影响液压泵使用寿命的外在因素分析
导语
影响液压泵使用寿命的因素有很多,除了泵自身设计、制造因素以外,一些与泵使用相关的元件(如联轴器、滤油器等)的选用、试车或机械运行过程中的操作等也有关系,本专题对影响液压泵使用寿命的外在因素进行了分析。
联轴器 Shaft Coupling
联轴器的选用
液压泵传动轴不能承受径向力和轴向力,因此不允许在轴端直接安装带轮、齿轮、链轮, 通常用联轴器联接驱动轴和泵传动轴。如因制造原因,泵与联轴器同轴度超标,装配时又存在 偏差,则随着泵的转速提高离心力加大联轴器变形,变形大又使离心力加大,造成恶性循环, 其结果产生振动噪声,从而影响泵的使用寿命。此外,还有如联轴器柱销松动未及时紧固、橡 胶圈磨损未及时更换等影响因素。
联轴器的装配要求
(1)刚性联轴器两轴的同轴度误差≤0.05mm;
(2)弹性联轴器两轴的同轴度误差≤0.1mm;
(3)两轴的角度误差<1°;
(4)驱动轴与泵端应保持5~10mm距离。
液压油箱 Hydraulic Oil Box
液压油箱的选用
液压油箱在液压系统中的主要作用为储油、散热、分离油中所含空气及消除泡沫。选用油 箱要考虑的注意事项有三点:
第一点:要考虑其容量,一般移动式设备取泵最大流量的2~3倍,固定式设备取3~4倍;
第二点:考虑油箱油位,当系统全部液压油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位,当油缸回缩
以后油面不得高于最高油位;
第三点:考虑油箱结构,传统油箱内的隔板并不能起沉淀脏物的作用,应沿油箱纵轴线安装一个垂直隔板,此隔板一端和油箱端板之间留有空位使隔板两边空间连通,液压泵的进出油口布置在不连通的一端隔板两侧,使进油和回油之间的距离最远,液压油箱多起一些散热作用。
小贴士:油箱检漏的主要方法
(1)在油箱及各部件上涂撒白土,直接观察渗漏。      (2)在接缝处涂肥皂水,看是否起泡来判断。
(3)对小的油箱及散热器可充以压缩空气浸以水中试验。(4)压缩空气试验,主要以观察压力下降速度来判断
(5)对于不能加压的焊件可在焊缝正面涂白土,背面涂煤油,观察30min看有无渗漏痕迹。
液压油箱的安装
按照安装位置的不同可分为上置式、侧置式和下置式。
  上置式油箱把液压泵等装置安装在有较好刚度
的上盖板上,其结构紧凑、应用最广。此外还可在
油箱外壳上铸出散热翅片,加强散热效果,即提高
了液压泵的使用寿命。
  侧置式油箱是把液压泵等装置安装在油箱旁
边,占地面积虽大,但安装与维修都很方便,通常
在系统流量和油箱容量较大时采用,尤其是当一个
油箱给多台液压泵供油时使用。因侧置式油箱油位
高于液压泵吸油口,故具有较好的吸油效果。
  下置式油箱是把液压泵置于油箱底下,不仅便
于安装和维修,而且液压泵吸入能力 大为改善。
滤油器 Oil Filter
滤油器的选用
一般粒径在10μm以下的污染物对泵的影响不太明显,而大于10μm、特别是在40μm以上
时对泵的使用寿命就有明显影响。液压油中固体污染颗粒极易使泵内相对运动零件表面磨损
加剧,为此需要安装滤油器降低油的污染程度。
    过滤精度要求:轴向柱塞泵10~15μm,叶片泵为25μm,齿轮泵为40μm。泵的污染磨损可
以控制在允许范围之内。目前高精度滤油器使用日益广泛,可大大延长液压泵的使用寿命。
滤油器之选用
一般滤油器之性能以β值(Belta Ratio):
滤油器对油尺寸Xμ的颗粒,污染物之滤油性能为:
    一般而言滤油器性能β值须大于75以上则表示此滤油器能有效的滤除此等级之颗粒污染物。
(1)对于须保护泵浦之吸油滤油网,应保油品保持在NAS 9级以下,因此须使用β12 > 75之滤网。
