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液压泵的合理使用

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液压泵的合理使用

发布日期:2015-08-07 00:00 来源:http://www.jugongyeya.com 点击:

液压泵液压系统的重要元件,常用的液压泵有叶片泵齿轮泵柱塞泵等。下面就常用的几种液压泵的特性和合理使用简述如下。   

叶片泵的合理使用  

叶片泵的额定压力为6~16MPa,高水平的达21MPa以上。叶片泵的流量脉动小,噪声较低,大多数用在固定设备上,如机床、组合机床、部分塑料注射机和自制设备等。当液压系统需要流量变化时,特别是需要大流量的时间比需要小流量的时间要短时,最好采用双联泵或变量泵。如机床的进给机构,当快进时,需要流量大,工进时,需要流量小,二者相差几十倍甚至更多。为了满足快进时液压缸需要的大流量,要选用流量较大的泵,但到工进时,液压缸需要的流量很小,使绝大部分高压液压油经溢流阀溢流。这不仅消耗了功率,还会使系统发热。为了解决这个问题,可以选用变量叶片泵。当快进时,压力低,泵排量(流量)最大;当工进时,系统压力升高,泵自动使排量减小,基本上没有油从溢流阀溢流。也可以采用双联叶片泵,低压时大小2个泵一起向系统供油,工进高压时,小泵高压小流量供油,大泵低压大流量经卸荷阀卸荷后供油。又如,机床液压卡盘和卡紧装置,或其他液压卡紧装置,大多数采用集中泵站供油,即用1台泵供给多台机床使用。该系统的特点是,当卡紧或松卡时希望很快,而且要考虑到所有机床同时卡紧,所以系统需要流量较大;可一经卡紧后,只要继续保持压力(即卡紧)。即不需要流量的时间要比装卡过程中需要流量的时间长得多。因此,这种系统中的泵,绝大部分时间在作无用功白白浪费了功率,造成系统发热;且对泵来说,总是在最高工作压力下工作是很不利的,夏天时,可能由于系统温度过高,不得不暂时停机。为了解决这一矛盾,可以把油箱加大,利用油箱散热。但这是个消极的办法,虽能使系统温度保持稳定,但功率仍被浪费,液压泵也在磨损。较好的办法是采用蓄能器,用蓄能器储存一部分压力油,当系统压力达到最高工作压力时,液压泵卸荷,系统需要的保压流量由蓄能器供给;当系统压力降到最低工作压力时,液压泵再度工作,这样系统不发热,故障不易发生,油箱也小,液压泵的寿命也可延长,这种工况就比较合理。

齿轮泵的合理使用 

  一般所说的齿轮泵,都是外啮合齿轮泵,国产齿轮泵额定压力为10~20MPa。齿轮泵自吸性能最好,耐污染性强,结构简单,价格便宜。其缺点是不能变量。但能做成三联、四联式实现分级变量,而且可以制成派生产品齿轮式分流器,可实现数缸同步。也可联成齿轮式增压器,提高工作压力。因此,并未因其不能变量而影响应用范围。目前,国内齿轮泵大多用在移动式设备上,如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。国外齿轮泵的额定压力较高,采用多联泵和增压的方式能代替一部分轴向柱塞泵,用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。齿轮泵非常通用,除了用在移动式设备上以外,自然也可用于工作压力不太高的固定设备上,如简易小型油压机,液压千斤顶,以及一些自制的简易液压设备上。齿轮泵可以在低压状态下用作液压马达,泵体上有单独泄油口的泵可用作双向马达。大多数泵体上没有单独泄油口的齿轮泵,可以用作单向旋转的马达,即从高压口进油,低压口排油,其转动方向和泵使用时的方向相反。额定压力为10MPa的齿轮泵,用到2~3MPa,一般没有问题,但不推荐使用2.5MPa级齿轮泵没有压力补偿式侧板,用作马达时可以不降低压力。

