液压泵是为液压传动提供液体加压的一种动力元件,是泵的一种,是一种能量转换装置,它的功能是把驱动它的动力机(如电动机或 内燃机 )的 机械能 ,转换成输送到系统中去的液压压力能,类似 水泵 的作用。
液压泵按结构分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。齿轮泵:体积较小,结构较简单,对油的清洁度要求不严,价格较便宜;但泵轴受不平衡力,磨损严重,泄漏较大。叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀,运转平稳,噪音小,工作压力和容积效率较高,结构较复杂。柱塞泵具有容积效率高,泄漏小,可在高压下工作,大多用于大功率液压系统,但结构复杂,材料和加工精度要求高,价格贵,对油的清洁度要求高等特点。
液压泵是各种设备的关键性元件,它们的性能和寿命在很大程度上决定着整个液压系统的工作能力,影响液压泵的使用寿命因素很多,除了泵自身设计、制造因素外,还与一些与泵使用相关元件(如联轴器、滤油器等)的选用、试车运行过程中的操作等有关。随着技术的进步,液压泵的性能越来越完善,在工业设备及各领域都在广泛应用。
简介
为液压传动提供加压液体的一种液压元件,是泵的一种。它的功能是把动力机(如电动机和 内燃机 等)的 机械能 转换成液体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵,流量不能调节的称为定量泵。液压系统中常用的泵有 齿轮泵 、叶片泵和 柱塞泵 3种。
性能参数
液压泵是液压系统的动力元件,其功用是给液压系统提供压力油,从能量转换角度讲,它将是原动机(如 发动机 )输出的机械能转换为便于输送的液体的压力能。 液压马达 则属于执行元件,它能将输入液体的压力能转换为输出轴转动的机械能,用来拖动负载做功。根据结构形式,液压泵与液压马达具体可分为 齿轮 式、叶片式、 柱塞 式等类型。
1.液压泵压力
液压泵工作压力是指泵(或 电动机 )在实际工作时输出(或输入)油液的压力,由外负载决定。
额定压力是指在正常工作条件下,按试验标准规定能连续运转的最高压力。其大小受寿命的限制,若超过额定压力工作,泵(或马达)的使用寿命将会比设计的寿命短。当工作压力大于额定压力时称超载。
2.转速
工作转速是指泵(或 马达 )在工作时的实际转动速度。
额定转速是指在额定压力下,能连续长时间正常运转的最高转速。若泵超过额定转速工作将会造成吸油不足,产生振动和大的噪声,零件会遭受气蚀损伤,寿命降低。
最低稳定转速是指 电动机 正常运转所允许的最低转速。在此转速下, 电机 不出现爬行现象。
3.排量、流量
排量是指泵(或马达)每转一周,由密封容腔几何尺寸变化而得的排出(或输入)液体的体积,常用单位是ml/r(毫升/转)。排量可以通过调节发生变化的成为变量泵(或变量马达),排量不能变化的成为定量泵(或定量马达)。
实际流量是指泵(或马达)工作时出口处(或进口处)的流量。由于泵本身存在内泄漏,其实际流量小于理论流量。由于马达本身也存在内泄漏,要实现指定转速,为补偿泄漏量,其输入实际流量必须大于理论流量。
4.效率
容积效率 ,对液压泵是指其实际流量与理论流量的比值。对 液压马达 是指其理论流量与实际流量的比值。
机械效率 ,对液压泵是指其理论转矩与实际输入转矩的比值。对液压马达其实际输出的转矩为理论转矩克服 摩擦力 后的转矩,因此其机械效率为实际输出转矩与理论转矩的比值。
总效率是指泵(或 电动机 )的输出功率与输入功率的比值。总效率等于容积效率与机械效率的乘积。
特点
1.铝合金制造、强度高、耐腐蚀、重量轻、适合各种环境下作业。
2.双速特性减少了打压次数,在低压室快速处于负载用功状态,立刻转换成高压,缩短每次作业周期。
3.配有压力 调节阀 ,可调节控制及设定工作压力。
配图
液压泵是液压系统的动力元件,其作用是将原动机的 机械能 转换成液体的压力能,指液压系统中的 油泵 ,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有 齿轮泵 、叶片泵和 柱塞泵 。
液压泵
影响液压泵的使用寿命因素很多,除了泵自身设计、制造因素外和一些与泵使用相关元(如 联轴器 、 滤油器 等)的选用、试车运行过程中的操作等也有关。
液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化,从而压缩 流体 使流体具有压力能。
必须具备的条件就是泵腔有密封容积变化。
元件分析
