在現(xiàn)代工程機(jī)械中,基本上都離不開液壓工作裝置,即便主要工作裝置不使用液壓設(shè)備,通常也需要液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)一些輔助性的工作,因而與我們的生活工作有著較為密切的關(guān)聯(lián)。
說到液壓系統(tǒng)就必定提到主要的泵,泵的誕生非常早,古代用于提水的器具就是最早的泵,如中國(guó)的水車,埃及的鏈泵。
液壓傳動(dòng)在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,被稱為“工業(yè)的肌肉”,而在液壓傳動(dòng)中液壓泵是動(dòng)力元件,是其力量的”源泉“,特別是進(jìn)入到機(jī)械化時(shí)代,到處都有它的身影,重要性也不言而喻。
一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成,即動(dòng)力元件,執(zhí)行元件,控制元件,輔助元件和液壓油。
執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,帶動(dòng)機(jī)械作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
控制元件(各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力,流量和方向。
輔助元件包括油箱,濾油器,密封圈,壓力表等,液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的介質(zhì),有礦物油,合成型液壓油等。
液壓泵的功能是把動(dòng)力機(jī)(如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。輸出流量可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)的稱為變量泵,流量不能調(diào)節(jié)的稱為定量泵。雖然不同類型的液壓泵的結(jié)構(gòu)大不相同,但是在安裝、使用維護(hù)方面存在許多共同點(diǎn),如果不規(guī)范操作的話,可能會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生。
【常用的液壓泵種類】
1、按流量是否可調(diào)節(jié)可分為:變量泵和定量泵。輸出流量可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)的稱為變量泵,流量不能調(diào)節(jié)的稱為定量泵。
2、按液壓系統(tǒng)中常用的泵結(jié)構(gòu)分為:齒輪泵、葉片泵和柱塞泵3種。
【液壓泵的工作原理】
1、齒輪泵
齒輪泵具有體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗污染性強(qiáng),價(jià)格便宜,以及泄漏大,噪聲大,流量脈動(dòng)大,排量不能調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。
齒輪泵是由兩個(gè)齒輪互相嚙合,當(dāng)馬達(dá)或者引擎帶動(dòng)其中一個(gè)齒輪的時(shí)候,與之嚙合的另一個(gè)齒輪會(huì)同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
這對(duì)齒輪相互旋轉(zhuǎn),在嚙合齒的一側(cè)輪齒逐漸脫開,密封腔容積增大,形成了局部真空,油箱當(dāng)中的液壓油在大氣壓的作用下被吸進(jìn)來填補(bǔ)不斷增大的容積,被吸進(jìn)來的液壓油將齒槽填滿,并隨著齒槽旋轉(zhuǎn),將油液帶到嚙合區(qū)另一側(cè)的壓油腔中,兩個(gè)齒輪嚙合線將吸油腔和壓油腔分隔開,使得吸油區(qū)和壓油區(qū)之間不會(huì)產(chǎn)生液壓油泄漏,齒輪不斷旋轉(zhuǎn)完成一次次的吸油壓油過程。
2、葉片泵
葉片泵具有流量均勻,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音小,工作壓力和容積效率較高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等特點(diǎn)。
葉片泵是由轉(zhuǎn)子與葉片形成一個(gè)偏心的結(jié)構(gòu),隨著轉(zhuǎn)子在驅(qū)動(dòng)軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),葉片低端由于彈簧或液壓油的作用,始終保持足夠的壓力,使得葉片頂端能夠貼緊泵的內(nèi)壁,在旋轉(zhuǎn)過程中,任意相鄰兩個(gè)葉片與泵體圍成了密閉的空間,密閉空間逐漸變大時(shí),液壓油被吸入到里面,當(dāng)密閉空間的體積由大變小時(shí),里面的液壓油從液壓區(qū)壓出。
