關(guān)于液壓泵工作原理

液壓泵是為液壓傳動(dòng)提供加壓液體的一種液壓元件，是泵的一種。雖然不同類(lèi)型的液壓泵的結(jié)構(gòu)大不相同，但是在安裝、使用維護(hù)方面存在許多共同點(diǎn)，如果不規(guī)范操作的話，可能會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生。

液壓泵的功能是把動(dòng)力機(jī)（如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。輸出流量可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)的稱(chēng)為變量泵，流量不能調(diào)節(jié)的稱(chēng)為定量泵。

雖然液壓泵的結(jié)構(gòu)大不相同，但是在安裝與使用方面存在許多共同點(diǎn)。

一、常用液壓泵的種類(lèi)液壓泵

按流量是否可調(diào)節(jié)可分為：變量泵和定量泵。輸出流量可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)的稱(chēng)為變量泵，流量不能調(diào)節(jié)的稱(chēng)為定量泵。

按液壓系統(tǒng)中常用的泵結(jié)構(gòu)分為：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵3種。

齒輪泵：體積較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏較大。

葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、作壓力和容積效率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜。

柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多用於大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和加工精度要求高、價(jià)格貴、對(duì)油的清潔度要求高。

一般在齒輪泵和葉片泵不能滿(mǎn)足要求時(shí)才用柱塞泵。還有一些其他形式的液壓泵，如螺桿泵等，但應(yīng)用不如上述3種普遍。

二、液壓泵的工作原理

柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結(jié)構(gòu)形式；由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術(shù)含量比較高的高效泵，隨著國(guó)產(chǎn)化的不斷加快，徑向柱塞泵必然會(huì)成為柱塞泵應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分．

柱塞泵是往復(fù)泵的一種，屬于體積泵，其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí)，工作室內(nèi)壓力降低，出口閥關(guān)閉，低于進(jìn)口壓力時(shí)，進(jìn)口閥打開(kāi)，液體進(jìn)入；柱塞內(nèi)推時(shí)，工作室壓力升高，進(jìn)口閥關(guān)閉，高于出口壓力時(shí)，出口閥打開(kāi)，液體排出。

帶滑靴結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵是目前使用Z廣泛的軸向柱塞泵，安放在缸體中的柱塞通過(guò)滑靴與斜盤(pán)相接觸，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤(pán)將柱塞從缸體中拉出或推回，完成吸排油過(guò)程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過(guò)配油盤(pán)分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來(lái)改變斜盤(pán)的傾角，通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤(pán)的傾角可改變泵的排量。

雙作用泵工作原理：

它由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配油盤(pán)等組成。定子內(nèi)壁近似橢圓形。葉片安裝在轉(zhuǎn)子徑向槽內(nèi)并可沿槽滑動(dòng)，轉(zhuǎn)子與定子同心安裝。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在離心力的作用下壓向定子內(nèi)表面，并隨定子內(nèi)表面曲線的變化而被迫在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，相鄰兩葉片間的密封工作腔就發(fā)生增大和縮小的變化。葉片由小半徑圓弧向大半徑圓弧處滑移時(shí)，密封工作腔隨之逐漸增大形成局部真空，于是油箱中油液通過(guò)配油盤(pán)上吸油腔吸入；反之將油壓出。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，葉片在槽內(nèi)往復(fù)滑移2次，完成2次吸油和2次壓油，并且油壓所產(chǎn)生的徑向力是平衡的，故稱(chēng)雙作用式，也稱(chēng)平衡式。

單作用式葉片泵工作原理：

主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配油盤(pán)等組成。定子的內(nèi)表面是一個(gè)圓柱形，轉(zhuǎn)子偏心安裝在定子中，即有一個(gè)偏心距e，葉片裝在轉(zhuǎn)子徑向滑槽中，并可在槽內(nèi)徑向滑動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在離心力和葉片根部壓力油的作用下，葉片緊貼在定子內(nèi)表面上，這樣相鄰兩片葉片間就形成了密封工作腔。在其中一邊，葉片逐漸伸出，密封工作腔逐漸增大，形成局部真空，形成吸油；反之，另一邊，形成壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，葉片在滑槽內(nèi)往復(fù)滑移1次，完成1次吸油1次壓油。油壓所產(chǎn)生的徑向力是不平衡的，故稱(chēng)單作用式，也稱(chēng)不平衡式葉片泵。

氣動(dòng)增壓泵工作時(shí)主要是利用大面積活塞端的低壓氣體驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生小面積活塞端的高壓流體?？捎糜趬嚎s空氣及其它氣體,輸出氣壓可通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣壓無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

氣動(dòng)增壓泵利用大面積活塞端的低壓氣體驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生小面積活塞端的高壓流體?？捎糜趬嚎s空氣及其它氣體，輸出氣壓可通過(guò)驅(qū)動(dòng)氣壓無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

多種氣體驅(qū)動(dòng)：壓縮空氣、液化氮?dú)夂凸艿赖獨(dú)?、水蒸氣?/span>

三、液壓泵連接注意事項(xiàng)

