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液壓泵

    液壓泵是液壓系統的動力元件,其作用是將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。

  1.液壓泵的工作原理:

  液壓泵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(如電動機和內燃機等)的機械能轉換成液體的壓力能。 圖中為單柱塞泵的工作原理。凸輪由電動機帶動旋轉。當凸輪推動柱塞向上運動時,柱塞和缸體形成的密封體積減小,油液從密封體積中擠出,經單向閥排到需要的地方去。 當凸輪旋轉至曲線的下降 部位時,彈簧迫使柱塞向下,形成一定真空度,油箱中的油液在大氣壓力的 作用下進入密封容積。凸輪使柱塞不斷地升降,密封容積周期性地減小和增大,泵就不斷吸油和排油。

  2.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,泄漏較大。

  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、結構比齒輪泵復雜。

  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;但結構復雜,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,如螺桿泵等,但應用不如上述3種普遍。

  3.液壓泵的優缺點及應用:

  齒輪泵的主要優點是結構簡單,體積小,質量輕,工藝性好,價格便宜,自吸能力強,對油液污染不敏感,轉速范圍大,維護方便,工作可靠。它的缺點是困油現象嚴重,徑向不平衡力大,泄漏大,流量脈動大,噪聲較高,不能做變量泵使用。低壓齒輪泵廣泛地應用在低壓(25×105pa以下)的液壓系統中,如機床以及各種補油、潤滑和冷卻裝置等。齒輪泵在結構上采取一定措施后,也可以達到較高的工作壓力。中壓齒輪泵主要應用于機床軋鋼設備的液壓系統中。中高壓和高壓齒輪泵主要用于農林機械、工程機械、船舶機械和航空技術中。

  和齒輪泵一樣,齒輪液壓馬達由于密封性差,容積效率較低,所以輸入的油壓不能過高,因而不能產生較大的轉矩,并且轉速和轉矩都是隨著齒輪嚙合情況而脈動的。齒輪液壓馬達多用于高轉速低轉矩的液壓系統中。齒輪泵一般都可以直接作液壓馬達使用,即齒輪泵與齒輪液壓馬達二者是可逆的。

  和齒輪泵相比,葉片泵有流量均勻、運轉平穩、噪聲小、壽命長,輪廓尺寸較小、結構較緊湊等優點,但也存在著自吸能力差、調速范圍小、最高轉速較低、葉片容易咬死、工作可靠性較差、結構較復雜、對油液污染較敏感等缺點。因此在工作環境較污穢、速度范圍變化較大的機械上應用相對較少。在工作可靠性要求很高的地方,如飛機上,也很少應用。葉片泵在中,低壓液壓系統尤其在機床行業中應用最多。其中單作用式葉片泵常做變量泵使用,其額定壓力較低(6.3MPa),常用于組合機床,壓力機械等;雙作用式葉片泵只能做定量泵使用,其額定壓力可達14MPa—21MPa,在各類機床(尤其是精密機床)設備中,如注塑機、運輸裝卸機械及工程機械等中壓系統中得到廣泛應用。葉片液壓馬達最大的優點是體積小、慣性小,動作靈敏,允許換向頻率很高、甚至可在幾毫秒內換向。但其最大的弱點是泄漏較大,機械特性較軟,不能在較低轉速下工作,調速范圍不能很大。因此適用于低轉矩,高轉速及對慣性要求較小,對機械特性要求不嚴的場合。由于變量葉片液壓馬達結構較復雜,相對運動部件多、泄漏較大,容積效率低,機械特性軟及調節不便等原因,葉片液壓馬達一般都制成定量式的,即一般葉片液壓馬達都是雙作用式的定量液壓馬達。

  柱塞泵(液壓馬達)由于構成密封工作腔的構件——柱塞和缸體內孔均為圓柱表面,加工方便,容易得到較高的配合精度,密封性好,故容積效率高,工作壓力高。同時這種泵只要改變柱塞的行程就可以很方便的改變其流量,易于實現變量。因此柱塞泵在高壓、大流量、大功率的液壓系統中和流量需要調節的場合,如龍門刨床、拉床、液壓機、工程機械、礦山機械、船舶機械等場合得到廣泛應用。

