液压泵和液压缸⼯作原理
液压泵是为液压传动提供加压液体的⼀种液压元件。虽然不同类型的液压泵的结构⼤不相同,但是在安装、使⽤维护⽅⾯存在许多共同点,如果不规范操作的话,可能会导致故障的发⽣。
液压泵的功能是把动⼒机(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。
虽然液压泵的结构⼤不相同,但是在安装与使⽤⽅⾯存在许多共同点。
常⽤液压泵的种类
⼀、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。
⼆、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。
埃尔森液压泵是径向柱塞泵。它具备了柱塞泵的各项优点,还可以根据⽤户对压⼒和流量的需求,提供配置多达三级压⼒的液压泵。此外,在液压泵控制⽅法上除了⼿动控制和电动控制外,还提供由专⽤CPU控制的智能泵站。这类带有⼤尺⼨显⽰屏的智能泵站,操作更简单,更直观。
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液压泵连接注意事项
⼀、液压泵可以⽤⽀座或法兰安装,泵和原动机应采⽤共同的基础⽀座,法兰和基础都应有⾜够的刚性。特别注意:流量⼤于(或等于)160L/min的柱塞泵,不宜安装在油箱上。
⼆、液压泵和原动机输出轴间应采⽤弹性联轴器连接,严禁在液压泵轴上安装带轮或齿轮驱动液压泵,若⼀定要⽤带轮或齿轮与泵连接,则应加⼀对⽀座来安装带轮或齿轮,该⽀座与泵轴的同轴度误差应不⼤于Φ0.05mm。
三、吸油管要尽量短、直、⼤、厚,吸油管路⼀般需设置公称流量不⼩于泵流量2倍的粗过滤器(过滤精度⼀般为80~180µm)。液压泵的泄油管应直接接油箱,回油背压应不⼤于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。特别注意在柱塞泵吸油管道上不允许安装滤油器,吸油管道上的截⽌阀通径应⽐吸油管道通径⼤⼀挡,吸油管四、液压泵进、出油⼝应安装牢固,密封装置要可靠,否则会产⽣吸⼊空⽓或漏油的现象,影响液压泵的性能。
五、液压泵⾃吸⾼度不超过500mm(或进⼝真空度不超过0.03MPa),若采⽤补油泵供油,供油压⼒不得超过0.5MPa,当供油压⼒超过0.5MPa时,要改⽤耐压密封圈。对于柱塞泵,应尽量采⽤倒灌⾃吸⽅式。
六、液压泵装机前应检查安装孔的深度是否⼤于泵的轴伸长度,防⽌产⽣顶轴现象,否则将烧毁泵。
液压泵使⽤注意事项
⼀、液压泵启动时应先点动数次,油流⽅向和声⾳都正常后,在低压下运转5~10min,然后投⼊正常运⾏。柱塞泵启动前,必须通过壳上的泄油⼝向泵内灌满清洁的⼯作油。
⼆、油的黏度受温度影响⽽变化,油温升⾼黏度随之降低,故油温要求保持在60℃以下,为使液压泵在不同的⼯作温度下能够稳定⼯作,所选的油液应具有黏度受温度变化影响较⼩的油温特性,以及较好的化学稳定性、抗泡沫性能等。推荐使⽤L-HM32或L-HM46(GB11118.1—94)抗磨液压油。
三、油液必须洁净、不得混有机械杂质和腐蚀物质,吸油管路上⽆过滤装置的液压系统,必须经滤油车(过滤精度⼩于25µm)加油⾄油箱。
四、液压泵的最⾼压⼒和最⾼转速,是指在使⽤中短暂时间内允许的峰值,应避免长期使⽤,否则将影响液压泵的寿命。
