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液壓泵的合理使用

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液壓泵的合理使用

發布日期:2015-08-07 00:00 來源:http://www.virtual-byte.com 點擊:

液壓泵液壓系統的重要元件,常用的液壓泵有葉片泵、齒輪泵、柱塞泵等。下面就常用的幾種液壓泵的特性和合理使用簡述如下。   

葉片泵的合理使用  

葉片泵的額定壓力為6~16MPa,高水平的達21MPa以上。葉片泵的流量脈動小,噪聲較低,大多數用在固定設備上,如機床、組合機床、部分塑料注射機和自制設備等。當液壓系統需要流量變化時,特別是需要大流量的時間比需要小流量的時間要短時,最好采用雙聯泵或變量泵。如機床的進給機構,當快進時,需要流量大,工進時,需要流量小,二者相差幾十倍甚至更多。為了滿足快進時液壓缸需要的大流量,要選用流量較大的泵,但到工進時,液壓缸需要的流量很小,使絕大部分高壓液壓油經溢流閥溢流。這不僅消耗了功率,還會使系統發熱。為了解決這個問題,可以選用變量葉片泵。當快進時,壓力低,泵排量(流量)最大;當工進時,系統壓力升高,泵自動使排量減小,基本上沒有油從溢流閥溢流。也可以采用雙聯葉片泵,低壓時大小2個泵一起向系統供油,工進高壓時,小泵高壓小流量供油,大泵低壓大流量經卸荷閥卸荷后供油。又如,機床液壓卡盤和卡緊裝置,或其他液壓卡緊裝置,大多數采用集中泵站供油,即用1臺泵供給多臺機床使用。該系統的特點是,當卡緊或松卡時希望很快,而且要考慮到所有機床同時卡緊,所以系統需要流量較大;可一經卡緊后,只要繼續保持壓力(即卡緊)。即不需要流量的時間要比裝卡過程中需要流量的時間長得多。因此,這種系統中的泵,絕大部分時間在作無用功白白浪費了功率,造成系統發熱;且對泵來說,總是在最高工作壓力下工作是很不利的,夏天時,可能由于系統溫度過高,不得不暫時停機。為了解決這一矛盾,可以把油箱加大,利用油箱散熱。但這是個消極的辦法,雖能使系統溫度保持穩定,但功率仍被浪費,液壓泵也在磨損。較好的辦法是采用蓄能器,用蓄能器儲存一部分壓力油,當系統壓力達到最高工作壓力時,液壓泵卸荷,系統需要的保壓流量由蓄能器供給;當系統壓力降到最低工作壓力時,液壓泵再度工作,這樣系統不發熱,故障不易發生,油箱也小,液壓泵的壽命也可延長,這種工況就比較合理。

齒輪泵的合理使用 

  一般所說的齒輪泵,都是外嚙合齒輪泵,國產齒輪泵額定壓力為10~20MPa。齒輪泵自吸性能最好,耐污染性強,結構簡單,價格便宜。其缺點是不能變量。但能做成三聯、四聯式實現分級變量,而且可以制成派生產品齒輪式分流器,可實現數缸同步。也可聯成齒輪式增壓器,提高工作壓力。因此,并未因其不能變量而影響應用范圍。目前,國內齒輪泵大多用在移動式設備上,如拖拉機、推土機、叉車、自卸車、裝載機等。國外齒輪泵的額定壓力較高,采用多聯泵和增壓的方式能代替一部分軸向柱塞泵,用在挖掘機和汽車起重機等需要多種動作的機器上。齒輪泵非常通用,除了用在移動式設備上以外,自然也可用于工作壓力不太高的固定設備上,如簡易小型油壓機,液壓千斤頂,以及一些自制的簡易液壓設備上。齒輪泵可以在低壓狀態下用作液壓馬達,泵體上有單獨泄油口的泵可用作雙向馬達。大多數泵體上沒有單獨泄油口的齒輪泵,可以用作單向旋轉的馬達,即從高壓口進油,低壓口排油,其轉動方向和泵使用時的方向相反。額定壓力為10MPa的齒輪泵,用到2~3MPa,一般沒有問題,但不推薦使用2.5MPa級齒輪泵沒有壓力補償式側板,用作馬達時可以不降低壓力。

