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液压泵

    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。

  1.液压泵的工作原理:

  液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件,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,经单向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。

  2.液压泵的分类:

  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。

  3.液压泵的优缺点及应用:

  齿轮泵的主要优点是结构简单,体积小,质量轻,工艺性好,价格便宜,自吸能力强,对油液污染不敏感,转速范围大,维护方便,工作可靠。它的缺点是困油现象严重,径向不平衡力大,泄漏大,流量脉动大,噪声较高,不能做变量泵使用。低压齿轮泵广泛地应用在低压(25×105pa以下)的液压系统中,如机床以及各种补油、润滑和冷却装置等。齿轮泵在结构上采取一定措施后,也可以达到较高的工作压力。中压齿轮泵主要应用于机床轧钢设备的液压系统中。中高压和高压齿轮泵主要用于农林机械、工程机械、船舶机械和航空技术中。

  和齿轮泵一样,齿轮液压马达由于密封性差,容积效率较低,所以输入的油压不能过高,因而不能产生较大的转矩,并且转速和转矩都是随着齿轮啮合情况而脉动的。齿轮液压马达多用于高转速低转矩的液压系统中。齿轮泵一般都可以直接作液压马达使用,即齿轮泵与齿轮液压马达二者是可逆的。

  和齿轮泵相比,叶片泵有流量均匀、运转平稳、噪声小、寿命长,轮廓尺寸较小、结构较紧凑等优点,但也存在着自吸能力差、调速范围小、最高转速较低、叶片容易咬死、工作可靠性较差、结构较复杂、对油液污染较敏感等缺点。因此在工作环境较污秽、速度范围变化较大的机械上应用相对较少。在工作可靠性要求很高的地方,如飞机上,也很少应用。叶片泵在中,低压液压系统尤其在机床行业中应用最多。其中单作用式叶片泵常做变量泵使用,其额定压力较低(6.3MPa),常用于组合机床,压力机械等;双作用式叶片泵只能做定量泵使用,其额定压力可达14MPa—21MPa,在各类机床(尤其是精密机床)设备中,如注塑机、运输装卸机械及工程机械等中压系统中得到广泛应用。叶片液压马达最大的优点是体积小、惯性小,动作灵敏,允许换向频率很高、甚至可在几毫秒内换向。但其最大的弱点是泄漏较大,机械特性较软,不能在较低转速下工作,调速范围不能很大。因此适用于低转矩,高转速及对惯性要求较小,对机械特性要求不严的场合。由于变量叶片液压马达结构较复杂,相对运动部件多、泄漏较大,容积效率低,机械特性软及调节不便等原因,叶片液压马达一般都制成定量式的,即一般叶片液压马达都是双作用式的定量液压马达。

  柱塞泵(液压马达)由于构成密封工作腔的构件——柱塞和缸体内孔均为圆柱表面,加工方便,容易得到较高的配合精度,密封性好,故容积效率高,工作压力高。同时这种泵只要改变柱塞的行程就可以很方便的改变其流量,易于实现变量。因此柱塞泵在高压、大流量、大功率的液压系统中和流量需要调节的场合,如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山机械、船舶机械等场合得到广泛应用。

  柱塞泵(液压马达)按其柱塞的排列方式和运动方向的不同,可分为轴向柱塞泵(液压马达)和径向柱塞泵(液压马达)两大类。轴向柱塞泵的优点是结构紧凑,径向尺寸小,质量轻,转动惯量小且易于实现变量,压力高(可达到40MPa或更高),可在高压高速下工作,并具有较高的容积效率。因此这种泵在高压系统中应用较多。不足的是该泵对油液的污染十分敏感,一般需要精过滤。同时该泵自吸能力差,常需要由低压泵供油。

  轴向柱塞泵具有可逆性,当输入高压油时就可以作液压马达使用。轴向柱塞液压马达转矩小,转速较高,因此多用于小转矩、高转速的工作场合。

  和轴向柱塞泵比,径向柱塞泵的径向尺寸较大,结构较复杂,且配油轴受到径向不平衡力作用,易于磨损,因而限制了转速和压力的提高(最高压力在20MPa左右),故目前生产中应用不多。该泵的容积效率较高,一般可达0.94~0.98。

  与轴向柱塞液压马达相反,径向柱塞液压马达多应用于低速大转矩液压系统。该马达的主要特点是排量大(柱塞直径大,行程长、数目多)、压力高、密封性好。但其尺寸及体积大,不能用于反应灵敏、频繁换向的系统中。在矿山机械、采煤机械、工程机械、建筑机械、起重运输机械及船舶方面,低速大转矩液压马达得到了广泛应用。

  综上所述,从使用角度看,上述三大类泵的优劣次序是柱塞泵、叶片泵、齿轮泵。从结构的复杂程度、价格,及抗污染能力等方面来看,齿轮泵最好,而柱塞泵结构最复杂、价格最高、对油液的清洁度要求也最苛刻。因此,每种泵(马达)都有自己的特点和使用范围,使用时应根据具体工况,结合各类泵的性能、特点及适用场合,合理选择。

    4.液压泵的常见故障及排除方法:

现象

产   生   原   因

排   除   方   法










 1.原动机与油泵旋向不一致
 纠正原动机旋向
 2.油泵传动键脱落
 重新安装传动键
 3.进出油口接反
 按说明书选用正确接法
 4.油箱内油面过低,吸入管口露出液面
 补充油液至最低油标线以上
 5.转速太低吸力不足
 提高转速达到油泵最低转速以上
 6.油粘度过高
 选用推荐粘度的工作油
 7.油温过低,使油粘度过高
 加温至推荐正常工作油温
 8.吸入管道或过滤装置堵塞造成吸油不畅
 清洗管道或过滤装置,除去堵塞物,
 更换或过滤油箱内油液
 9.吸入口过滤器过滤精度过高造成吸油不畅
 按说明书正确选用过滤器
 10.吸入管道漏气
 检查管道各连接处,并予以密封、坚固










 1.转速未达到额定转速
 按说明书指定额定转速选用电机转速
 2.系统中有泄漏
 检查系统,修补泄漏点
 3.由于油泵长时间工作、振动使泵盖螺钉松动
 适当拧紧螺钉
 4.吸入管道漏气
 检查各连接处,并予以密封、紧固
 5.吸油不充分
 
  ①.油箱内油面过低
 补充油液至最低油标线以上
  ②.入口滤油器堵塞或通流量过
 清洗过滤器或选用通流量为油泵流量2倍以上
 的滤油器
  ③.吸入管道堵塞或通径小
 清洗管道,选用不小于油泵入口通径的吸入管
  ④.油粘度过高或过低
 选用推荐粘度工作油






 1.油泵不上油或流量不足
 同前述排除方法
 2.溢流阀调整压力太低或出现故障
 重新调试溢流阀压力或修复溢流阀
 3.系统中有泄漏
 检查系统、修补泄漏点
 4.由于油泵长时间工作振动,使泵盖螺钉松动
 适当拧紧螺钉
 5.吸入管道漏气
 检查各连接处,并予以密封、紧固
 6.吸油不充分
 同前述排除方法

 

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