3、柱塞泵
柱塞泵具有容積效率高,泄漏小,可在高壓下工作,大多用于大功率液壓系統(tǒng),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,材料和加工精度要求高,價(jià)格貴,對(duì)油的清潔度要求高等特點(diǎn)。
柱塞泵有一個(gè)傳動(dòng)軸,與缸體連接在一起,柱塞沿圓周均勻的分布在缸體內(nèi),柱塞一端壓緊在固定的斜盤上,另一端與泵體底面間裝有壓縮彈簧,斜盤相對(duì)于泵體軸線有一個(gè)傾角,活塞會(huì)始終壓在傾盤上。▼
柱塞泵工作時(shí),在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而完成泵油任務(wù),泵油過程可分為進(jìn)油過程和回油過程兩個(gè)階段。缸體一側(cè)的活塞與缸體周圍的密封容積逐漸增大為吸油區(qū),另一側(cè)由于周圍的密封容積逐漸減小為壓油區(qū)。
4、氣體增壓泵
氣體增壓機(jī)
氣動(dòng)增壓泵工作時(shí)主要是利用大面積活塞端的低壓氣體驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)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(qū)動(dòng)氣壓無級(jí)調(diào)節(jié)。
多種氣體驅(qū)動(dòng):壓縮空氣、液化氮?dú)夂凸艿赖獨(dú)狻⑺魵狻?/span>
【液壓泵連接注意事項(xiàng)】
1、液壓泵可以用支座或法蘭安裝,泵和原動(dòng)機(jī)應(yīng)采用共同的基礎(chǔ)支座,法蘭和基礎(chǔ)都應(yīng)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(dòng)機(jī)輸出軸間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器連接,嚴(yán)禁在液壓泵軸上安裝帶輪或齒輪驅(qū)動(dòng)液壓泵,若一定要用帶輪或齒輪與泵連接,則應(yīng)加一對(duì)支座來安裝帶輪或齒輪,該支座與泵軸的同軸度誤差應(yīng)不大于Φ0.05mm。
3、吸油管要盡量短、直、大、厚,吸油管路一般需設(shè)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(yīng)直接接油箱,回油背壓應(yīng)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(yīng)比吸油管道通徑大一檔。
4、液壓泵進(jìn)、出油口應(yīng)安裝牢固,密封裝置要可靠,否則會(huì)產(chǎn)生吸入空氣或漏油的現(xiàn)象,影響液壓泵的性能。
5、液壓泵自吸高度不超過500mm(或進(jìn)口真空度不超過0.03MPa),若采用補(bǔ)油泵供油,供油壓力不得超過0.5MPa,當(dāng)供油壓力超過0.5MPa時(shí),要改用耐壓密封圈。對(duì)于柱塞泵,應(yīng)盡量采用倒灌自吸方式。
6、液壓泵裝機(jī)前應(yīng)檢查安裝孔的深度是否大于泵的軸伸長(zhǎng)度,防止產(chǎn)生頂軸現(xiàn)象,避免燒毀泵。
【液壓泵使用注意事項(xiàng)】
1、液壓泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)動(dòng)數(shù)次,油流方向和聲音都正常后,在低壓下運(yùn)轉(zhuǎn)5~10min,然后再投入正常運(yùn)行。柱塞泵啟動(dòng)前,必須通過殼上的泄油口向泵內(nèi)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(wěn)定工作,所選的油液應(yīng)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(xué)穩(wěn)定性、抗泡沫性能等。
3、油液必須潔凈、不得混有機(jī)械雜質(zhì)和腐蝕物質(zhì),吸油管路上無過濾裝置的液壓系統(tǒng),必須經(jīng)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(zhuǎn)速,是指在使用中短暫時(shí)間內(nèi)允許的峰值,應(yīng)避免長(zhǎng)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(nèi)泵入口處的油溫高10~20℃,當(dāng)油箱內(nèi)油溫達(dá)65℃時(shí),泵殼上最高溫度不超過75~85℃。
【更換液壓泵后的注意事項(xiàng)】
1、隨時(shí)注意異常現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