(2)用于保护服务器、比例阀之高压滤油网则应使用β3 > 75 的滤网。
    但值得注意的是β值只是比例问题,如油品一开始即清洁度不高也须滤过几次才可得到合乎要求之油品,
因此组立前管路另件清洁十分重要。
小贴士:各类的滤油器的用途
a.吸油口滤油器:此滤油器的主要功能在于保护泵浦,因而滤心不须很细,且吸油口的阻力不得大于0.3bar否则
易产生油品中已溶合之气体放出,进而在泵浦产生孔蚀现象...[点击查看更多类型的滤油器用途]
滤油器的安装
分下列3种情况:
    ①吸油路滤油器结构简单,其作用是防止吸油时将较大的颗粒污染物吸入泵内,一般采用低精度滤芯,最高过滤精度不超过30~50μm,为了便于维护宜将滤油器安装在油箱顶部或侧部,还应考虑其流通能力应在液压泵最大流量两倍以上,以防泵会吸空;
    ②压油路滤油器装在液压泵下游压力管路,向液压系统输送清洁压力油,通常选用高精度滤油器,过滤精度为3~20μm,其流通能力应不小于压力油路最大流量;
    ③回油路滤油器安装在总回油管之后,将外界侵入系统和系统内产生的污染物滤净,通常也选用高精度滤油器。根据近期污染控制系统理论,油箱中油液应达到一定的清洁度等级,同时为防止滤芯因堵塞而导致滤油器前后压力超标,应安装滤芯堵塞发信器,以便及时更换滤芯。
截止阀 a Stop Valve
运行操作注意事项
采用截止阀的原因
拆卸液压泵和回油管时,系统中的油会倒流。若液压泵带负荷停车还会造成液压泵反转, 使得泵的吸油管产生局部真空,油中溶解的空气析逸出来,待下次开车时系统将混入空气,产 生噪声,发生气蚀,缩短泵的寿命,为此通常在液压泵排油口不远处装设一个截止阀。在截止 阀上还应设置一个表明阀已开启的电信号开关和只有当阀完全开启时液压泵才能启动的连锁装 置,以保证开车时液压泵不吸空。
热交换器 a Heat Exchanger
采用热交换器的原因
液压系统工作允许油温为15~80℃,最佳温度为25~55℃。液压系统工作时不可避免地要 产生机械损失、压力损失和容积损失,这些损失全部转化为热量,除部分热量通过油箱、管道 散发到周围空间外大部分热量使油箱温度升高。油温过高则油液会变质并析出沥青等杂物,油 的粘度下降,液压泵内外泄漏增大,油的润滑性差,油膜易破坏,泵内相对滑动零件的磨损加 剧,大大缩短泵的使用寿命,因此系统温升过高时就必须设置油冷却器。冷却器分为空冷式、 水冷式和冰冷式,可视情选用。
反之,若油温过低,油的粘度增大,摩擦阻力增加,液压泵启动、吸油困难,影响泵的使用。在0℃以下地区泵启动前应将油加热到15℃以上并通到泵体内,待各部件温度上升到15℃以上再启动液压泵,为此需要在油箱内底部水平设置一加热器,以保证始终都浸泡在油面以下。
(1)运行前
①液压泵安装是否准确可靠,螺钉是否拧紧,联轴
  器安装是否符合要求;
②泵体内是否灌满油液;
③泵的转向是否与进出油口相符;
④液压系统的安全阀是否调到规定压力值。
(2)运行中
启动时不可急剧全速启动,应在系统卸荷状态 下点动原动机开关数次后才能连续空载运转,目的 是将管道中的空气尽可能排除干净,空载运转1~ 2min无异常现象后逐渐加载,加载过程中应无异常 振动、噪声和泄漏,否则立即停机检查分析、排除 故障。
(3)运行结束后
若泵长期不用应将泵内油液放出,再灌满含酸 值较低的油液,外露加工面涂防锈油,各油口用螺 堵头封好,以防污物进入。
结语
根据以上对各元件设备的分析可知,液压泵使用寿命的长短受其自身内部零件损坏、磨损程度而决定,但其内部零件损坏、磨损程度直接受其外部元件使用所影响,因此合理选用液压泵相关外部元件、正确操作使用液压泵可大大提高泵的寿命。
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