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液壓泵工作原理

文章出處:未知 人氣:发表时间:2019-02-28 20:52

液壓泵是爲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,如果不規範操作的話,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爲變量泵,流量不能調節的稱爲定量泵。

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爲:變量泵和定量泵。輸出流量可以根據需要來調節的稱爲變量泵,流量不能調節的稱爲定量泵。

2、按液壓系統中常用的泵結構分爲: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:分爲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、結構比齒輪泵複雜。

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;但結構複雜,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壓泵,如螺杆泵等,但应用不如上述3种普遍。

 

二、液壓泵的工作原理

1、柱塞泵

柱塞泵分爲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,隨著國産化的不斷加快,徑向柱塞泵必然會成爲柱塞泵應用領域的重要組成部分.

柱塞泵是往複泵的一種,屬于體積泵,其柱塞靠泵軸的偏心轉動驅動,往複運動,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並可沿槽滑動,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,並隨定子內表面曲線的變化而被迫在轉子槽內往複滑動,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,葉片在槽內往複滑移2次,完成2次吸油和2次壓油,並且油壓所産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,並可在槽內徑向滑動。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,葉片在滑槽內往複滑移1次,完成1次吸油1次壓油。油壓所産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産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産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、液壓泵连接注意事项

1、液壓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、液壓泵和原动机输出轴间应采用弹性联轴器连接,严禁在液壓泵轴上安装带轮或齿轮驱动液壓泵,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)。液壓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、液壓泵进、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,影响液壓泵的性能。

5、液壓泵自吸高度不超过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、液壓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、液壓泵使用注意事项

1、液壓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,为使液壓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、油液必須潔淨、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,否则将影响液壓泵的寿命。

5、液壓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、更换液壓泵后的注意事项

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,按圖索骥,小心觀察異常現象是否爲一時錯誤所造成。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産生異常現象之原因。平時即應逐項分析研討。

 

液壓泵起动后勿立即加给负荷

液壓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。

 

觀察油溫變化

注意檢查最高和最低油溫變化狀況,並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迹可循。

 

注意液壓泵的噪音

新的液壓泵初期磨耗少,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,使液壓泵发出不正常的影响。

 

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,對調整範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,並檢查濾網之狀態及網上所吸附的汙物,分析質、量和大小,如此可觀察回路中汙染程度,甚而據此推斷出汙染來源所在。

 

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、變色和汙染程度的變化,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,于運轉一段時間後即可看出,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。

 

液壓泵功率损失原因

液壓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。

 

造成機械損失的原因

①.液壓泵工作时,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。这种损失与液壓泵的输出压力有关,输出压力愈高,则摩擦阻力损失愈大。

②.油液在泵內流動時,由于液體的黏性而産生黏滯阻力,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,使泵的实际输人功率大于理论上需要的功率。液壓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。液壓泵的输出功率与输入功率的比值称为液壓泵的总效率。

 

造成容積損失的原因

①.容积式液壓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.液壓泵在吸油过程中,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,也就是说液壓泵的工作腔没有被充分利用。

由于上述原因,使液壓泵有容积损失。

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,使液壓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,它表示液壓泵容积损失大小的程度。液壓泵的容积效率表示液壓泵容积损失大小的程度。

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