異常聲音、振動(dòng)或監(jiān)視系統(tǒng)異常信號(hào)等,必定有其原因,一發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象時(shí),需立刻找來回路圖,查找出現(xiàn)異象的原因,評(píng)估是否需要停工處理。
2、液壓泵啟動(dòng)后勿立即加給負(fù)荷
液壓泵在啟動(dòng)后須實(shí)施一段時(shí)間無負(fù)荷空轉(zhuǎn)(約10分鐘~30分鐘),尤其氣溫很低時(shí),更加需要經(jīng)溫車過程,使液壓回路循環(huán)正常再加予負(fù)載,并確認(rèn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
3、觀察油溫變化
注意檢查最高和最低油溫變化狀況以及油溫與外界環(huán)境溫度的關(guān)系,明確冷卻器容量、儲(chǔ)油箱容量是否與周圍條件、使用條件互相配合,保證對(duì)冷卻系統(tǒng)的故障排除有跡可循。
4、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(shí)潤(rùn)滑不良或使用條件過載等,都會(huì)引起不良后果,使液壓泵發(fā)出不正常的影響。
5、注意檢查計(jì)器類的顯示值
隨時(shí)觀察液壓回路的壓力表顯示值,壓力開關(guān)信號(hào)燈振動(dòng)情形穩(wěn)定性,以盡早發(fā)現(xiàn)液壓回路作用是否正常。
6、注意各閥內(nèi)的調(diào)整
充分了解壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥的使用,對(duì)調(diào)整范圍和極限須特別留意,否則調(diào)整錯(cuò)誤不僅損及機(jī)械,更對(duì)安全構(gòu)成威脅。
7、檢查過濾器的狀態(tài)
對(duì)回路中的過濾器應(yīng)定期取出清理,并檢查濾網(wǎng)的狀態(tài)及其所吸附的污物,分析質(zhì)、量和大小,知悉回路情況,明確污染源等。
8、定期檢查液壓油的變化
每隔1~2個(gè)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(dòng)媒介的正常。
9、注意配管部分泄漏情況
液壓裝置配管是否良好,于運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后即可看出,檢查是否漏油,配管是否松動(dòng)。
10、新機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)月內(nèi)應(yīng)注意運(yùn)轉(zhuǎn)狀況
在新機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi),應(yīng)把握運(yùn)轉(zhuǎn)狀況檢查,例如機(jī)件的保養(yǎng),螺絲是否有松動(dòng),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(guī)定等。
11、造成機(jī)械損失的原因
①.液壓泵工作時(shí),各相對(duì)運(yùn)動(dòng)件,如軸承與軸之間、軸與密封件之間、葉片與泵體內(nèi)壁之間有機(jī)械摩擦,從而產(chǎn)生摩擦阻力損失。這種損失與液壓泵的輸出壓力有關(guān),輸出壓力愈高,則摩擦阻力損失愈大。
②.油液在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí),由于液體的黏性而產(chǎn)生黏滯阻力,也會(huì)造成機(jī)械損失。這種損失與油液的黏度、泵的轉(zhuǎn)速有關(guān),油液越黏、泵的轉(zhuǎn)速越高,則機(jī)械損失越大。
由于上述原因,使泵的實(shí)際輸入功率大于理論上需要的功率。液壓泵的理論輸入功率與實(shí)際輸入功率的比值稱為機(jī)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。
12、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(nèi)雖然被隔開,但相對(duì)運(yùn)動(dòng)同總是存在著一定的間隙,因此泵內(nèi)高壓區(qū)內(nèi)的油液通過間隙必然要泄漏到低壓區(qū)。液壓油的黏度愈低、壓力愈高時(shí),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(zhuǎn)速太高等原因都會(huì)造成泵的吸空現(xiàn)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。
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