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        液壓泵的選用

    液壓泵是液壓系統(tǒng)中的動力元件。選用適合執(zhí)行器作功要求的泵,需充分考慮可靠性、壽命、維修性等因素,以便所選的泵能在系統(tǒng)中長期運行。
     液壓泵的種類非常多,其特性也有很大差別。 選擇液壓泵時要考慮的因素有工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速、定量或變量、變量方式、容積效率、總效率、壽命、原動機(jī)的種類、噪聲、壓力脈動率、自吸能力等,還要考慮與液壓油的相容性、尺寸、重量、經(jīng)濟(jì)性、維修性、這些因素,有些已寫在產(chǎn)品樣本或技術(shù)資料里,要仔細(xì)研究,不明確的地方最好詢問制造廠。
    液壓泵的輸出壓力應(yīng)是執(zhí)行器所需壓力、配管的壓力損失、控制閥的壓力損失之和。它不得超過樣本上的額定壓力。強調(diào)安全性、可靠性時,還應(yīng)留有較大的余地。樣本上的最高工作壓力是短期沖擊時允許的壓力。如果每個循環(huán)中都發(fā)生沖擊壓力,泵的壽命會顯著縮短,甚至泵會損壞。 液壓泵的輸出流量應(yīng)包括執(zhí)行器所需流量(有多個執(zhí)行器時由時間圖求出總流量)、溢流閥的最小溢流量、各元件的泄漏量的總和、電動機(jī)掉轉(zhuǎn)(通常1 r/s 左右)引起的流量減少量、液壓泵長期使用后效率降低引起的流量減少量(通常5%~7%)。樣本上往往給出理論排量、轉(zhuǎn)速范圍及典型轉(zhuǎn)速不同壓力下的輸出流量。壓力越高、轉(zhuǎn)速越低則泵的容積效率越低,變量泵排量調(diào)小時容積效率降低。轉(zhuǎn)速恒定時泵的總效率在某個壓力下最高,變量泵的總效率在某個排量、某個壓力下最高。泵的總效率對液壓系統(tǒng)的效率有很大影響,應(yīng)該選擇效率高的泵,并盡量使泵工作在高效工況區(qū)。轉(zhuǎn)速關(guān)系著泵的壽命、耐久性、氣穴、噪聲等。雖然樣本上寫著容許的轉(zhuǎn)速范圍,但最好是在與用途相適應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)速下使用。特別是用發(fā)動機(jī)驅(qū)動泵的情況下,油溫低時若低速則吸油困難,又因潤滑不良引起卡咬失效的危險,而高轉(zhuǎn)速下則要考慮產(chǎn)生氣蝕、振動、異常磨損、流量不穩(wěn)定等現(xiàn)象的可能性。轉(zhuǎn)速劇烈變動還對泵內(nèi)部零件的強度有很大影響。開式回路中使用時需要泵具有一定的自吸能力。發(fā)生氣蝕不僅可能使泵損壞,而且還引起振動和噪聲,使控制閥、執(zhí)行器動作不良,對整個液壓系統(tǒng)產(chǎn)生惡劣影響。在確認(rèn)所用泵的自吸能力的同時,必須在考慮液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的粘度來計算吸油管路的阻力的基礎(chǔ)上,確定泵相對于油箱液位的安裝位置并設(shè)計吸油管路。另外,泵的自吸能力就計算值來說要留有充分裕量 泵的參數(shù) 泵的基本參數(shù)是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。
    根據(jù)系統(tǒng)地工作壓力來選擇,一般地說,在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力可選擇為泵額定壓力的70%-80% ,車輛用泵可選擇為泵額定壓力的50%-60%,以保證泵的足夠的壽命。選擇泵的第二個最重要的考慮因素是泵的流量或排量,泵的流量與工況有關(guān),選擇的泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時的最大流量。泵的效率值是泵的質(zhì)量體現(xiàn),一般來說,應(yīng)使主機(jī)的常用工作參數(shù)處在泵效率曲線的高效區(qū)域參數(shù)范圍內(nèi),另外,泵的最高壓力與最高轉(zhuǎn)速不宜同時使用,以延長泵的使用壽命。