轴向柱塞泵的合理使用    

这里所说的轴向柱塞泵是指端面配流式的轴向柱塞泵,不包括阀式配流的。常见的有3种型式:即1种斜轴式和2种斜盘式(通轴式非通轴式)。近年来发展最快的是通轴式。额定压力斜轴式为16MPa、ZB型和通轴式分别是21MPa和25MPa,CY型最高压力是32MPa。国外一般水平25MPa,高水平的35~40MPa。国内生产的轴向柱塞泵品种和规格较少,ZB型 的产量大,但大多数是40mL/r的,75mL/r的产量小。因为ZB型配流盘是对称型结构,它既可以用作液压泵用又可用作液压马达,转向任意,所以采用得较多。如有不少单位自制液压机,系统工作压力为16~20MPa,若选用ZB40型定量泵,当选用4极电动机时,流量为60L/min,这时就要选用一台22kW的电动机,如改用6极电动机,泵的流量约为40L/min,则电动机功率也在14kW以上。最好采用25YCY14-1B型变量泵,用4极电动机,低压时最大流量为25L/min,高压时为最大流量的13%~14%,电动机功率在7kW以下。也可以用ZBSC型变量泵,把变量杆提高10mm,使斜盘处于10°左右位置,此时泵的排量约为20mL/r。若用4极电动机,流量约为30L/min,选用10kW功率电动机。在试车调溢流阀压力值时,建议用钳形电表同时测量电动机电流。把溢流阀的最高压力调到电动机电流为额定值时为止,如果这个压力值达不到设计要求值,可把泵的变量杆再往上提一点,使泵的排量再小一些。各种轴向柱塞泵的泵体上都有泄油口,一般是2个。用在开式系统时,只用位置较高的1个孔,要用油管直接通到油箱,这个油管不应插到液面以下,应经过1个带磁性块的100目滤网过滤器,露在油箱油面上方。开始运转阶段要经常检查这个过滤器,可能会出现一些铁末、铜末之类污物,这是因为泵体和其他零件没洗干净所致。若继续出现,或使用一段时间后又突然出现,很可能是泵出了问题,须及时检查处理。用在闭式系统时,2个泄油口都要使用,把低压油从底下1个油口引入泵体内,把泵体的热油从上边1个油口流回油箱,这样可以帮助系统散热。不论是开式或闭式系统,泵和马达的泄油口最好分别接回油箱。如果合用1个总的泄油回油管,则管子直径要选得大些,以保证每台泵或马达壳体内的压力不大于0.06MPa(相对压力),壳体内压力过高,可能会造成泵和马达的轴颈油封漏油。   液压泵工作压力的选定     液压泵的额定压力是液压泵设计时决定的,是指泵连续工作最高许用压力,而它的工作压力(即系统的最高工作压力)则是系统设计者根据负载所确定的。因为泵的寿命和它的工作压力有直接关系,因此,工作压力的选定要视使用工况条件而定。如自卸车上的齿轮泵,只在卸车时用几十秒钟,车槽落下时靠的是自身重力,泵并不工作。在这种情况下,工作压力可以选泵的额定压力。汽车起重机,一般常用的起重量为最大起重量的1/2左右,而且汽车起重机在超负载试验时,要超过最大起重量的25%,这样,工作压力也可以把泵的额定压力选为工作压力。 装载机和挖掘机则不然,液压泵经常在最高工作压力下工作。在这种情况下,就要把工作压力选得比泵的额定压力低1~2个压力级。有些设备24h连续运转,几个月甚至一年半载不停车,如发电站、石油化工设备等,这就要选比额定压力低得多的工作压力,而且选用的转速比额定转速要低,排量只用到2/3左右(变量泵),例如30万吨乙烯催化剂用的泵油装置,采用变量轴向柱塞泵,额定压力为21MPa,实际只用3.5~4.5MPa,变量斜盘角度只用到2/3位置,这同燃气轮机调速器用的变量泵情况相似。