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解決方案
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影響液壓泵使用壽命的外在因素分析
發(fā)布日期:2015-3-14 瀏覽次數(shù):4229
導(dǎo)語
影響液壓泵使用壽命的因素有很多，除了泵自身設(shè)計(jì)、制造因素以外，一些與泵使用相關(guān)的元件（如聯(lián)軸器、濾油器等）的選用、試車或機(jī)械運(yùn)行過程中的操作等也有關(guān)系，本專題對影響液壓泵使用壽命的外在因素進(jìn)行了分析。
一、聯(lián)軸器 Shaft Coupling
1、聯(lián)軸器的選用
液壓泵傳動(dòng)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(lián)軸器聯(lián)接驅(qū)動(dòng)軸和泵傳動(dòng)軸。如因制造原因，泵與聯(lián)軸器同軸度超標(biāo)，裝配時(shí)又存在偏差，則隨著泵的轉(zhuǎn)速提高離心力加大聯(lián)軸器變形，變形大又使離心力加大，造成惡性循環(huán)，其結(jié)果產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，從而影響泵的使用壽命。此外，還有如聯(lián)軸器柱銷松動(dòng)未及時(shí)緊固、橡膠圈磨損未及時(shí)更換等影響因素。
2、聯(lián)軸器的裝配要求
（1）剛性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.05mm；
（2）彈性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.1mm；
（3）兩軸的角度誤差＜1°；
（4）驅(qū)動(dòng)軸與泵端應(yīng)保持5～10mm距離。
二、液壓油箱 Hydraulic Oil Box
1、液壓油箱的選用
液壓油箱在液壓系統(tǒng)中的主要作用為儲(chǔ)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(xiàng)有三點(diǎn)：
第一點(diǎn)：要考慮其容量，一般移動(dòng)式設(shè)備取泵最大流量的2～3倍，固定式設(shè)備取3～4倍；
第二點(diǎn)：考慮油箱油位，當(dāng)系統(tǒng)全部液壓油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位，當(dāng)油缸回縮以后油面不得高于最高油位；
第三點(diǎn)：考慮油箱結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)油箱內(nèi)的隔板并不能起沉淀臟物的作用，應(yīng)沿油箱縱軸線安裝一個(gè)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(jìn)出油口布置在不連通的一端隔板兩側(cè)，使進(jìn)油和回油之間的距離最遠(yuǎn)，液壓油箱多起一些散熱作用。
2、液壓油箱的安裝
按照安裝位置的不同可分為上置式、側(cè)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(jié)構(gòu)緊湊、應(yīng)用最廣。此外還可在油箱外殼上鑄出散熱翅片，加強(qiáng)散熱效果，即提高了液壓泵的使用壽命。
側(cè)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(tǒng)流量和油箱容量較大時(shí)采用，尤其是當(dāng)一個(gè)油箱給多臺(tái)液壓泵供油時(shí)使用。因側(cè)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。
三、濾油器 Oil Filter
1、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(shí)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(nèi)相對運(yùn)動(dòng)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(nèi)。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(hù)泵浦之吸油濾油網(wǎng)，應(yīng)保油品保持在NAS 9級以下，因此須使用β12 > 75之濾網(wǎng)。
（2）用于保護(hù)服務(wù)器、比例閥之高壓濾油網(wǎng)則應(yīng)使用β3 > 75 的濾網(wǎng)。
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。
2、濾油器的安裝
分下列3種情況：
①吸油路濾油器結(jié)構(gòu)簡單，其作用是防止吸油時(shí)將較大的顆粒污染物吸入泵內(nèi)，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(hù)宜將濾油器安裝在油箱頂部或側(cè)部，還應(yīng)考慮其流通能力應(yīng)在液壓泵最大流量兩倍以上，以防泵會(huì)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(tǒng)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(yīng)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(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污染物濾凈，通常也選用高精度濾油器。根據(jù)近期污染控制系統(tǒng)理論，油箱中油液應(yīng)達(dá)到一定的清潔度等級，同時(shí)為防止濾芯因堵塞而導(dǎo)致濾油器前后壓力超標(biāo)，應(yīng)安裝濾芯堵塞發(fā)信器，以便及時(shí)更換濾芯。