產(chǎn)品說明書中提供了較詳細(xì)的泵參數(shù)指導(dǎo)性圖表,在選擇時,應(yīng)嚴(yán)格遵照產(chǎn)品說明書中的規(guī)定。要特別注意殼體內(nèi)的泄油壓力。殼體內(nèi)的泄油壓力取決于軸封所能允許的最高壓力。德國Rexroth公司生產(chǎn)的斜軸式軸向柱塞泵和馬達(dá)的殼體泄油壓力一般為0.2MPa,也有高達(dá) 1MPa 的(如2AF定量泵系列6.1,),國產(chǎn)軸向柱塞泵和馬達(dá)的殼體泄油壓力應(yīng)嚴(yán)格遵照產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定,過高的殼體泄油壓力將導(dǎo)致軸封的早期損壞。軸向柱塞泵和馬達(dá)轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表中規(guī)定的數(shù)據(jù),不得超過最高轉(zhuǎn)速值。至于其最低轉(zhuǎn)速,在正常使用條件下,并沒有嚴(yán)格的限制,但對于某些要求轉(zhuǎn)速均勻性和穩(wěn)定性很高的場合,則最低轉(zhuǎn)速不得低于50r/min。
    泵的結(jié)構(gòu)形式 柱塞泵有定量泵和變量泵兩種。定量泵結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,大多數(shù)液壓系統(tǒng)中采用,而能量利用率高的變量泵,也在越來越多的場合發(fā)揮作用。一般來說,如果液壓功率小于 10KW,工作循環(huán)是開關(guān)式,泵在不使用時可完全卸荷,并且大多數(shù)工況下需要泵輸出全部流量則可以考慮選用定量泵,如果液壓功率大于10KW,流量的變化要求較大,則可以考慮選用變量泵。變量泵的變量形式的選擇,可根據(jù)系統(tǒng)的工況要求以及控制方式等因素選擇。
    油溫和粘度 液壓泵的最低工作溫度一般根據(jù)油液粘度隨溫度降低而加大來確定。當(dāng)油液粘稠到進(jìn)口條件不再保證液壓泵完全充滿時將發(fā)生氣蝕。抗燃液壓油的比重大于石油基液壓油,有時低溫粘度也更大。許多抗燃液壓油含水,如果壓力低或溫度高則水會蒸發(fā)。因此,使用這些油液時,泵進(jìn)口條件更加敏感。常用的解決辦法是用輔助泵給主泵進(jìn)口升壓,或把泵進(jìn)口布置成低于油箱液面,以便向泵進(jìn)口灌油。液壓泵的最高允許工作溫度取決于所用油液和密封的性質(zhì)。超過允許溫度時,油液會變稀,粘度降低,不能維持高載荷部位的正常潤滑,引起氧化變質(zhì)。根據(jù)制造廠規(guī)定,柱塞泵和馬達(dá)的工作油溫范圍為-25~+80oC。工作介質(zhì)的最低粘度為10mm2/s,最高粘度為, 100mm2/s。
    使用壽命 所謂使用壽命,通常是指大修周期內(nèi)泵在額定條件下運轉(zhuǎn)時間的總和。通常車輛用泵和馬達(dá)大修周期為2000h以上,室內(nèi)泵的使用大修周期為5000h以上。
    價格 一般來說,斜盤式軸向柱塞泵(馬達(dá))要比斜軸式軸向柱塞泵(馬達(dá))價格低,定量泵比變量泵價格低。與其他泵相比,柱塞泵比葉片泵、齒輪泵貴,但性能和壽命要優(yōu)于它們。
    安裝與維修 一般來說,非通軸泵安裝和維修較通軸泵方便,單泵比集成式泵維修方便。泵的油口連接有螺紋式和法蘭式兩種,油口位置也有多種選擇,因此,選用時應(yīng)仔細(xì)確認(rèn)。
    尺寸和重量 對比各種泵的尺寸與重量,可以用“比功率”即功率與重量之比作為指標(biāo)。不同的應(yīng)用場合 對“比功率”有不同的要求。對于軸向柱塞泵,有多種“比功率”,可視不同的使用場合而定。對車輛,特別是航空用泵,要求“比功率”值越大越好,而對固定式機(jī)械,對此項要求不甚嚴(yán)格。
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