根据上述原则,选用我国生产的几种液压泵的工作压力时,大体可以这样考虑:额定压力为6MPa的叶片泵应用在机床上时,工作压力约为3~4MPa,不要超过4.5MPa;某些情况需短暂的高压,可以用到额定压力。齿轮泵在自卸车上和类似工作情况的设备上用时,可以选额定压力为工作压力。但考虑到产品质量水平的不同,最好将泵的工作压力选为泵额定压力的70%~80%。装载机上液压泵的工作压力选定,至少要比额定压力降低一个压力级,泵的使用才较为合理。如额定压力为10MPa的泵,选用的工作压力为6MPa;14MPa的泵选用的工作压力为8~9MPa;16MPa的泵选用的工作压力为10MPa。额定压力为21MPa的ZB型柱塞泵应用在汽车起重机上,工作压力可以选用额定压力;用于龙门刨床上,不要超过10MPa;用于压力机上,最好是在16MPa以下。CY型泵只标出最高压力为32MPa,是指用在油压机上,油压机的系统压力并不总是最高工作压力。因此,在其他设备上采用CY型泵时,如果经常处于最高压力下工作,工作压力应在20MPa以下。   液压泵流量的选定    泵的流量没有太多的选择余地。选择的原则是泵的流量要满足一个系统中同时动作全部执行机构所需要的总流量。机床用的各种泵一般是标出泵在1 500r/min的流量,而工程机械用液压泵则标出1 000r/min时的流量或直接标出排量。用这种标注方式的泵,在计算流量时要和电动机转速一并考虑。可以调节变量斜盘角度的轴向柱塞泵,还可用斜盘角度或者用变量杆伸出长度来换算成排量,再结合转速计算流量。例如ZB型泵的斜盘最大角度是20°,泵变量杆的行程ZB40型是20mm,ZB75型是23mm,排量、斜盘角度及行程基本上成线性关系。  ZBSC型泵变量杆行程中的1mm基本上等于斜盘角度1°,大约相当于5mL/r。不过因为斜盘角度在5°以下时,泵的容积效率急剧降低,因此,在使用ZB型泵时不要经常在斜盘角度小于  5°时工作,要考虑当时液压泵的容积效率。   液压泵和液压马达安装使用注意事项   1.油箱和油路  油箱要考虑油箱容量、散热效果、进回油管的安装要求、排除气泡和污物等。在油路中,斜轴式和斜盘式轴向柱塞泵在额定转速或超过额定转速使用时,泵的进油口均须压力注油,保证液压泵的进油口压力为0.2~0.4MPa,也就是说需用一个低压补油泵供油,其流量应为主泵流量的120%以上。在降速使用时,进油允许自吸。径向式柱塞泵在额定转速使用时,可以自吸。但此时油箱液面应高于液压泵入口处500mm以上,以防吸油不足。斜轴式和斜盘式轴向柱塞泵是可逆的液压元件,因此,一般可作高速液压马达使用。内曲线液压马达是一种不可逆的液压元件,此时液压马达的出油口应接背压阀,保证液压马达的出口具有0.5~1MPa左右的背压,避免滚轮副脱离导轨而引起撞击、产生噪声和损坏零件等故障。液压马达的泄油口应尽可能安装在最高处,使用前应向壳体内灌满工作油液,且应严格注意油液的清洁。斜轴式和斜盘式轴向柱塞泵,壳体上均有2个泄油孔,其作用是泄油和冷却,使用方法为:1)使用前将高处的1个泄油孔接上油管,使壳体内的泄漏油能通畅地流回油箱。对于手动伺服变量结构的液压泵,其壳体内油压不应超过0.15MPa,否则将对伺服机构的灵敏度有影响,使用时要特别注意。2)把2个泄油口均接上油管,低处油管输入冷却油,高处油管回油箱。在闭式油路中管路最高处应装有排气孔,用以排除油液中的空气,避免产生振动和噪声。内曲线液压马达一般都有微调螺钉,其作用是使配油处于最佳状况,避免产生正、反转速不相等及敲轨现象。该微调螺钉一般在出厂时已调整好,非特殊情况一般不要随便转动。内曲线液压马达的进、出油管是接在配流轴上的,由于配流轴本身在配流套内是浮动的,因此,最好用高压软管连接,以防配流轴和配流套卡死。