液壓泵可以用支座或法蘭安裝，泵和原動(dòng)機(jī)應(yīng)采用共同的基礎(chǔ)支座，法蘭和基礎(chǔ)都應(yīng)有足夠的剛性。特別注意:流量大于（或等于）160L/min的柱塞泵，不宜安裝在油箱上。

液壓泵和原動(dòng)機(jī)輸出軸間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器連接，嚴(yán)禁在液壓泵軸上安裝帶輪或齒輪驅(qū)動(dòng)液壓泵，若一定要用帶輪或齒輪與泵連接，則應(yīng)加一對(duì)支座來(lái)安裝帶輪或齒輪，該支座與泵軸的同軸度誤差應(yīng)不大于Φ0.05mm。

吸油管要盡量短、直、大、厚，吸油管路一般需設(shè)置公稱(chēng)流量不小于泵流量2倍的粗過(guò)濾器（過(guò)濾精度一般為80～180μm）。液壓泵的泄油管應(yīng)直接接油箱，回油背壓應(yīng)不大于0.05MPa。油泵的吸油管口、回油管口均需在油箱Z低油面200mm以下。特別注意在柱塞泵吸油管道上不允許安裝濾油器，吸油管道上的截止閥通徑應(yīng)比吸油管道通徑大一擋。

液壓泵進(jìn)、出油口應(yīng)安裝牢固，密封裝置要可靠，否則會(huì)產(chǎn)生吸入空氣或漏油的現(xiàn)象，影響液壓泵的性能。

液壓泵自吸高度不超過(guò)500mm（或進(jìn)口真空度不超過(guò)0.03MPa），若采用補(bǔ)油泵供油，供油壓力不得超過(guò)0.5MPa，當(dāng)供油壓力超過(guò)0.5MPa時(shí)，要改用耐壓密封圈。對(duì)于柱塞泵，應(yīng)盡量采用倒灌自吸方式。

液壓泵裝機(jī)前應(yīng)檢查安裝孔的深度是否大于泵的軸伸長(zhǎng)度，防止產(chǎn)生頂軸現(xiàn)象，否則將燒毀泵。

四、液壓泵使用注意事項(xiàng)

液壓泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)動(dòng)數(shù)次，油流方向和聲音都正常后，在低壓下運(yùn)轉(zhuǎn)5～10min，然后投入正常運(yùn)行。柱塞泵啟動(dòng)前，需要通過(guò)殼上的泄油口向泵內(nèi)灌滿(mǎn)清潔的工作油。

油的黏度受溫度影響而變化，油溫升高黏度隨之降低，故油溫要求保持在60℃以下，為使液壓泵在不同的工作溫度下能夠穩(wěn)定工作，所選的油液應(yīng)具有黏度受溫度變化影響較小的油溫特性，以及較好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗泡沫性能等。推薦使用L-HM32或L-HM46（GB11118.1—94）抗磨液壓油。

油液需要潔凈、不得混有機(jī)械雜質(zhì)和腐蝕物質(zhì)，吸油管路上無(wú)過(guò)濾裝置的液壓系統(tǒng)，需要經(jīng)濾油車(chē)（過(guò)濾精度小于25μm）加油至油箱。

液壓泵的Z高壓力和Z高轉(zhuǎn)速，是指在使用中短暫時(shí)間內(nèi)允許的峰值，應(yīng)避免長(zhǎng)期使用，否則將影響液壓泵的壽命。

液壓泵的正常工作油溫為15～65℃，泵殼上的Z高溫度一般比油箱內(nèi)泵入口處的油溫高10～20℃，當(dāng)油箱內(nèi)油溫達(dá)65℃時(shí)，泵殼上Z高溫度不超過(guò)75～85℃。

五、更換液壓泵后的注意事項(xiàng)

隨時(shí)注意異?，F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

異常聲音、振動(dòng)或監(jiān)視系統(tǒng)異常信號(hào)等，必定有其原因，一發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象時(shí)，即刻找來(lái)回路圖，按圖索驥，小心觀察異?，F(xiàn)象是否為一時(shí)錯(cuò)誤所造成。評(píng)估需不需要停車(chē)處理。舉凡壓力、負(fù)荷、溫度、時(shí)間、起動(dòng)時(shí)、停止時(shí)都包含了可能產(chǎn)生異?，F(xiàn)象之原因。平時(shí)即應(yīng)逐項(xiàng)分析研討。

液壓泵起動(dòng)后勿立即加給負(fù)荷

液壓泵在啟動(dòng)后須實(shí)施一段時(shí)間無(wú)負(fù)荷空轉(zhuǎn)（約10分鐘~30分鐘），尤其氣溫很低時(shí)，更須經(jīng)溫車(chē)過(guò)程，使液壓回路循環(huán)正常再加予負(fù)載，并確認(rèn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