  柱塞泵(液壓馬達)按其柱塞的排列方式和運動方向的不同,可分為軸向柱塞泵(液壓馬達)和徑向柱塞泵(液壓馬達)兩大類。軸向柱塞泵的優點是結構緊湊,徑向尺寸小,質量輕,轉動慣量小且易于實現變量,壓力高(可達到40MPa或更高),可在高壓高速下工作,并具有較高的容積效率。因此這種泵在高壓系統中應用較多。不足的是該泵對油液的污染十分敏感,一般需要精過濾。同時該泵自吸能力差,常需要由低壓泵供油。

  軸向柱塞泵具有可逆性,當輸入高壓油時就可以作液壓馬達使用。軸向柱塞液壓馬達轉矩小,轉速較高,因此多用于小轉矩、高轉速的工作場合。

  和軸向柱塞泵比,徑向柱塞泵的徑向尺寸較大,結構較復雜,且配油軸受到徑向不平衡力作用,易于磨損,因而限制了轉速和壓力的提高(最高壓力在20MPa左右),故目前生產中應用不多。該泵的容積效率較高,一般可達0.94~0.98。

  與軸向柱塞液壓馬達相反,徑向柱塞液壓馬達多應用于低速大轉矩液壓系統。該馬達的主要特點是排量大(柱塞直徑大,行程長、數目多)、壓力高、密封性好。但其尺寸及體積大,不能用于反應靈敏、頻繁換向的系統中。在礦山機械、采煤機械、工程機械、建筑機械、起重運輸機械及船舶方面,低速大轉矩液壓馬達得到了廣泛應用。

  綜上所述,從使用角度看,上述三大類泵的優劣次序是柱塞泵、葉片泵、齒輪泵。從結構的復雜程度、價格,及抗污染能力等方面來看,齒輪泵最好,而柱塞泵結構最復雜、價格最高、對油液的清潔度要求也最苛刻。因此,每種泵(馬達)都有自己的特點和使用范圍,使用時應根據具體工況,結合各類泵的性能、特點及適用場合,合理選擇。

    4.液壓泵的常見故障及排除方法:

現象

產   生   原   因

排   除   方   法










 1.原動機與油泵旋向不一致
 糾正原動機旋向
 2.油泵傳動鍵脫落
 重新安裝傳動鍵
 3.進出油口接反
 按說明書選用正確接法
 4.油箱內油面過低,吸入管口露出液面
 補充油液至最低油標線以上
 5.轉速太低吸力不足
 提高轉速達到油泵最低轉速以上
 6.油粘度過高
 選用推薦粘度的工作油
 7.油溫過低,使油粘度過高
 加溫至推薦正常工作油溫
 8.吸入管道或過濾裝置堵塞造成吸油不暢
 清洗管道或過濾裝置,除去堵塞物,
 更換或過濾油箱內油液
 9.吸入口過濾器過濾精度過高造成吸油不暢
 按說明書正確選用過濾器
 10.吸入管道漏氣
 檢查管道各連接處,并予以密封、堅固










 1.轉速未達到額定轉速
 按說明書指定額定轉速選用電機轉速
 2.系統中有泄漏
 檢查系統,修補泄漏點
 3.由于油泵長時間工作、振動使泵蓋螺釘松動
 適當擰緊螺釘
 4.吸入管道漏氣
 檢查各連接處,并予以密封、緊固
 5.吸油不充分
 
 、伲拖鋬扔兔孢^低
 補充油液至最低油標線以上
 、冢肟跒V油器堵塞或通流量過
 清洗過濾器或選用通流量為油泵流量2倍以上
 的濾油器
 、郏牍艿蓝氯蛲◤叫
 清洗管道,選用不小于油泵入口通徑的吸入管
 、埽驼扯冗^高或過低
 選用推薦粘度工作油






 1.油泵不上油或流量不足
 同前述排除方法
 2.溢流閥調整壓力太低或出現故障
 重新調試溢流閥壓力或修復溢流閥
 3.系統中有泄漏
 檢查系統、修補泄漏點
 4.由于油泵長時間工作振動,使泵蓋螺釘松動
 適當擰緊螺釘
 5.吸入管道漏氣
 檢查各連接處,并予以密封、緊固
 6.吸油不充分
 同前述排除方法

 

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