液压泵的技术性能分析及选⽤原则
液压泵的技术性能分析及选⽤原则液压泵是液压系统的动⼒能源装置,其功能是将原动机的机械能转换为油液的压⼒能,向系统提供具有⼀定压⼒的流量。液压泵都是容积式的,依靠泵内密封容积的变化原理实现吸油和压(排)油。⼀、液压泵的种类及性能特征
液压泵根据结构形式的不同分为:柱塞泵、叶⽚泵、齿轮泵、螺杆泵。根据输出流量的不同分为:定量泵、变量泵。液压泵的种类及性能特征见下表1-1:
通过性能的对⽐,齿轮泵(外啮合、内啮合)都是定量泵,浮动轴传动,转速较⾼,存在压⼒(流量)脉动。叶⽚泵、柱塞泵有定量泵也有变量泵。转速不⾼。2、定量泵与变量泵的适⽤场合总结如表1-2
作为定量泵的齿轮泵⼀般应⽤于机床、⼯程机械、农业机械、航空、船舶、⼀般机械。叶⽚泵⼀般应⽤于机床、注塑机、液压机、起重运输机械、⼯程机械、飞机。柱塞泵⼀般应⽤于⼯程机械、锻压机械、运输机械、矿⼭机械、冶⾦机械、船舶、飞机等。
⼆、液压泵的选⽤原则
液压泵是液压系统的动⼒源,应选⽤能适应执⾏器所要求的压⼒发⽣回路的泵,同时要充分考虑其可靠性、寿命、维护性等以便所选的泵能够长期运⾏。选择液压泵时要考虑的因素有结构形式、⼯作压⼒、流量、转速、效率(容积效率和总效率)、变量或定量、变量⽅式、寿命、噪声、压⼒脉动率、⾃吸能⼒、原动机种类及连接⽅式、⼯况环境(温升)、与液压油的相容性、尺⼨、重量、经济性、维修性等。
1.1、齿轮泵的⼯作压⼒仅次于柱塞泵,但在固定液压设备领域因外啮合齿轮泵的流量脉动较⼤、噪声⼤等缺陷,作为主泵已不受欢迎,仅局限于⽤在低压下的辅助泵及预压泵。内啮合齿轮泵综合性能较好,在固定和⾏⾛设备中应⽤领域不断扩⼤。1.2、齿轮泵的齿轮所受的径向⼒不平衡,轴承所受的径向⼒随之增减,为了提⾼轴承乃⾄齿轮泵的寿命,各类齿轮泵均需减⼩径向载荷的⽅法。齿轮泵主动齿轮轴伸与原动机输出轴之间必须采⽤浮动连接。联轴器的径向跳动≤0.1mm。以适应浮动传递转矩、不产⽣附加径向⼒的要求。齿轮泵作为⾼压泵在⽣产中联轴器事故率较⾼。
1.3、作为定量泵的齿轮泵存在的流量(压⼒)脉动,是影响系统稳定的最⼤隐患。齿轮间的啮合磨损,内泄漏也会增加,定量泵做为主泵⼀般不设蓄能器,⽽齿轮泵的流量脉动及内泄漏⽆法弥补。同时由于齿轮泵内泄漏⽽产⽣的温升,需要扩⼤油箱容积或增⼤冷却⾯积来保证油温正常。三、冷轧⼚液压泵选⽤情况1、系统(⼤流量)液压泵
冷轧⼚根据冷轧⼯况液压泵选⽤情况是:酸轧线、平整线液压主站采⽤⼒⼠乐或派克系列的A4V或PV柱塞泵。镀锌线、彩涂线液压泵选⽤有两套⽅案:1、选⽤A4V系列(国产)价格较⾼,但耐⽤。2、选⽤CY系列,价格便宜,但压⼒有脉动(线上伺服阀、⽐例阀少),从投资经济性考虑采⽤此⽅案较理想。⽅案1与⽅案2每台泵差价最少1万。2、单体设备液压泵(包含⼩流量液压系统)
2.1、罩式炉液压系统如选⽤的是齿轮泵,根据齿轮泵作为定量泵及罩式炉的⼯况(考虑环境温度),需要扩⼤油箱或增⼤冷却器⾯积,直线共轭内啮合齿轮泵(变量泵)与CY系列柱塞泵单价没有多⼤差价,同时油箱与冷却器的扩⼤也会增加投资,总体报价不会便宜。
齿轮泵(定量泵)作为主泵,设备运⾏成本⾼,不具备系统断电保压功能。
2.2、通过交流,在纠偏系统中,所有⼚家的液压泵都采⽤定量泵,原因是系统流量总在调节变化,采⽤变量泵变量机构不停调节极易损坏,采⽤能满⾜系统最⼤流量的定量泵较适⽤。
纠偏系统⼚家中,EMG、北美、FIFE都采⽤的是双作⽤叶⽚泵。双作⽤叶⽚泵作为定量泵,流量均匀,⼏乎没有脉动;转⼦
受⼒相互平衡,轴承寿命长;容积效率⾼,可达90%以上;泵运转温升⼩,。上海科先采⽤的是内啮合直轭齿轮泵,冷却⾯积6m2,冷却⾯积较⼤,该类型齿轮泵估算⽐同流量的叶⽚泵价格贵。
总结:通过实践在冶⾦⾏业,作为固定的液压设备,⾼压液压泵不建议采⽤齿轮泵,选⽤原则⾸先考虑柱塞泵,其次叶⽚泵、最后是齿轮泵。