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          液壓泵工作原理

          文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-02-28 20:52

          液壓泵是為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件,是泵的一種。雖然不同類型的液壓泵的結構大不相同,但是在安裝、使用維護方面存在許多共同點,如果不規范操作的話,可能會導致故障的發生。

          液壓泵的功能是把動力機(如電動機和內燃機等)的機械能轉換成液體的壓力能。輸出流量可以根據需要來調節的稱為變量泵,流量不能調節的稱為定量泵。

          雖然液壓泵的結構大不相同,但是在安裝與使用方面存在許多共同點。

           

          一、常用液壓泵的種類

          1、按流量是否可調節可分為:變量泵和定量泵。輸出流量可以根據需要來調節的稱為變量泵,流量不能調節的稱為定量泵。

          2、按液壓系統中常用的泵結構分為:齒輪泵、葉片泵和柱塞泵3種。

          齒輪泵:體積較小,結構較簡單,對油的清潔度要求不嚴,價格較便宜;但泵軸受不平衡力,磨損嚴重,泄漏較大。

          葉片泵:分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運轉平穩、噪音小、作壓力和容積效率比齒輪泵高、結構比齒輪泵復雜。

          柱塞泵:容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多用於大功率液壓系統;但結構復雜,材料和加工精度要求高、價格貴、對油的清潔度要求高。

          一般在齒輪泵和葉片泵不能滿足要求時才用柱塞泵。還有一些其他形式的液壓泵,如螺桿泵等,但應用不如上述3種普遍。

           

          二、液壓泵的工作原理

          1、柱塞泵

          柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結構形式;由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術含量比較高的高效泵,隨著國產化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分.

          柱塞泵是往復泵的一種,屬于體積泵,其柱塞靠泵軸的偏心轉動驅動,往復運動,其吸入和排出閥都是單向閥。當柱塞外拉時,工作室內壓力降低,出口閥關閉,低于進口壓力時,進口閥打開,液體進入;柱塞內推時,工作室壓力升高,進口閥關閉,高于出口壓力時,出口閥打開,液體排出。

          帶滑靴結構的軸向柱塞泵是目前使用最廣泛的軸向柱塞泵,安放在缸體中的柱塞通過滑靴與斜盤相接觸,當傳動軸帶動缸體旋轉時,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。變量機構用來改變斜盤的傾角,通過調節斜盤的傾角可改變泵的排量。

          2、葉片泵

          雙作用泵工作原理:

          它由定子、轉子、葉片和配油盤等組成。定子內壁近似橢圓形。葉片安裝在轉子徑向槽內并可沿槽滑動,轉子與定子同心安裝。當轉子轉動時,葉片在離心力的作用下壓向定子內表面,并隨定子內表面曲線的變化而被迫在轉子槽內往復滑動,相鄰兩葉片間的密封工作腔就發生增大和縮小的變化。葉片由小半徑圓弧向大半徑圓弧處滑移時,密封工作腔隨之逐漸增大形成局部真空,于是油箱中油液通過配油盤上吸油腔吸入;反之將油壓出。轉子每轉一周,葉片在槽內往復滑移2次,完成2次吸油和2次壓油,并且油壓所產生的徑向力是平衡的,故稱雙作用式,也稱平衡式。

          單作用式葉片泵工作原理:

          主要由定子、轉子、葉片和配油盤等組成。定子的內表面是一個圓柱形,轉子偏心安裝在定子中,即有一個偏心距e,葉片裝在轉子徑向滑槽中,并可在槽內徑向滑動。轉子轉動時,在離心力和葉片根部壓力油的作用下,葉片緊貼在定子內表面上,這樣相鄰兩片葉片間就形成了密封工作腔。在其中一邊,葉片逐漸伸出,密封工作腔逐漸增大,形成局部真空,形成吸油;反之,另一邊,形成壓油。轉子每轉一周,葉片在滑槽內往復滑移1次,完成1次吸油1次壓油。油壓所產生的徑向力是不平衡的,故稱單作用式,也稱不平衡式葉片泵。