1联轴器
1)联轴器的选用
液压泵 传动轴 不能承受径向力和轴向力,因此不允许在轴端直接安装带轮、 齿轮 、链轮,通常用联轴器联接 驱动轴 和泵传动轴。如因制造原因,泵与联轴器同轴度超标,装配时又存在偏差,则随着泵的转速提高 离心力 加大联轴器变形,变形大又使离心力加大。造成恶性循环,其结果产生振动噪声,从而影响泵的使用寿命。此外,还有如 联轴器 柱销松动未及时紧固、橡胶圈磨损未及时更换等影响因素。
2)联轴器的装配要求
刚性联轴器两轴的同轴度误差≤0.05mm;
弹性联轴器 两轴的同轴度误差≤0.1mm;
两轴的角度误差<1°;
驱动轴 与泵端应保持5~10mm距离;
2 液压油箱
1)液压油箱的选用
液压油箱在液压系统中的主要作用为储油、散热、分离油中所含空气及消除泡沫。选用油箱首先要考虑其容量,一般移动式设备取泵最大流量的2~3倍,固定式设备取3~4倍;其次考虑油箱油位,当系统全部液压油缸伸出后油箱 油面 不得低于最低油位,当油缸回缩以后油面不得高于最高油位;最后考虑油箱结构,传统油箱内的隔板并不能起沉淀脏物的作用,应沿油箱纵轴线安装一个垂直隔板。此隔板一端和油箱端板之间留有空位使隔板两边空间连通,液压泵的进出油口布置在不连通的一端隔板两侧,使进油和回油之间的距离最远, 液压油箱 多起一些散热作用。
2)液压油箱的安装
按照安装位置的不同可分为上置式、侧置式和下置式。
置式油箱把液压泵等装置安装在有较好 刚度 的上盖板上,其结构紧凑、应用最广。此外还可在油箱外壳上铸出散热翅片,加强散热效果,即提高了液压泵的使用寿命。
侧置式油箱是把液压泵等装置安装在油箱旁边,占地面积虽大,但安装与维修都很方便,通常在系统流量和油箱容量较大时采用,尤其是当一个油箱给多台液压泵供油时使用。因侧置式油箱油位高于液压泵吸油口,故具有较好的吸油效果。
下置式油箱是把液压泵置于油箱底下,不仅便于安装和维修,而且液压泵吸入能力大为改善。
3 滤油器
1)滤油器的选用
一般 粒径 在10μm以下的污染物对泵的影响不太明显,而大于10μm、特别是在40μm以上时对泵的使用寿命就有明显影响。 液压油 中固体污染颗粒极易使泵内相对运动零件表面磨损加剧,为此需要安装滤油器降低油的污染程度。过滤精度要求: 轴向柱塞泵 10~15μm,叶片泵为25μm, 齿轮泵 为40μm。泵的污染磨损可以控制在允许范围之内。目前高精度滤油器使用日益广泛,可大大延长液压泵的使用寿命。
原理
是为液压传动提供加压液体的一种液压元件,是泵的一种。它的功能是把动力机(如电动机和 内燃机 等)的 机械能 转换成液体的压力能。图中为单 柱塞泵 的工作原理。 凸轮 由电动机带动旋转。当凸轮推动 柱塞 向上运动时,柱塞和缸体形成的密封体积减小,油液从密封体积中挤出,经 高压止回阀 排到需要的地方去。当凸轮旋转至曲线的下降部位时,弹簧迫使柱塞向下,形成一定真空度,油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。凸 轮使柱塞不断地升降,密封容积 周期性 地减小和增大,泵就不断吸油和排油。
分类
按流量是否可调节可分为:变量泵和定量泵。
输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵,流量不能调节的称为定量泵。
按液压系统中常用的泵结构分为: 齿轮泵 、叶片泵和 柱塞泵 3种。
齿轮泵:体积较小,结构较简单,对油的清洁度要求不严,价格较便宜;但泵轴受不平衡力,磨损严重,泄漏较大。
叶片泵:分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和 容积效率 比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
柱塞泵:容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统;但结构复杂,材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。
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压泵,如 螺杆泵 等,但应用不如上述3种普遍。
故障原因
在维修时从以下三点查找故障原因,并对系统进行改进:(1)检查动臂油缸的内漏情况。最简单的方法是把动臂升起,看其是否有明显的自由下降。若下落明显则拆卸油缸检查,密封圈如已磨损应予更换。(2)检查操纵阀。首先清洗 安全阀 ,检查阀芯是否磨损,如磨损应更换。安全阀安装后若仍无变化,再检查操纵阀阀芯磨损情况,其间隙使用限度一般为0.06mm,磨损严重应更换。(3)测量液压泵的压力。若压力偏低,则进行调整,加压力仍调不上去,则说明液压泵严重磨损。
