口均需在油箱最低油面200mm以下。特别注意在柱塞泵吸油管道上不允许安装滤油器,吸油管道上的截止阀通径应比吸油管道通径大一挡。

    4、液压泵进、出油口应安装牢固,密封装置要可靠,否则会产生吸入空气或漏油的现象,影响液压泵的性能。

    5、液压泵自吸高度不超过500mm(或进口真空度不超过0.03MPa),若采用补油泵供油,供油压力不得超过0.5MPa,当供油压力超过0.5MPa时,要改用耐压密封圈。对于柱塞泵,应尽量采用倒灌自吸方式。

    6、液压泵装机前应检查安装孔的深度是否大于泵的轴伸长度,防止产生顶轴现象,否则将烧毁泵。

    四、液压泵使用注意事项

    1、液压泵启动时应先点动数次,油流方向和声音都正常后,在低压下运转5~10min,然后投入正常运行。柱塞泵启动前,必须通过壳上的泄油口向泵内灌满清洁的工作油。

    2、油的黏度受温度影响而变化,油温升高黏度随之降低,故油温要求保持在60℃以下,为使液压泵在不同的工作温度下能够稳定工作,所选的油液应具有黏度受温度变化影响较小的油温特性,以及较好的化学稳定性、抗泡沫性能等。推荐使用L-HM32或L-HM46(GB11118.1—94)抗磨液压油。

    3、油液必须洁净、不得混有机械杂质和腐蚀物质,吸油管路上无过滤装置的液压系统,必须经滤油车(过滤精度小于25μm)加油至油箱。

    4、 液压泵的最高压力和最高转速,是指在使用中短暂时间内允许的峰值,应避免长期使用,否则将影响液压泵的寿命。

    5、液压泵的正常工作油温为15~65℃,泵壳上的最高温度一般比油箱内泵入口处的油温高10~20℃,当油箱内油温达65℃时,泵壳上最高温度不超过75~85℃。

    五、更换液压泵后的注意事项

    随时注意异常现象的发现

    异常声音、振动或监视系统异常信号等,必定有其原因,一发现有异常现象时,即刻找来回路图,按图索骥,小心观察异常现象是否为一时错误所造成。评估需不需要停车处理。举凡压力、负荷、温度、时间、起动时、停止时都包含了可能产生异常现象之原因。平时即应逐项分析研讨。

    液压泵起动后勿立即加给负荷

    液压泵在启动后须实施一段时间无负荷空转(约10分钟~30分钟),尤其气温很低时,更须经温车过程,使液压回路循环正常再加予负载,并确认运转状况。

    观察油温变化

    注意检查最高和最低油温变化状况,并查出油温和外界环境温度的关系,如此才能知道冷却器容量、储油箱容量是否与周遭条件,使用条件互相配合,对冷却系统的故障排除也才有迹可循。

    注意液压泵的噪音

    新的液压泵初期磨耗少,容易受到气泡和尘埃的影响,高温时润滑不良或使用条件过荷等,都会引起不良后果,使液压泵发出不正常的影响。

    注意检查计器类的显示值

    随时观察液压回路的压力表显示值,压力开关灯号等振动情形和安定性,以尽早发现液压回路作用是否正常。

    注意观察机械的动作情况(对于改装泵)

    液压回路设计不当或组件制造不良,在起始使用阶段不容易发现,故应特别注意在各种使用条件下所显现出的动作状态。

    注意各阀内的调整

    充份了解压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀的使用,对调整范围和极限须特别留意,否则调整错误不仅损及机械,更对安全构成威胁。

    检查过滤器的状态

    对回路中的过滤器应定期取出清理,并检查滤网之状态及网上所吸附的污物,分析质、量和大小,如此可观察回路中污染程度,甚而据此推断出污染来源所在。

    定期检查液压油的变化

    每隔一、二个月检查分析液压油劣化、变色和污染程度的变化,以确保液压传动媒介的正常。

    注意配管部份泄漏情况

    液压装置配管良否,于运转一段时间后即可看出,检察是否漏油,配管是否松动。

    新机运转的三个月内应注意运转状况

    在新机运转期间内,应把握运转状况检查,例如机件的保养,螺丝是否有松动,油温是否有不正常升高,液压油是否很快劣化,检查使用条件是否符合规定等。

    液压泵功率损失原因

    液压泵工作时存在的功率损失有两种,一种功率损失是容积损失,另一种是机械损失。

    造成机械损失的原因

    ①.液压泵工作时,各相对运动件,如轴承与轴之间、轴与密封件之间、叶片与泵体内壁之间有机械摩擦,从而产生摩擦阻力损失。这种损失与液压泵的输出压力有关,输出压力愈高,则摩擦阻力损失愈大。

    ②.油液在泵内流动时,由于液体的黏性而产生黏滞阻力,也会造成机械损失。这种损失与油液的黏度、泵的转速有关,油液越黏、泵的转速越高,则机械损失越大。

    由于上述原因,使泵的实际输人功率大于理论上需要的功率。液压泵的理论输入功率与实际输入功率的比值称为机械效率,它表明功率损失的程度。液压泵的输出功率与输入功率的比值称为液压泵的总效率。

    造成容积损失的原因

    ①.容积式液压泵的吸油腔和排油腔在泵内虽然被隔开,但相对运动同总是存在着一定的间隙,因此泵内高压区内的油液通过间隙必然要泄漏到低压区。液压油的黏度愈低、压力愈高时,泄漏就愈大。

    ②.液压泵在吸油过程中,由于吸油阻力太大、油液太粘或泵轴转速太高等原因都会造成泵的吸空现象,使密封的工作容积不能充满油液,也就是说液压泵的工作腔没有被充分利用。

    由于上述原因,使液压泵有容积损失。

    但是,只要泵的设计正确,使用合理,其中的第二种原因造成的损失是可以克服的,即可以减少泵的容积损失。

    然而,液压泵工作时因泄漏所造成的容积损失是不可避免的,也就是泵的容积损失可以近似地看作全部由泄漏造成,使液压泵的实际流量总小于理论流量

    实际流量与理沦流量的比值称为容积效率,它表示液压泵容积损失大小的程度。液压泵的容积效率表示液压泵容积损失大小的程度。

     

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