軸向柱塞泵的合理使用    

這里所說的軸向柱塞泵是指端面配流式的軸向柱塞泵,不包括閥式配流的。常見的有3種型式:即1種斜軸式和2種斜盤式(通軸式非通軸式)。近年來發展最快的是通軸式。額定壓力斜軸式為16MPa、ZB型和通軸式分別是21MPa和25MPa,CY型最高壓力是32MPa。國外一般水平25MPa,高水平的35~40MPa。國內生產的軸向柱塞泵品種和規格較少,ZB型 的產量大,但大多數是40mL/r的,75mL/r的產量小。因為ZB型配流盤是對稱型結構,它既可以用作液壓泵用又可用作液壓馬達,轉向任意,所以采用得較多。如有不少單位自制液壓機,系統工作壓力為16~20MPa,若選用ZB40型定量泵,當選用4極電動機時,流量為60L/min,這時就要選用一臺22kW的電動機,如改用6極電動機,泵的流量約為40L/min,則電動機功率也在14kW以上。最好采用25YCY14-1B型變量泵,用4極電動機,低壓時最大流量為25L/min,高壓時為最大流量的13%~14%,電動機功率在7kW以下。也可以用ZBSC型變量泵,把變量桿提高10mm,使斜盤處于10°左右位置,此時泵的排量約為20mL/r。若用4極電動機,流量約為30L/min,選用10kW功率電動機。在試車調溢流閥壓力值時,建議用鉗形電表同時測量電動機電流。把溢流閥的最高壓力調到電動機電流為額定值時為止,如果這個壓力值達不到設計要求值,可把泵的變量桿再往上提一點,使泵的排量再小一些。各種軸向柱塞泵的泵體上都有泄油口,一般是2個。用在開式系統時,只用位置較高的1個孔,要用油管直接通到油箱,這個油管不應插到液面以下,應經過1個帶磁性塊的100目濾網過濾器,露在油箱油面上方。開始運轉階段要經常檢查這個過濾器,可能會出現一些鐵末、銅末之類污物,這是因為泵體和其他零件沒洗干凈所致。若繼續出現,或使用一段時間后又突然出現,很可能是泵出了問題,須及時檢查處理。用在閉式系統時,2個泄油口都要使用,把低壓油從底下1個油口引入泵體內,把泵體的熱油從上邊1個油口流回油箱,這樣可以幫助系統散熱。不論是開式或閉式系統,泵和馬達的泄油口最好分別接回油箱。如果合用1個總的泄油回油管,則管子直徑要選得大些,以保證每臺泵或馬達殼體內的壓力不大于0.06MPa(相對壓力),殼體內壓力過高,可能會造成泵和馬達的軸頸油封漏油。   液壓泵工作壓力的選定     液壓泵的額定壓力是液壓泵設計時決定的,是指泵連續工作最高許用壓力,而它的工作壓力(即系統的最高工作壓力)則是系統設計者根據負載所確定的。因為泵的壽命和它的工作壓力有直接關系,因此,工作壓力的選定要視使用工況條件而定。如自卸車上的齒輪泵,只在卸車時用幾十秒鐘,車槽落下時靠的是自身重力,泵并不工作。在這種情況下,工作壓力可以選泵的額定壓力。汽車起重機,一般常用的起重量為最大起重量的1/2左右,而且汽車起重機在超負載試驗時,要超過最大起重量的25%,這樣,工作壓力也可以把泵的額定壓力選為工作壓力。 裝載機和挖掘機則不然,液壓泵經常在最高工作壓力下工作。在這種情況下,就要把工作壓力選得比泵的額定壓力低1~2個壓力級。有些設備24h連續運轉,幾個月甚至一年半載不停車,如發電站、石油化工設備等,這就要選比額定壓力低得多的工作壓力,而且選用的轉速比額定轉速要低,排量只用到2/3左右(變量泵),例如30萬噸乙烯催化劑用的泵油裝置,采用變量軸向柱塞泵,額定壓力為21MPa,實際只用3.5~4.5MPa,變量斜盤角度只用到2/3位置,這同燃氣輪機調速器用的變量泵情況相似。