影響液壓泵使用壽命的外在因素分析
導語
影響液壓泵使用壽命的因素有很多,除了泵自身設計、制造因素以外,一些與泵使用相關的元件(如聯軸器、濾油器等)的選用、試車或機械運行過程中的操作等也有關系,本專題對影響液壓泵使用壽命的外在因素進行了分析。
聯軸器 Shaft Coupling
聯軸器的選用
液壓泵傳動軸不能承受徑向力和軸向力,因此不允許在軸端直接安裝帶輪、齒輪、鏈輪, 通常用聯軸器聯接驅動軸和泵傳動軸。如因制造原因,泵與聯軸器同軸度超標,裝配時又存在 偏差,則隨著泵的轉速提高離心力加大聯軸器變形,變形大又使離心力加大,造成惡性循環, 其結果產生振動噪聲,從而影響泵的使用壽命。此外,還有如聯軸器柱銷松動未及時緊固、橡 膠圈磨損未及時更換等影響因素。
聯軸器的裝配要求
(1)剛性聯軸器兩軸的同軸度誤差≤0.05mm;
(2)彈性聯軸器兩軸的同軸度誤差≤0.1mm;
(3)兩軸的角度誤差<1°;
(4)驅動軸與泵端應保持5~10mm距離。
液壓油箱 Hydraulic Oil Box
液壓油箱的選用
液壓油箱在液壓系統中的主要作用為儲油、散熱、分離油中所含空氣及消除泡沫。選用油 箱要考慮的注意事項有三點:
第一點:要考慮其容量,一般移動式設備取泵最大流量的2~3倍,固定式設備取3~4倍;
第二點:考慮油箱油位,當系統全部液壓油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位,當油缸回縮
以后油面不得高于最高油位;
第三點:考慮油箱結構,傳統油箱內的隔板并不能起沉淀臟物的作用,應沿油箱縱軸線安裝一個垂直隔板,此隔板一端和油箱端板之間留有空位使隔板兩邊空間連通,液壓泵的進出油口布置在不連通的一端隔板兩側,使進油和回油之間的距離最遠,液壓油箱多起一些散熱作用。
小貼士:油箱檢漏的主要方法
(1)在油箱及各部件上涂撒白土,直接觀察滲漏。      (2)在接縫處涂肥皂水,看是否起泡來判斷。
(3)對小的油箱及散熱器可充以壓縮空氣浸以水中試驗。(4)壓縮空氣試驗,主要以觀察壓力下降速度來判斷
(5)對于不能加壓的焊件可在焊縫正面涂白土,背面涂煤油,觀察30min看有無滲漏痕跡。
液壓油箱的安裝
按照安裝位置的不同可分為上置式、側置式和下置式。
  上置式油箱把液壓泵等裝置安裝在有較好剛度
的上蓋板上,其結構緊湊、應用最廣。此外還可在
油箱外殼上鑄出散熱翅片,加強散熱效果,即提高
了液壓泵的使用壽命。
  側置式油箱是把液壓泵等裝置安裝在油箱旁
邊,占地面積雖大,但安裝與維修都很方便,通常
在系統流量和油箱容量較大時采用,尤其是當一個
油箱給多臺液壓泵供油時使用。因側置式油箱油位
高于液壓泵吸油口,故具有較好的吸油效果。
  下置式油箱是把液壓泵置于油箱底下,不僅便
于安裝和維修,而且液壓泵吸入能力 大為改善。
濾油器 Oil Filter
濾油器的選用
一般粒徑在10μm以下的污染物對泵的影響不太明顯,而大于10μm、特別是在40μm以上
時對泵的使用壽命就有明顯影響。液壓油中固體污染顆粒極易使泵內相對運動零件表面磨損
加劇,為此需要安裝濾油器降低油的污染程度。
    過濾精度要求:軸向柱塞泵10~15μm,葉片泵為25μm,齒輪泵為40μm。泵的污染磨損可
以控制在允許范圍之內。目前高精度濾油器使用日益廣泛,可大大延長液壓泵的使用壽命。
濾油器之選用
一般濾油器之性能以β值(Belta Ratio):
濾油器對油尺寸Xμ的顆粒,污染物之濾油性能為:
    一般而言濾油器性能β值須大于75以上則表示此濾油器能有效的濾除此等級之顆粒污染物。
(1)對于須保護泵浦之吸油濾油網,應保油品保持在NAS 9級以下,因此須使用β12 > 75之濾網。
