液壓泵

液壓泵

液壓元件
液壓泵為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件,是泵的一種。液壓泵是液壓系統的動力元件,是靠發動機或電動機驅動,從液壓油箱中吸入油液,形成壓力油排出,送到執行元件的一種元件。液壓泵按結構分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵和螺杆泵。[1]
    中文名:液壓泵 外文名: 别名: 概念::加壓液體的一種液壓元件

正文

為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件,是泵的一種。它的功能是把動力機(如電動機和内燃機等)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。液壓系統中常用的泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵3種。①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,洩漏較大。②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,工作壓力和容積效率比齒輪泵高,結構比齒輪泵複雜。③柱塞泵:容積效率高,洩漏小,可在高壓下工作,大多用于大功率液壓系統;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,如螺杆泵等,但應用不如上述3種普遍。

特點

1.鋁合金制造、強度高、耐腐蝕、重量輕、适合各種環境下作業。

2.雙速特性減少了打壓次數,在低壓室快速處于負載用功狀态,立刻轉換成高壓,縮短每次作業周期。

3.配有壓力調節閥,可調節控制及設定工作壓力。

配圖

液壓泵是液壓系統的動力元件,其作用是将原動機的機械能轉換成液體的壓力能,指液壓系統中的油泵,它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

影響液壓泵的使用壽命因素很多,除了泵自身設計、制造因素外和一些與泵使用相關元(如聯軸器、濾油器等)的選用、試車運行過程中的操作等也有關。

液壓泵的工作原理是運動帶來泵腔容積的變化,從而壓縮流體使流體具有壓力能。

必須具備的條件就是泵腔有密封容積變化。

相關元件的分析

1聯軸器

1)聯軸器的選用

液壓泵傳動軸不能承受徑向力和軸向力,因此不允許在軸端直接安裝帶輪、齒輪、鍊輪,通常用聯軸器聯接驅動軸和泵傳動軸。如因制造原因,泵與聯軸器同軸度超标,裝配時又存在偏差,則随着泵的轉速提高離心力加大聯軸器變形,變形大又使離心力加大。造成惡性循環,其結果産生振動噪聲,從而影響泵的使用壽命。此外,還有如聯軸器柱銷松動未及時緊固、橡膠圈磨損未及時更換等影響因素。

2)聯軸器的裝配要求

剛性聯軸器兩軸的同軸度誤差≤0.05mm;

彈性聯軸器兩軸的同軸度誤差≤0.1mm;

兩軸的角度誤差<1°;

驅動軸與泵端應保持5~10mm距離;

2液壓油箱

1)液壓油箱的選用

液壓油箱在液壓系統中的主要作用為儲油、散熱、分離油中所含空氣及消除泡沫。選用油箱首先要考慮其容量,一般移動式設備取泵最大流量的2~3倍,固定式設備取3~4倍;其次考慮油箱油位,當系統全部液壓油缸伸出後油箱油面不得低于最低油位,當油缸回縮以後油面不得高于最高油位;最後考慮油箱結構,傳統油箱内的隔闆并不能起沉澱髒物的作用,應沿油箱縱軸線安裝一個垂直隔闆。此隔闆一端和油箱端闆之間留有空位使隔闆兩邊空間連通,液壓泵的進出油口布置在不連通的一端隔闆兩側,使進油和回油之間的距離最遠,液壓油箱多起一些散熱作用。

2)液壓油箱的安裝

按照安裝位置的不同可分為上置式、側置式和下置式。

置式油箱把液壓泵等裝置安裝在有較好剛度的上蓋闆上,其結構緊湊、應用最廣。此外還可在油箱外殼上鑄出散熱翅片,加強散熱效果,即提高了液壓泵的使用壽命。

側置式油箱是把液壓泵等裝置安裝在油箱旁邊,占地面積雖大,但安裝與維修都很方便,通常在系統流量和油箱容量較大時采用,尤其是當一個油箱給多台液壓泵供油時使用。因側置式油箱油位高于液壓泵吸油口,故具有較好的吸油效果。

下置式油箱是把液壓泵置于油箱底下,不僅便于安裝和維修,而且液壓泵吸入能力大為改善。

3濾油器

1)濾油器的選用

一般粒徑在10μm以下的污染物對泵的影響不太明顯,而大于10μm、特别是在40μm以上時對泵的使用壽命就有明顯影響。液壓油中固體污染顆粒極易使泵内相對運動零件表面磨損加劇,為此需要安裝濾油器降低油的污染程度。過濾精度要求:軸向柱塞泵10~15μm,葉片泵為25μm,齒輪泵為40μm。泵的污染磨損可以控制在允許範圍之内。目前高精度濾油器使用日 益廣泛,可大大延長液壓泵的使用壽命。

液壓泵的原理

是為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件,是泵的一種。它的功能是把動力機(如電動機和内燃機等)的機械能轉換成液體的壓力能。

液壓泵的分類

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。

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,洩漏較大。

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、結構比齒輪泵複雜。

柱塞泵:容積效率高、洩漏小、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,如螺杆泵等,但應用不如上述3種普遍。

故障有哪些原因

在維修時從以下三點查找故障原因,并對系統進行改進:

(1)檢查動臂油缸的内漏情況。最簡單的方法是把動臂升起,看其是否有明顯的自由下降。若下落明顯則拆卸油缸檢查,密封圈如已磨損應予更換。

(2)檢查操縱閥。首先清洗安全閥,檢查閥芯是否磨損,如磨損應更換。安全閥安裝後若仍無變化,再檢查操縱閥閥芯磨損情況,其間隙使用限度一般為0.06mm,磨損嚴重應更換。

(3)測量液壓泵的壓力。若壓力偏低,則進行調整,加壓力仍調不上去,則說明液壓泵嚴重磨損。

一般來說,造成動臂帶載不能提升的主要原因為:

a.液壓泵嚴重磨損。在低速運轉時泵内洩漏嚴重;高速運轉時,泵壓力稍有提高,但由于泵的磨損及内洩,容積效率顯着下降,很難達到額定壓力。液壓泵長時間工作又加劇了磨損,油溫升高,由此造成液壓元件磨損及密封件的老化、損壞,喪失密封能力,液壓油變質,最後導緻故障發生。

b.液壓元件選型不合理。動臂油缸規格為70/40非标準系列,密封件亦為非标準件,制造成本高且密封件更換不便。動臂油缸缸徑小,勢必使系統調定壓力高。

c.液壓系統設計不合理。操縱閥與全液壓轉向器為單泵串聯,安全閥調定壓力分16MPa,而液壓泵的額定工作壓力也為16MPa。液壓泵經常在滿負載或長時間超負荷(高壓)情況下工作,并且系統有液力沖擊,長期不換油,液壓油受污染,加劇液壓泵磨損,以緻液壓泵泵殼炸裂(後曾發現此類故障)。

2、改進及效果

(l)改進液壓系統設計。經過多次論證,最後采用先進的優先閥與負荷傳感全液壓轉向器形式,見圖2。新系統能夠按照轉向要求,優先向其分配流量,無論負載大小、方向盤轉速高低均能保證供油充足,剩餘部分可全部供給工作裝置回路使用,從而消除了由于轉向回路供油過多而造成功率損失,提高了系統效率,降低了液壓泵的工作壓力。

(2)優化設計動臂油缸和液壓泵造型,降低系統工作壓力。通過優化計算,動臂油缸采用标準系列80/4。液壓泵排量由10ml/r提高為14ml/r,系統調定壓力為14MPa,滿足了動臂油缸舉升力和速度要求。

(3)在使用過程中還應注意裝載機的正确使用與維護,定期添加或更換液壓油,保持液壓油的清潔度,加強日常檢查和維護。

故障現象及原因分析

在維修時從以下三點查找故障原因,并對系統進行改進:

(1)檢查動臂油缸的内漏情況。最簡單的方法是把動臂升起,看其是否有明顯的自由下降。若下落明顯則拆卸油缸檢查,密封圈如已磨損應予更換。

(2)檢查操縱閥。首先清洗安全閥,檢查閥芯是否磨損,如磨損應更換。安全閥安裝後若仍無變化,再檢查操縱閥閥芯磨損情況,其間隙使用限度一般為0.06mm,磨損嚴重應更換。

(3)測量液壓泵的壓力。若壓力偏低,則進行調整,加壓力仍調不上去,則說明液壓泵嚴重磨損。

一般來說,造成動臂帶載不能提升的主要原因為 

a.液壓泵嚴重磨損。在低速運轉時泵内洩漏嚴重;高速運轉時,泵壓力稍有提高,但由于泵的磨損及内洩,容積效率顯着下降,很難達到額定壓力。液壓泵長時間工作又加劇了磨損,油溫升高,由此造成液壓元件磨損及密封件的老化、損壞,喪失密封能力,液壓油變質,最後導緻故障發生。

b.液壓元件選型不合理。動臂油缸規格為70/40非标準系列,密封件亦為非标準件,制造成本高且密封件更換不便。動臂油缸缸徑小,勢必使系統調定壓力高。

c.液壓系統設計不合理。操縱閥與全液壓轉向器為單泵串聯,安全閥調定壓力分16MPa,而液壓泵的額定工作壓力也為16MPa。液壓泵經常在滿負載或長時間超負荷(高壓)情況下工作,并且系統有液力沖擊,長期不換油,液壓油受污染,加劇液壓泵磨損,以緻液壓泵泵殼炸裂(後曾發現此類故障)。

改進及效果

(l)改進液壓系統設計。經過多次論證,最後采用先進的優先閥與負荷傳感全液壓轉向器形式,見圖2。新系統能夠按照轉向要求,優先向其分配流量,無論負載大小、方向盤轉速高低均能保證供油充足,剩餘部分可全部供給工作裝置回路使用,從而消除了由于轉向回路供油過多而造成功率損失,提高了系統效率,降低了液壓泵的工作壓力。

(2)優化設計動臂油缸和液壓泵造型,降低系統工作壓力。通過優化計算,動臂油缸采用标準系列80/4。液壓泵排量由10ml/r提高為14ml/r,系統調定壓力為14MPa,滿足了動臂油缸舉升力和速度要求。

(3)在使用過程中還應注意裝載機的正确使用與維護,定期添加或更換液壓油,保持液壓油的清潔度,加強日常檢查和維護。

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