          3、氣體增壓泵

          氣動增壓泵工作時主要是利用大面積活塞端的低壓氣體驅動而產生小面積活塞端的高壓流體。可用于壓縮空氣及其它氣體,輸出氣壓可通過驅動氣壓無級調節。

          氣動增壓泵利用大面積活塞端的低壓氣體驅動而產生小面積活塞端的高壓流體。可用于壓縮空氣及其它氣體,輸出氣壓可通過驅動氣壓無級調節。

          多種氣體驅動:壓縮空氣、液化氮氣和管道氮氣、水蒸氣。

           

          三、液壓泵連接注意事項

          1、液壓泵可以用支座或法蘭安裝,泵和原動機應采用共同的基礎支座,法蘭和基礎都應有足夠的剛性。特別注意:流量大于(或等于)160L/min的柱塞泵,不宜安裝在油箱上。

          2、液壓泵和原動機輸出軸間應采用彈性聯軸器連接,嚴禁在液壓泵軸上安裝帶輪或齒輪驅動液壓泵,若一定要用帶輪或齒輪與泵連接,則應加一對支座來安裝帶輪或齒輪,該支座與泵軸的同軸度誤差應不大于Φ0.05mm。

          3、吸油管要盡量短、直、大、厚,吸油管路一般需設置公稱流量不小于泵流量2倍的粗過濾器(過濾精度一般為80~180μm)。液壓泵的泄油管應直接接油箱,回油背壓應不大于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。特別注意在柱塞泵吸油管道上不允許安裝濾油器,吸油管道上的截止閥通徑應比吸油管道通徑大一擋。

          4、液壓泵進、出油口應安裝牢固,密封裝置要可靠,否則會產生吸入空氣或漏油的現象,影響液壓泵的性能。

          5、液壓泵自吸高度不超過500mm(或進口真空度不超過0.03MPa),若采用補油泵供油,供油壓力不得超過0.5MPa,當供油壓力超過0.5MPa時,要改用耐壓密封圈。對于柱塞泵,應盡量采用倒灌自吸方式。

          6、液壓泵裝機前應檢查安裝孔的深度是否大于泵的軸伸長度,防止產生頂軸現象,否則將燒毀泵。

           

          四、液壓泵使用注意事項

          1、液壓泵啟動時應先點動數次,油流方向和聲音都正常后,在低壓下運轉5~10min,然后投入正常運行。柱塞泵啟動前,必須通過殼上的泄油口向泵內灌滿清潔的工作油。

          2、油的黏度受溫度影響而變化,油溫升高黏度隨之降低,故油溫要求保持在60℃以下,為使液壓泵在不同的工作溫度下能夠穩定工作,所選的油液應具有黏度受溫度變化影響較小的油溫特性,以及較好的化學穩定性、抗泡沫性能等。推薦使用L-HM32或L-HM46(GB11118.1—94)抗磨液壓油。

          3、油液必須潔凈、不得混有機械雜質和腐蝕物質,吸油管路上無過濾裝置的液壓系統,必須經濾油車(過濾精度小于25μm)加油至油箱。

          4、 液壓泵的最高壓力和最高轉速,是指在使用中短暫時間內允許的峰值,應避免長期使用,否則將影響液壓泵的壽命。

          5、液壓泵的正常工作油溫為15~65℃,泵殼上的最高溫度一般比油箱內泵入口處的油溫高10~20℃,當油箱內油溫達65℃時,泵殼上最高溫度不超過75~85℃。

           

          五、更換液壓泵后的注意事項

          隨時注意異常現象的發現

          異常聲音、振動或監視系統異常信號等,必定有其原因,一發現有異常現象時,即刻找來回路圖,按圖索驥,小心觀察異常現象是否為一時錯誤所造成。評估需不需要停車處理。舉凡壓力、負荷、溫度、時間、起動時、停止時都包含了可能產生異常現象之原因。平時即應逐項分析研討。

           

          液壓泵起動后勿立即加給負荷

          液壓泵在啟動后須實施一段時間無負荷空轉(約10分鐘~30分鐘),尤其氣溫很低時,更須經溫車過程,使液壓回路循環正常再加予負載,并確認運轉狀況。

           

