(1)定量泵和变量泵 定量泵结构简单,价格便宜,应用于大多数液压系统中。而能量利用率高的变量泵,也在越来越多的场合发挥作用。一般来说,如果液压功率小于10kW,工作循环是开关式,泵在不使用时可完全卸荷,并且大多数工况下若需要泵输出全部流量,则可以考虑选用定量泵。如果液压功率大于10kW,流量的变化要求较大,则可以考虑选用变量泵。变量泵的变量形式可根据系统的工况要求以及控制方式等因素选择。一般情况下,固定工业液压选用恒功率泵的案例较少,而行走机械(工程机械)的动力是发动机,为了充分利用发动机的功率,选用恒功率泵的情况较多。当然也不能一概而论。
(2)工作介质 各种矿物油油基的流体基本上适用于液压变量泵(马达)。这些流体在用途上的分类,主要取决于其磨损特性和黏度-温度特性,同时还要考虑防氧化、防腐蚀、材料的相容性、空气分离特性和除水特性等因素。允许使用的液压油有矿物油HLP(HM-ISO)或按德国DIN51524-2标准,符合ISO15380的生物可降解油液以及按照要求所提供的其他液压油。为确保可靠运行,延长使用寿命,油液的过滤精度应达到ISO-4406-18/16/13的标准或更高,最低要求达到ISO-4406-20/18/15的标准。
(3)所需要的工作压力范围 液压变量泵(马达)的输出压力应是执行器所需的压力、配管的压力损失、控制阀的压力损失之和。它不得超过样本上的额定压力。强调安全性、可靠性时,还应留有较大的余地。样本上的最高工作压力是短期冲击时允许的压力。如果每个循环中都发生冲击压力,泵(马达)的寿命会显著缩短,甚至被损坏。另外,泵(马达)的最高压力与最高转速不宜同时使用,以延长泵(马达)的使用寿命。要特别注意壳体内的泄油压力。壳体内的泄油压力取决于轴封所能允许的最高压力。德国Rexroth公司生产的斜轴式轴向柱塞泵(马达)的壳体泄油压力一般为0.2MPa,也有高达1MPa的(如2AF定量泵系列,见6.1节)。国产轴向柱塞泵和马达的壳体泄油压力应严格遵照产品使用说明书的规定,过高的壳体泄油压力将导致轴封的早期损坏。
(4)泵(马达)的流量或排量 选择泵(马达)的第二个最重要的考虑因素是泵的流量或排量。泵的流量与工况有关,选择的泵的流量须大于液压系统工作时的最大流量。液压泵的输出流量应包括执行器所需流量(有多个执行器时由时间图求出总流量)、溢流阀的最小溢流量、各元件的泄漏量的总和、电动机掉速(通常为1r/s左右)引起的流量减少量、液压泵长期使用后效率降低引起的流量减少量(通常为5%~7%)。样本上往往给出理论排量、转速范围及典型转速、不同压力下的输出流量。压力越高、转速越低,则泵的容积效率越低,变量泵排量调小时容积效率降低。转速恒定时泵的总效率在某个压力下最高,变量泵的总效率在某个排量、某个压力下最高。泵的总效率对液压系统的效率有很大影响,应该选择效率高的泵,并尽量使泵工作在高效工况区。
(5)期望的速度范围 转速关系着泵的寿命、耐久性、气蚀、噪声等。虽然样本上写着允许的转速范围,但最好是在与用途相适应的最佳转速下使用。特别是在用发动机驱动泵的情况下,油温低时若低速则吸油困难,又有因润滑不良引起卡咬失效的危险,而高转速下则要考虑产生气蚀、振动、异常磨损、流量不稳定等现象的可能性。液压变量泵(马达)的转速应严格按照产品技术规格表中规定的数据进行选择,不得超过最高转速值。至于其最低转速,在正常使用条件下,并没有严格的限制,但对于某些要求转速均匀性和稳定性很高的场合,则最低转速不得低于50r/min。
(6)最低、最高工作温度 液压泵的最低工作温度一般根据油液黏度随温度降低而加大来确定。当油液黏稠到进口条件不再保证液压泵完全充满时,将发生气蚀。抗燃液压油的密度大于石油基液压油,有时低温黏度也更高。许多抗燃液压油含水,如果压力低或温度高则水会蒸发。因此,使用这些油液时,泵进口条件更加敏感。常用的解决办法是用辅助泵给主泵进口升压,或把泵进口布置成低于油箱液面,以便向泵进口灌油。液压泵的最高允许工作温度取决于所用油液和密封的性质。超过允许温度时,油液会变稀,黏度降低,不能维持高载荷部位的正常润滑,引起氧化变质。根据制造厂规定,柱塞泵和马达的工作油温范围为-25~80℃。
(7)最低、最高工作介质黏度 必须选择合适牌号(黏度)的油液,才能充分发挥泵的工作性能。黏度总是在正常压力(大气压力)下测定的。在高压情况下,黏度-压力关系会导致黏度增大(在40MPa压力下,黏度会增加一倍),这是应予考虑的。在起动的短时间内,高黏度是允许的,但也不是没有限制,一般要低于会损坏机组的值。
ν起动≤10-3m2/s
在100%负荷下,必须保证有十分适宜的运行黏度:(www.xing528.com)
ν运行=(16~100)×10-6m2/s
可以获得最高效率和经济性的最佳运行黏度为
ν最佳=(16~36)×10-6m2/s
基于上述理由,高压力运行的系统要求较高的黏度,大流量的系统则要求较低的黏度。润滑的需要限制了黏度最低值为
ν最小≥1×10-5m2/s
常用液压流体的黏度范围为10-4~10-5m2/s。
上述所列并非全部。然而,不同的要求的确表明了一点,即任何一个液压变量泵或液压变量马达,不可能在满足设计要求方面全面达到最优的程度。因此,在不同的设计准则下,会有不同类型的液压变量泵或液压变量马达供选用,其共同的一点在于,液压变量泵或液压变量马达都是按照容积式的原理来运行的。
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