五、液压泵的正常⼯作油温为15~65℃,泵壳上的最⾼温度⼀般⽐油箱内泵⼊⼝处的油温⾼10~20℃,当油箱内油温达65℃时,泵壳上最⾼温度不超过75~85℃。
更换液压泵后的注意事项
随时注意异常现象的发现
异常声⾳、振动或监视系统异常信号等,必定有其原因,⼀发现有异常现象时,即刻来回路图,按图索骥,⼩⼼观察异常现象是否为⼀时错误所造成。评估需不需要停车处理。举凡压⼒、负荷、温度、时间、起动时、停⽌时都包含了可能产⽣异常现象之原因。平时即应逐项分析研讨。
液压泵起动后勿⽴即加给负荷
液压泵在启动后须实施⼀段时间⽆负荷空转(约10分钟~30分钟),尤其⽓温很低时,更须经温车过程,使液压回路循环正常再加予负载,并确认运转状况。
观察油温变化
注意检查最⾼和最低油温变化状况,并查出油温和外界环境温度的关系,如此才能知道冷却器容量、储油箱容量是否与周遭条件,使⽤条件互相配合,对冷却系统的故障排除也才有迹可循。
注意液压泵的噪⾳
新的液压泵初期磨耗少,容易受到⽓泡和尘埃的影响,⾼温时润滑不良或使⽤条件过荷等,都会引起不良后果,使液压泵发出不正常的影响。
注意检查计器类的显⽰值
随时观察液压回路的压⼒表显⽰值,压⼒开关灯号等振动情形和性,以尽早发现液压回路作⽤是否正常。
注意观察机械的动作情况(对于改装泵)
液压回路设计不当或组件制造不良,在起始使⽤阶段不容易发现,故应特别注意在各种使⽤条件下所显现出的动作状态。
态。
注意各阀内的调整
充份了解压⼒控制阀、流量控制阀和⽅向控制阀的使⽤,对调整范围和极限须特别留意,否则调整错误不仅损及机械,更对安全构成威胁。
检查过滤器的状态
对回路中的过滤器应定期取出清理,并检查滤⽹之状态及⽹上所吸附的污物,分析质、量和⼤⼩,如此可观察回路中污染程度,甚⽽据此推断出污染来源所在。
定期检查液压油的变化
每隔⼀、⼆个⽉检查分析液压油劣化、变⾊和污染程度的变化,以确保液压传动媒介的正常。
注意配管部份泄漏情况
液压装置配管良否,于运转⼀段时间后即可看出,检查是否漏油,配管是否松动。
新机运转的三个⽉内应注意运转状况
在新机运转期间内,应把握运转状况检查,例如机件的保养,螺丝是否有松动,油温是否有不正常升⾼,液压油是否很快劣化,检查使⽤条件是否符合规定等。
液压泵功率损失原因
液压泵⼯作时存在的功率损失有两种,⼀种功率损失是容积损失,另⼀种是机械损失。
造成机械损失的原因
①.液压泵⼯作时,各相对运动件,如轴承与轴之间、轴与密封件之间、叶⽚与泵体内壁之间有机械摩擦,从⽽产⽣摩擦阻⼒损失。这种损失与液压泵的输出压⼒有关,输出压⼒愈⾼,则摩擦阻⼒损失愈⼤。
②.油液在泵内流动时,由于液体的黏性⽽产⽣黏滞阻⼒,也会造成机械损失。这种损失与油液的黏度、泵的转速有关,油液越黏、泵的转速越⾼,则机械损失越⼤。
由于上述原因,使泵的实际输⼈功率⼤于理论上需要的功率。液压泵的理论输⼊功率与实际输⼊功率的⽐值称为机械效率,它表明功率损失的程度。液压泵的输出功率与输⼊功率的⽐值称为液压泵的总效率。
造成容积损失的原因
①.容积式液压泵的吸油腔和排油腔在泵内虽然被隔开,但相对运动同总是存在着⼀定的间隙,因此泵内⾼压区内的油液通过间隙必然要泄漏到低压区。液压油的黏度愈低、压⼒愈⾼时,泄漏就愈⼤。