          觀察油溫變化

          注意檢查最高和最低油溫變化狀況,并查出油溫和外界環境溫度的關系,如此才能知道冷卻器容量、儲油箱容量是否與周遭條件,使用條件互相配合,對冷卻系統的故障排除也才有跡可循。

           

          注意液壓泵的噪音

          新的液壓泵初期磨耗少,容易受到氣泡和塵埃的影響,高溫時潤滑不良或使用條件過荷等,都會引起不良后果,使液壓泵發出不正常的影響。

           

          注意檢查計器類的顯示值

          隨時觀察液壓回路的壓力表顯示值,壓力開關燈號等振動情形和安定性,以盡早發現液壓回路作用是否正常。

           

          注意觀察機械的動作情況(對于改裝泵)

          液壓回路設計不當或組件制造不良,在起始使用階段不容易發現,故應特別注意在各種使用條件下所顯現出的動作狀態。

           

          注意各閥內的調整

          充份了解壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥的使用,對調整范圍和極限須特別留意,否則調整錯誤不僅損及機械,更對安全構成威脅。

           

          檢查過濾器的狀態

          對回路中的過濾器應定期取出清理,并檢查濾網之狀態及網上所吸附的污物,分析質、量和大小,如此可觀察回路中污染程度,甚而據此推斷出污染來源所在。

           

          定期檢查液壓油的變化

          每隔一、二個月檢查分析液壓油劣化、變色和污染程度的變化,以確保液壓傳動媒介的正常。

           

          注意配管部份泄漏情況

          液壓裝置配管良否,于運轉一段時間后即可看出,檢察是否漏油,配管是否松動。

           

          新機運轉的三個月內應注意運轉狀況

          在新機運轉期間內,應把握運轉狀況檢查,例如機件的保養,螺絲是否有松動,油溫是否有不正常升高,液壓油是否很快劣化,檢查使用條件是否符合規定等。

           

          液壓泵功率損失原因

          液壓泵工作時存在的功率損失有兩種,一種功率損失是容積損失,另一種是機械損失。

           

          造成機械損失的原因

          ①.液壓泵工作時,各相對運動件,如軸承與軸之間、軸與密封件之間、葉片與泵體內壁之間有機械摩擦,從而產生摩擦阻力損失。這種損失與液壓泵的輸出壓力有關,輸出壓力愈高,則摩擦阻力損失愈大。

          ②.油液在泵內流動時,由于液體的黏性而產生黏滯阻力,也會造成機械損失。這種損失與油液的黏度、泵的轉速有關,油液越黏、泵的轉速越高,則機械損失越大。

          由于上述原因,使泵的實際輸人功率大于理論上需要的功率。液壓泵的理論輸入功率與實際輸入功率的比值稱為機械效率,它表明功率損失的程度。液壓泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為液壓泵的總效率。

           

          造成容積損失的原因

          ①.容積式液壓泵的吸油腔和排油腔在泵內雖然被隔開,但相對運動同總是存在著一定的間隙,因此泵內高壓區內的油液通過間隙必然要泄漏到低壓區。液壓油的黏度愈低、壓力愈高時,泄漏就愈大。

          ②.液壓泵在吸油過程中,由于吸油阻力太大、油液太粘或泵軸轉速太高等原因都會造成泵的吸空現象,使密封的工作容積不能充滿油液,也就是說液壓泵的工作腔沒有被充分利用。

          由于上述原因,使液壓泵有容積損失。

          但是,只要泵的設計正確,使用合理,其中的第二種原因造成的損失是可以克服的,即可以減少泵的容積損失。

          然而,液壓泵工作時因泄漏所造成的容積損失是不可避免的,也就是泵的容積損失可以近似地看作全部由泄漏造成,使液壓泵的實際流量總小于理論流量

          實際流量與理淪流量的比值稱為容積效率,它表示液壓泵容積損失大小的程度。液壓泵的容積效率表示液壓泵容積損失大小的程度。

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