觀察油溫變化

注意檢查Z高和Z低油溫變化狀況，并查出油溫和外界環(huán)境溫度的關(guān)系，如此才能知道冷卻器容量、儲(chǔ)油箱容量是否與周遭條件，使用條件互相配合，對(duì)冷卻系統(tǒng)的故障排除也才有跡可循。

注意液壓泵的噪音

新的液壓泵初期磨耗少，容易受到氣泡和塵埃的影響，高溫時(shí)潤(rùn)滑不良或使用條件過(guò)荷等，都會(huì)引起不良后果，使液壓泵發(fā)出不正常的影響。

注意檢查計(jì)器類(lèi)的顯示值

隨時(shí)觀察液壓回路的壓力表顯示值，壓力開(kāi)關(guān)燈號(hào)等振動(dòng)情形和安定性，以盡早發(fā)現(xiàn)液壓回路作用是否正常。

注意觀察機(jī)械的動(dòng)作情況（對(duì)于改裝泵）

液壓回路設(shè)計(jì)不當(dāng)或組件制造不良，在起始使用階段不容易發(fā)現(xiàn)，故應(yīng)特別注意在各種使用條件下所顯現(xiàn)出的動(dòng)作狀態(tài)。

注意各閥內(nèi)的調(diào)整

充份了解壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥的使用，對(duì)調(diào)整范圍和極限須特別留意，否則調(diào)整錯(cuò)誤不僅損及機(jī)械，更對(duì)安全構(gòu)成威脅。

檢查過(guò)濾器的狀態(tài)

對(duì)回路中的過(guò)濾器應(yīng)定期取出清理，并檢查濾網(wǎng)之狀態(tài)及網(wǎng)上所吸附的污物，分析質(zhì)、量和大小，如此可觀察回路中污染程度，甚而據(jù)此推斷出污染來(lái)源所在。

定期檢查液壓油的變化

每隔一、二個(gè)月檢查分析液壓油劣化、變色和污染程度的變化，以確保液壓傳動(dòng)媒介的正常。

注意配管部份泄漏情況

液壓裝置配管良否，于運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后即可看出，檢察是否漏油，配管是否松動(dòng)。

新機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)月內(nèi)應(yīng)注意運(yùn)轉(zhuǎn)狀況

在新機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)，應(yīng)把握運(yùn)轉(zhuǎn)狀況檢查，例如機(jī)件的保養(yǎng)，螺絲是否有松動(dòng)，油溫是否有不正常升高，液壓油是否很快劣化，檢查使用條件是否符合規(guī)定等。

液壓泵功率損失原因

液壓泵工作時(shí)存在的功率損失有兩種，一種功率損失是容積損失，另一種是機(jī)械損失。

造成機(jī)械損失的原因

①.液壓泵工作時(shí)，各相對(duì)運(yùn)動(dòng)件，如軸承與軸之間、軸與密封件之間、葉片與泵體內(nèi)壁之間有機(jī)械摩擦，從而產(chǎn)生摩擦阻力損失。這種損失與液壓泵的輸出壓力有關(guān)，輸出壓力愈高，則摩擦阻力損失愈大。

②.油液在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于液體的黏性而產(chǎn)生黏滯阻力，也會(huì)造成機(jī)械損失。這種損失與油液的黏度、泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)，油液越黏、泵的轉(zhuǎn)速越高，則機(jī)械損失越大。

由于上述原因，使泵的實(shí)際輸人功率大于理論上需要的功率。液壓泵的理論輸入功率與實(shí)際輸入功率的比值稱(chēng)為機(jī)械效率，它表明功率損失的程度。液壓泵的輸出功率與輸入功率的比值稱(chēng)為液壓泵的總效率。

造成容積損失的原因

①.容積式液壓泵的吸油腔和排油腔在泵內(nèi)雖然被隔開(kāi)，但相對(duì)運(yùn)動(dòng)同總是存在著一定的間隙，因此泵內(nèi)高壓區(qū)內(nèi)的油液通過(guò)間隙必然要泄漏到低壓區(qū)。液壓油的黏度愈低、壓力愈高時(shí)，泄漏就愈大。

②.液壓泵在吸油過(guò)程中，由于吸油阻力太大、油液太粘或泵軸轉(zhuǎn)速太高等原因都會(huì)造成泵的吸空現(xiàn)象，使密封的工作容積不能充滿(mǎn)油液，也就是說(shuō)液壓泵的工作腔沒(méi)有被充分利用。

由于上述原因，使液壓泵有容積損失。

但是，只要泵的設(shè)計(jì)正確，使用合理，其中的二種原因造成的損失是可以克服的，即可以減少泵的容積損失。

然而，液壓泵工作時(shí)因泄漏所造成的容積損失是不可避免的，也就是泵的容積損失可以近似地看作全部由泄漏造成，使液壓泵的實(shí)際流量總小于理論流量

實(shí)際流量與理淪流量的比值稱(chēng)為容積效率，它表示液壓泵容積損失大小的程度。液壓泵的容積效率表示液壓泵容積損失大小的程度。