根據上述原則,選用我國生產的幾種液壓泵的工作壓力時,大體可以這樣考慮:額定壓力為6MPa的葉片泵應用在機床上時,工作壓力約為3~4MPa,不要超過4.5MPa;某些情況需短暫的高壓,可以用到額定壓力。齒輪泵在自卸車上和類似工作情況的設備上用時,可以選額定壓力為工作壓力。但考慮到產品質量水平的不同,最好將泵的工作壓力選為泵額定壓力的70%~80%。裝載機上液壓泵的工作壓力選定,至少要比額定壓力降低一個壓力級,泵的使用才較為合理。如額定壓力為10MPa的泵,選用的工作壓力為6MPa;14MPa的泵選用的工作壓力為8~9MPa;16MPa的泵選用的工作壓力為10MPa。額定壓力為21MPa的ZB型柱塞泵應用在汽車起重機上,工作壓力可以選用額定壓力;用于龍門刨床上,不要超過10MPa;用于壓力機上,最好是在16MPa以下。CY型泵只標出最高壓力為32MPa,是指用在油壓機上,油壓機的系統壓力并不總是最高工作壓力。因此,在其他設備上采用CY型泵時,如果經常處于最高壓力下工作,工作壓力應在20MPa以下。   液壓泵流量的選定    泵的流量沒有太多的選擇余地。選擇的原則是泵的流量要滿足一個系統中同時動作全部執行機構所需要的總流量。機床用的各種泵一般是標出泵在1 500r/min的流量,而工程機械用液壓泵則標出1 000r/min時的流量或直接標出排量。用這種標注方式的泵,在計算流量時要和電動機轉速一并考慮??梢哉{節變量斜盤角度的軸向柱塞泵,還可用斜盤角度或者用變量桿伸出長度來換算成排量,再結合轉速計算流量。例如ZB型泵的斜盤最大角度是20°,泵變量桿的行程ZB40型是20mm,ZB75型是23mm,排量、斜盤角度及行程基本上成線性關系。  ZBSC型泵變量桿行程中的1mm基本上等于斜盤角度1°,大約相當于5mL/r。不過因為斜盤角度在5°以下時,泵的容積效率急劇降低,因此,在使用ZB型泵時不要經常在斜盤角度小于  5°時工作,要考慮當時液壓泵的容積效率。   液壓泵和液壓馬達安裝使用注意事項   1.油箱和油路  油箱要考慮油箱容量、散熱效果、進回油管的安裝要求、排除氣泡和污物等。在油路中,斜軸式和斜盤式軸向柱塞泵在額定轉速或超過額定轉速使用時,泵的進油口均須壓力注油,保證液壓泵的進油口壓力為0.2~0.4MPa,也就是說需用一個低壓補油泵供油,其流量應為主泵流量的120%以上。在降速使用時,進油允許自吸。徑向式柱塞泵在額定轉速使用時,可以自吸。但此時油箱液面應高于液壓泵入口處500mm以上,以防吸油不足。斜軸式和斜盤式軸向柱塞泵是可逆的液壓元件,因此,一般可作高速液壓馬達使用。內曲線液壓馬達是一種不可逆的液壓元件,此時液壓馬達的出油口應接背壓閥,保證液壓馬達的出口具有0.5~1MPa左右的背壓,避免滾輪副脫離導軌而引起撞擊、產生噪聲和損壞零件等故障。液壓馬達的泄油口應盡可能安裝在最高處,使用前應向殼體內灌滿工作油液,且應嚴格注意油液的清潔。斜軸式和斜盤式軸向柱塞泵,殼體上均有2個泄油孔,其作用是泄油和冷卻,使用方法為:1)使用前將高處的1個泄油孔接上油管,使殼體內的泄漏油能通暢地流回油箱。對于手動伺服變量結構的液壓泵,其殼體內油壓不應超過0.15MPa,否則將對伺服機構的靈敏度有影響,使用時要特別注意。2)把2個泄油口均接上油管,低處油管輸入冷卻油,高處油管回油箱。在閉式油路中管路最高處應裝有排氣孔,用以排除油液中的空氣,避免產生振動和噪聲。內曲線液壓馬達一般都有微調螺釘,其作用是使配油處于最佳狀況,避免產生正、反轉速不相等及敲軌現象。該微調螺釘一般在出廠時已調整好,非特殊情況一般不要隨便轉動。內曲線液壓馬達的進、出油管是接在配流軸上的,由于配流軸本身在配流套內是浮動的,因此,最好用高壓軟管連接,以防配流軸和配流套卡死。