四、截止閥 a Stop Valve
1、用截止閥的原因
拆卸液壓泵和回油管時(shí)，系統(tǒng)中的油會(huì)倒流。若液壓泵帶負(fù)荷停車還會(huì)造成液壓泵反轉(zhuǎn)，使得泵的吸油管產(chǎn)生局部真空，油中溶解的空氣析逸出來，待下次開車時(shí)系統(tǒng)將混入空氣，產(chǎn)生噪聲，發(fā)生氣蝕，縮短泵的壽命，為此通常在液壓泵排油口不遠(yuǎn)處裝設(shè)一個(gè)截止閥。在截止閥上還應(yīng)設(shè)置一個(gè)表明閥已開啟的電信號(hào)開關(guān)和只有當(dāng)閥完全開啟時(shí)液壓泵才能啟動(dòng)的連鎖裝置，以保證開車時(shí)液壓泵不吸空。
五、熱交換器 a Heat Exchanger
1、采用熱交換器的原因
液壓系統(tǒng)工作允許油溫為15～80℃，最佳溫度為25～55℃。液壓系統(tǒng)工作時(shí)不可避免地要產(chǎn)生機(jī)械損失、壓力損失和容積損失，這些損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，除部分熱量通過油箱、管道散發(fā)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(huì)變質(zhì)并析出瀝青等雜物，油的粘度下降，液壓泵內(nèi)外泄漏增大，油的潤滑性差，油膜易破壞，泵內(nèi)相對滑動(dòng)零件的磨損加劇，大大縮短泵的使用壽命，因此系統(tǒng)溫升過高時(shí)就必須設(shè)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(dòng)、吸油困難，影響泵的使用。在0℃以下地區(qū)泵啟動(dòng)前應(yīng)將油加熱到15℃以上并通到泵體內(nèi)，待各部件溫度上升到15℃以上再啟動(dòng)液壓泵，為此需要在油箱內(nèi)底部水平設(shè)置一加熱器，以保證始終都浸泡在油面以下。
玖容結(jié)語
根據(jù)以上對各元件設(shè)備的分析可知，液壓泵使用壽命的長短受其自身內(nèi)部零件損壞、磨損程度而決定，但其內(nèi)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(guān)外部元件、正確操作使用液壓泵可大大提高泵的壽命。
影響液壓泵使用壽命的因素有很多，除了泵自身設(shè)計(jì)、制造因素以外，一些與泵使用相關(guān)的元件（如聯(lián)軸器、濾油器等）的選用、試車或機(jī)械運(yùn)行過程中的操作等也有關(guān)系，本專題對影響液壓泵使用壽命的外在因素進(jìn)行了分析。
一、聯(lián)軸器 Shaft Coupling
1、聯(lián)軸器的選用
液壓泵傳動(dòng)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(lián)軸器聯(lián)接驅(qū)動(dòng)軸和泵傳動(dòng)軸。如因制造原因，泵與聯(lián)軸器同軸度超標(biāo)，裝配時(shí)又存在偏差，則隨著泵的轉(zhuǎn)速提高離心力加大聯(lián)軸器變形，變形大又使離心力加大，造成惡性循環(huán)，其結(jié)果產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，從而影響泵的使用壽命。此外，還有如聯(lián)軸器柱銷松動(dòng)未及時(shí)緊固、橡膠圈磨損未及時(shí)更換等影響因素。
2、聯(lián)軸器的裝配要求
（1）剛性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.05mm；
（2）彈性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.1mm；
（3）兩軸的角度誤差＜1°；
（4）驅(qū)動(dòng)軸與泵端應(yīng)保持5～10mm距離。
二、液壓油箱 Hydraulic Oil Box
1、液壓油箱的選用
液壓油箱在液壓系統(tǒng)中的主要作用為儲(chǔ)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(xiàng)有三點(diǎn)：
第一點(diǎn)：要考慮其容量，一般移動(dòng)式設(shè)備取泵最大流量的2～3倍，固定式設(shè)備取3～4倍；
第二點(diǎn)：考慮油箱油位，當(dāng)系統(tǒng)全部液壓油缸伸出后油箱油面不得低于最低油位，當(dāng)油缸回縮以后油面不得高于最高油位；
第三點(diǎn)：考慮油箱結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)油箱內(nèi)的隔板并不能起沉淀臟物的作用，應(yīng)沿油箱縱軸線安裝一個(gè)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(jìn)出油口布置在不連通的一端隔板兩側(cè)，使進(jìn)油和回油之間的距離最遠(yuǎn)，液壓油箱多起一些散熱作用。