液压管路必须进行酸洗,高压管路应进行耐压试验,试验压力推荐用2倍的工作压力。安装液压管路和元件时,须严格保持清洁,管路内不得有任何游离状的杂物,特别是要除尽有一定硬度的颗粒状杂物。若管路过长,中间应装支架紧固,避免振动。液压马达允许在满负荷下启动,但液压系统中应设有安全阀,其调整压力不应超过液压马达的最高压力。  2.工作油液和过滤  推荐选用运动粘度为N32~N68(40℃运动粘度等级),旧牌号为20~40CSt(50℃时)(1cSt=1mm2/s)的机械油、汽轮机油、精密机床液压油、稠化液压油等。如30#机械油、22#和30#汽轮机油,30#精密机床液压油,上稠40-2、兰稠40-1及40-2 稠化液压油。液压系统的工作油液应严格保持清洁,除了采取油管安装前酸洗及液压元件装拆过程中防止脏物带入等措施外,由于在运转时运动副的磨损以及空气中的灰尘等,都会引起油液的污染,为此,在主油路上应安装10~40Lm的过滤器,以去除油液中的杂质。  3.安装和运转 液压泵、液压马达的支架,机座均须有足够的刚度。与驱动机联接的液压泵,与被驱动机联接的高速液压马达均须用弹性联轴器联接,其同轴度≤0.1mm。低速液压马达与被驱动机构联接可选用链轮等方法。联轴器与输出轴的配合尺寸应合理选择。安装时不得用锤敲打。如必须用带轮等驱动时应设托架支承,以免液压泵和液压马达承受径向力。运转开始前应检查以下几个方面:  1)液压泵和液压马达安装是否准确、可靠,螺钉是否拧紧,联轴器安装是否符合要求; 2)壳体内是否灌满了工作油液; 3)液压泵转向是否与进出油口相符; 4)液压元件安装是否正确、可靠;  5)液压系统中的安全阀是否调整到规定压力值,各类阀的启、闭是否正确可靠。   在运转过程中应注意下列事项:  1)初始运转或长期停运后使用,应在无负荷工况下跑合1h,观察液压元件工作是否正常; 2)工作压力和使用转速应符合产品的额定值;  3)运转过程中如发生异常温升、泄漏、振动及噪声时应立即停车,进行检查,分析原因,清除故障;  4)一般油液的工作温度以25~55℃为最佳,最高不超过60℃,若使用上稠40-2等稠化液压油,最高温升可使用到75℃左右,最低启动油温为15℃,若低于15℃,应将油液加热到15℃以上的温度;  5)对于工作在0℃以下的地区,为了保证液压泵、液压马达的正常工作,在液压泵、液压马达未启动前,应在液压泵和液压马达壳体内通入15℃以上的循环油流,待液压泵、液压马达各部件温度上升到15℃以上时,再启动液压泵和液压马达。    检查和维护    为了保证液压元件正常工作,防止意外故障,延长使用寿命,使用过程中必须检查下列事项:  1.要经常检查液压泵、马达的壳体温度,壳全外露的最高温度一般不得超过80℃。  2.要定期检查工作油液的水分、机械杂质、粘度、酸值等,若超过规定值,应采取净化措施或更换新油。绝对禁止使用未经过净化处理的废油,以及净化后未达到规定标准的假冒伪劣油液。  3.及时更换堵塞的过滤器的滤芯。新滤芯必须确认其过滤精度,达不到所要求过滤精度的滤芯,不得使用。  4.主机进行定期检修时,液压泵和液压马达等主要液压元件,不要轻易拆开。当确定发生故障要拆开时,务必注意拆装工具和拆装环境的清洁,拆下的零件要严防划伤碰毛,装配时,各个零件要清洗干净,加油润滑,并注意安装部位,不要装错。  5.液压泵、液压马达长期不用时,应将原壳体内油液放出,再灌满含酸值较低的油液,外露加工面涂上防锈油,各油口须用螺堵封好,以防污物进入。

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