液壓管路必須進行酸洗,高壓管路應進行耐壓試驗,試驗壓力推薦用2倍的工作壓力。安裝液壓管路和元件時,須嚴格保持清潔,管路內不得有任何游離狀的雜物,特別是要除盡有一定硬度的顆粒狀雜物。若管路過長,中間應裝支架緊固,避免振動。液壓馬達允許在滿負荷下啟動,但液壓系統中應設有安全閥,其調整壓力不應超過液壓馬達的最高壓力。  2.工作油液和過濾  推薦選用運動粘度為N32~N68(40℃運動粘度等級),舊牌號為20~40CSt(50℃時)(1cSt=1mm2/s)的機械油、汽輪機油、精密機床液壓油、稠化液壓油等。如30#機械油、22#和30#汽輪機油,30#精密機床液壓油,上稠40-2、蘭稠40-1及40-2 稠化液壓油。液壓系統的工作油液應嚴格保持清潔,除了采取油管安裝前酸洗及液壓元件裝拆過程中防止臟物帶入等措施外,由于在運轉時運動副的磨損以及空氣中的灰塵等,都會引起油液的污染,為此,在主油路上應安裝10~40Lm的過濾器,以去除油液中的雜質。  3.安裝和運轉 液壓泵、液壓馬達的支架,機座均須有足夠的剛度。與驅動機聯接的液壓泵,與被驅動機聯接的高速液壓馬達均須用彈性聯軸器聯接,其同軸度≤0.1mm。低速液壓馬達與被驅動機構聯接可選用鏈輪等方法。聯軸器與輸出軸的配合尺寸應合理選擇。安裝時不得用錘敲打。如必須用帶輪等驅動時應設托架支承,以免液壓泵和液壓馬達承受徑向力。運轉開始前應檢查以下幾個方面:  1)液壓泵和液壓馬達安裝是否準確、可靠,螺釘是否擰緊,聯軸器安裝是否符合要求; 2)殼體內是否灌滿了工作油液; 3)液壓泵轉向是否與進出油口相符; 4)液壓元件安裝是否正確、可靠;  5)液壓系統中的安全閥是否調整到規定壓力值,各類閥的啟、閉是否正確可靠。   在運轉過程中應注意下列事項:  1)初始運轉或長期停運后使用,應在無負荷工況下跑合1h,觀察液壓元件工作是否正常; 2)工作壓力和使用轉速應符合產品的額定值;  3)運轉過程中如發生異常溫升、泄漏、振動及噪聲時應立即停車,進行檢查,分析原因,清除故障;  4)一般油液的工作溫度以25~55℃為最佳,最高不超過60℃,若使用上稠40-2等稠化液壓油,最高溫升可使用到75℃左右,最低啟動油溫為15℃,若低于15℃,應將油液加熱到15℃以上的溫度;  5)對于工作在0℃以下的地區,為了保證液壓泵、液壓馬達的正常工作,在液壓泵、液壓馬達未啟動前,應在液壓泵和液壓馬達殼體內通入15℃以上的循環油流,待液壓泵、液壓馬達各部件溫度上升到15℃以上時,再啟動液壓泵和液壓馬達。    檢查和維護    為了保證液壓元件正常工作,防止意外故障,延長使用壽命,使用過程中必須檢查下列事項:  1.要經常檢查液壓泵、馬達的殼體溫度,殼全外露的最高溫度一般不得超過80℃。  2.要定期檢查工作油液的水分、機械雜質、粘度、酸值等,若超過規定值,應采取凈化措施或更換新油。絕對禁止使用未經過凈化處理的廢油,以及凈化后未達到規定標準的假冒偽劣油液。  3.及時更換堵塞的過濾器的濾芯。新濾芯必須確認其過濾精度,達不到所要求過濾精度的濾芯,不得使用。  4.主機進行定期檢修時,液壓泵和液壓馬達等主要液壓元件,不要輕易拆開。當確定發生故障要拆開時,務必注意拆裝工具和拆裝環境的清潔,拆下的零件要嚴防劃傷碰毛,裝配時,各個零件要清洗干凈,加油潤滑,并注意安裝部位,不要裝錯。  5.液壓泵、液壓馬達長期不用時,應將原殼體內油液放出,再灌滿含酸值較低的油液,外露加工面涂上防銹油,各油口須用螺堵封好,以防污物進入。

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