②.液压泵在吸油过程中,由于吸油阻⼒太⼤、油液太粘或泵轴转速太⾼等原因都会造成泵的吸空现象,使密封的⼯作容积不能充满油液,也就是说液压泵的⼯作腔没有被充分利⽤。
由于上述原因,使液压泵有容积损失。
但是,只要泵的设计正确,使⽤合理,其中的第⼆种原因造成的损失是可以克服的,即可以减少泵的容积损失。
然⽽,液压泵⼯作时因泄漏所造成的容积损失是不可避免的,也就是泵的容积损失可以近似地看作全部由泄漏造成,使液压泵的实际流量总⼩于理论流量
实际流量与理论流量的⽐值称为容积效率,它表⽰液压泵容积损失⼤⼩的程度。液压泵的容积效率表⽰液压泵容积损失
实际流量与理论流量的⽐值称为容积效率,它表⽰液压泵容积损失⼤⼩的程度。液压泵的容积效率表⽰液压泵容积损失⼤⼩的程度。
我们再来看下液压缸。
液压缸是⼀种执⾏机构,就是将液压动⼒转换为往复直线运动或者摆线运动,以此来完成某些动作要求液压缸。它结构简单、⼯作可靠。⽤它来实现往复运动时,可免去减速装置,并且没有传动间隙,运动平稳,因此在各种机械的液压系统中得到⼴泛应⽤。液压缸输出⼒和活塞有效⾯积及其两边的压差成正⽐;液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排⽓装置组成。缓冲装置与排⽓装置视具体应⽤场合⽽定,其他装置则必不可少。
液压缸包含以下⼏种,我们以动态图展⽰其原理。
⼀、差动液压缸
液压缸的差动原理,就是两端同时接供油管路,⼀端由于活塞杆作⽤⾯积要⼩于另⼀端,利⽤差动原理实现运动。
差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下,实现快速运动的有效办法。
⼆、单杆液压缸
单活塞杆液压缸只有⼀端有活塞杆。⽤它来实现往复运动时,可免去减速装置,并且没有传动间隙,运动平稳,因此在各种机械的液压系统中得到⼴泛应⽤。
特点:
(1)⽆杆腔进油,有杆腔回油。
(2)有杆腔进油,⽆杆腔回油。
(3)差动连接—左右两腔接通,且都通压⼒油。
单杆缸三种⽐较,如下图所⽰:
三、单杆式活塞缸
单杆活塞缸的活塞只有⼀端带活塞杆,由于单杆活塞缸左、右两腔的有效⾯积不等。
四、双杆式活塞缸
双杆活塞缸两端的杆径通常是相等的,因此活塞两端的有效作⽤⾯积也相等。
双杆液压缸是活塞的两侧都有活塞杆的液压缸,⼀般为双向液压驱动,可实现等速往复运动。
特点:
(1)⽆杆腔进油,有杆腔回油。
(2)有杆腔进油,⽆杆腔回油。
(3)差动连接,左右两腔接通,且都通压⼒油。
五、⽓液增⼒缸
⽓液增⼒缸也称⽓液增压缸,⼀般简称增压缸。⽓液增压缸是结合是⽓缸和油缸优点⽽改进设计的。
应⽤范围:压印标记、弯折型材、模具冲孔、冲切钢材、型材碰焊、挤模成型、压平校直、铆接锻压、整型钣⾦、紧密装配、铆合连接、⾦属冲压。
六、伸缩液压缸
伸缩式液压缸是可以得到较长⼯作⾏程的,具有多级套筒形活塞杆的液压缸,⼜称多级液压缸。常⽤于⼯程机械和其他⾏⾛机械,如起重机、翻⽃汽车等的液压系统中。汽车油箱容量
七、柱塞缸
柱塞缸是液压缸的⼀种结构形式。单柱塞缸只能实现⼀个⽅向运动,反向要靠外⼒。它特别适⽤于⾏程较长的场合。另外柱塞缸⼜有径向柱塞缸和轴向柱塞缸之分。
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