一般来说,造成动臂带载不能提升的主要原因为:a.液压泵严重磨损。在低速运转时泵内泄漏严重;高速运转时,泵压力稍有提高,但由于泵的磨损及内泄, 容积效率 显着下降,很难达到额定压力。液压泵长时间工作又加剧了磨损,油温升高,由此造成液压元件磨损及 密封件 的老化、损坏,丧失密封能力, 液压油 变质,最后导致故障发生。b.液压元件选型不合理。动臂油缸规格为70/40非标准系列,密封件亦为非标准件,制造成本高且密封件更换不便。动臂油缸缸径小,势必使系统调定压力高。c.液压系统设计不合理。操纵阀与 全液压转向器 为单泵串联, 安全阀 调定压力分16MPa,而液压泵的额定工作压力也为16MPa。液压泵经常在满负载或长时间超负荷(高压)情况下工作,并且系统有液力冲击,长期不换油,液压油受污染,加剧液压泵磨损,以致液压泵泵壳炸裂(后曾发现此类故障)。
改进效果
(l)改进液压系统设计。经过多次论证,最后采用先进的 优先阀 与负荷传感 全液压转向器 形式,见图2。新系统能够按照转向要求,优先向其分配流量,无论负载大小、方向盘转速高低均能保证供油充足,剩余部分可全部供给工作装置回路使用,从而消除了由于转向回路供油过多而造成功率损失,提高了系统效率,降低了液压泵的工作压力。
(2)优化设计动臂油缸和液压泵造型,降低系统工作压力。通过优化计算,动臂油缸采用标准系列80/4。液压泵排量由10ml/r提高为14ml/r,系统调定压力为14MPa,满足了动臂油缸举升力和速度要求。
(3)在使用过程中还应注意 装载机 的正确使用与维护,定期添加或更换 液压油 ,保持液压油的清洁度,加强日常检查和维护。
修理维护
故障原因:(1) 液压油箱 油面 过低;
排除方法:添加液压油
故障原因:(2)没按季节使用液压油;
排除方法:通常适用46#液压油(或68#)无需要特别更换,冬季的北方特冷时考虑使用32#
故障原因:(3)进油管被脏物严重堵塞;
排除方法:取出管内异物
故障原因:(4) 油泵 主动 齿轮 油封 损坏,空气进入液压系统;
排除方法:更换老化的或损坏的油封、O形密封圈
故障原因:(5)油泵进、出油口 接头 或弯接头“O”形密封圈损坏,弯接头紧固 螺栓 或进、出油管 螺母 未上紧,空气进入液压系统;
故障原因:(6) 油泵 内漏,密封圈老化;
排除方法:更换密封圈
故障原因:(7)油泵端面或主、从动齿轮轴套端面磨损或刮伤,两轴套端面不平度超差;
排除方法:更换磨损 齿轮油泵 或油泵轴套,磨损轻微时平板上将端面磨平整。其不平度允许误差0.03mm;上轴套端面低于泵体,上平面(正常值低于2.5~2.6mm),如超差时应下轴套加0.1~0.2mm铜片来补偿,安装时则应套 后轴 套上装入
故障原因:(8)油泵内部零件装配错误造成内漏;
排除方法: 卸荷 片和 密封环 必须装进油腔,两轴套才能保持平衡。导向钢丝弹力应能同时将上、下轴套朝从动 齿轮 旋转方向扭转一微小角度,使主、从动齿轮两个轴套加工平面紧密贴合;轴套上卸荷槽必须装低压腔一侧,以消除齿轮啮合时产生有害闭死容积;压入自紧 油封 前,应其表面涂一层润滑油,还要注意将阻油边缘朝向前盖,不能装反;装泵盖前,须向泵壳内倒入少量 液压油 ,并用手转动啮合齿轮
故障原因:(9)“左旋”装“右旋” 油泵 ,造成冲坏 骨架油封 ;
排除方法:“右旋”泵不能装“左旋”机上,否则会冲坏骨架油封;
故障原因:(10)液压油过脏。
排除方法:清洗系统,更换液压油。
故障原因:(11)泵的 过滤器 被污物阻塞不能起滤油作用
排除方法:用干净的 清洗油 将过滤器去除污物。
故障原因:(12)油位不足,吸油位置太高,吸油管露出 油面 :
排除方法:加油到油标位,降低吸油位置。
故障原因:(13)泵体与泵盖的两侧没有加纸垫;泵体与泵盖不垂直密封:
排除方法:旋转时吸入空气:泵体与泵盖间加入纸垫;泵体用 金刚砂 在平板上研磨,使泵体与泵盖垂直度误差不超过0.005mm,紧固泵体与泵盖的联结,不得有泄漏现象。
故障原因:(14)泵的主动轴与电动机 联轴器 不同心,有扭曲摩擦:
排除方法:调整泵与电动机联轴器的同心度,使其误差不超过0.2mm。
故障原因:(15)泵 齿轮 的啮合精度不够:
排除方法:对研齿轮达到齿轮啮合精度。
故障原因:(16)泵轴的 油封 骨架 脱落,泵体不密封:
排除方法:更换合格泵轴油封。