(2)用于保護服務器、比例閥之高壓濾油網則應使用β3 > 75 的濾網。
    但值得注意的是β值只是比例問題,如油品一開始即清潔度不高也須濾過幾次才可得到合乎要求之油品,
因此組立前管路另件清潔十分重要。
小貼士:各類的濾油器的用途
a.吸油口濾油器:此濾油器的主要功能在于保護泵浦,因而濾心不須很細,且吸油口的阻力不得大于0.3bar否則
易產生油品中已溶合之氣體放出,進而在泵浦產生孔蝕現象...[點擊查看更多類型的濾油器用途]
濾油器的安裝
分下列3種情況:
    ①吸油路濾油器結構簡單,其作用是防止吸油時將較大的顆粒污染物吸入泵內,一般采用低精度濾芯,最高過濾精度不超過30~50μm,為了便于維護宜將濾油器安裝在油箱頂部或側部,還應考慮其流通能力應在液壓泵最大流量兩倍以上,以防泵會吸空;
    ②壓油路濾油器裝在液壓泵下游壓力管路,向液壓系統輸送清潔壓力油,通常選用高精度濾油器,過濾精度為3~20μm,其流通能力應不小于壓力油路最大流量;
    ③回油路濾油器安裝在總回油管之后,將外界侵入系統和系統內產生的污染物濾凈,通常也選用高精度濾油器。根據近期污染控制系統理論,油箱中油液應達到一定的清潔度等級,同時為防止濾芯因堵塞而導致濾油器前后壓力超標,應安裝濾芯堵塞發信器,以便及時更換濾芯。
截止閥 a Stop Valve
運行操作注意事項
采用截止閥的原因
拆卸液壓泵和回油管時,系統中的油會倒流。若液壓泵帶負荷停車還會造成液壓泵反轉, 使得泵的吸油管產生局部真空,油中溶解的空氣析逸出來,待下次開車時系統將混入空氣,產 生噪聲,發生氣蝕,縮短泵的壽命,為此通常在液壓泵排油口不遠處裝設一個截止閥。在截止 閥上還應設置一個表明閥已開啟的電信號開關和只有當閥完全開啟時液壓泵才能啟動的連鎖裝 置,以保證開車時液壓泵不吸空。
熱交換器 a Heat Exchanger
采用熱交換器的原因
液壓系統工作允許油溫為15~80℃,最佳溫度為25~55℃。液壓系統工作時不可避免地要 產生機械損失、壓力損失和容積損失,這些損失全部轉化為熱量,除部分熱量通過油箱、管道 散發到周圍空間外大部分熱量使油箱溫度升高。油溫過高則油液會變質并析出瀝青等雜物,油 的粘度下降,液壓泵內外泄漏增大,油的潤滑性差,油膜易破壞,泵內相對滑動零件的磨損加 劇,大大縮短泵的使用壽命,因此系統溫升過高時就必須設置油冷卻器。冷卻器分為空冷式、 水冷式和冰冷式,可視情選用。
反之,若油溫過低,油的粘度增大,摩擦阻力增加,液壓泵啟動、吸油困難,影響泵的使用。在0℃以下地區泵啟動前應將油加熱到15℃以上并通到泵體內,待各部件溫度上升到15℃以上再啟動液壓泵,為此需要在油箱內底部水平設置一加熱器,以保證始終都浸泡在油面以下。
(1)運行前
①液壓泵安裝是否準確可靠,螺釘是否擰緊,聯軸
  器安裝是否符合要求;
②泵體內是否灌滿油液;
③泵的轉向是否與進出油口相符;
④液壓系統的安全閥是否調到規定壓力值。
(2)運行中
啟動時不可急劇全速啟動,應在系統卸荷狀態 下點動原動機開關數次后才能連續空載運轉,目的 是將管道中的空氣盡可能排除干凈,空載運轉1~ 2min無異常現象后逐漸加載,加載過程中應無異常 振動、噪聲和泄漏,否則立即停機檢查分析、排除 故障。
(3)運行結束后
若泵長期不用應將泵內油液放出,再灌滿含酸 值較低的油液,外露加工面涂防銹油,各油口用螺 堵頭封好,以防污物進入。
結語
根據以上對各元件設備的分析可知,液壓泵使用壽命的長短受其自身內部零件損壞、磨損程度而決定,但其內部零件損壞、磨損程度直接受其外部元件使用所影響,因此合理選用液壓泵相關外部元件、正確操作使用液壓泵可大大提高泵的壽命。
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