2、液壓油箱的安裝
按照安裝位置的不同可分為上置式、側(cè)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(jié)構(gòu)緊湊、應(yīng)用最廣。此外還可在油箱外殼上鑄出散熱翅片，加強(qiáng)散熱效果，即提高了液壓泵的使用壽命。
側(cè)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(tǒng)流量和油箱容量較大時(shí)采用，尤其是當(dāng)一個(gè)油箱給多臺(tái)液壓泵供油時(shí)使用。因側(cè)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。
三、濾油器 Oil Filter
1、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(shí)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(nèi)相對運(yùn)動(dòng)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(nèi)。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(hù)泵浦之吸油濾油網(wǎng)，應(yīng)保油品保持在NAS 9級以下，因此須使用β12 > 75之濾網(wǎng)。
（2）用于保護(hù)服務(wù)器、比例閥之高壓濾油網(wǎng)則應(yīng)使用β3 > 75 的濾網(wǎng)。
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。
2、濾油器的安裝
分下列3種情況：
①吸油路濾油器結(jié)構(gòu)簡單，其作用是防止吸油時(shí)將較大的顆粒污染物吸入泵內(nèi)，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(hù)宜將濾油器安裝在油箱頂部或側(cè)部，還應(yīng)考慮其流通能力應(yīng)在液壓泵最大流量兩倍以上，以防泵會(huì)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(tǒng)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(yīng)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(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污染物濾凈，通常也選用高精度濾油器。根據(jù)近期污染控制系統(tǒng)理論，油箱中油液應(yīng)達(dá)到一定的清潔度等級，同時(shí)為防止濾芯因堵塞而導(dǎo)致濾油器前后壓力超標(biāo)，應(yīng)安裝濾芯堵塞發(fā)信器，以便及時(shí)更換濾芯。
四、截止閥 a Stop Valve
1、用截止閥的原因
拆卸液壓泵和回油管時(shí)，系統(tǒng)中的油會(huì)倒流。若液壓泵帶負(fù)荷停車還會(huì)造成液壓泵反轉(zhuǎn)，使得泵的吸油管產(chǎn)生局部真空，油中溶解的空氣析逸出來，待下次開車時(shí)系統(tǒng)將混入空氣，產(chǎn)生噪聲，發(fā)生氣蝕，縮短泵的壽命，為此通常在液壓泵排油口不遠(yuǎn)處裝設(shè)一個(gè)截止閥。在截止閥上還應(yīng)設(shè)置一個(gè)表明閥已開啟的電信號(hào)開關(guān)和只有當(dāng)閥完全開啟時(shí)液壓泵才能啟動(dòng)的連鎖裝置，以保證開車時(shí)液壓泵不吸空。
五、熱交換器 a Heat Exchanger
1、采用熱交換器的原因
液壓系統(tǒng)工作允許油溫為15～80℃，最佳溫度為25～55℃。液壓系統(tǒng)工作時(shí)不可避免地要產(chǎn)生機(jī)械損失、壓力損失和容積損失，這些損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，除部分熱量通過油箱、管道散發(fā)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(huì)變質(zhì)并析出瀝青等雜物，油的粘度下降，液壓泵內(nèi)外泄漏增大，油的潤滑性差，油膜易破壞，泵內(nèi)相對滑動(dòng)零件的磨損加劇，大大縮短泵的使用壽命，因此系統(tǒng)溫升過高時(shí)就必須設(shè)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(dòng)、吸油困難，影響泵的使用。在0℃以下地區(qū)泵啟動(dòng)前應(yīng)將油加熱到15℃以上并通到泵體內(nèi)，待各部件溫度上升到15℃以上再啟動(dòng)液壓泵，為此需要在油箱內(nèi)底部水平設(shè)置一加熱器，以保證始終都浸泡在油面以下。
玖容結(jié)語
根據(jù)以上對各元件設(shè)備的分析可知，液壓泵使用壽命的長短受其自身內(nèi)部零件損壞、磨損程度而決定，但其內(nèi)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(guān)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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