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慧讲堂:泵车轴向柱塞变量泵作用介绍

时间:2019-06-24 15:27

慧讲堂:泵车轴向柱塞变量泵作用介绍
 4.1、柱塞泵:靠柱塞在缸体中的往复运动时造成的密封工作容积的变化来实现  吸油和排油的
               分类:按柱塞和柱塞缸的排列方式,分轴向柱塞泵与径向柱塞泵
                           按其配流方式分:a,直接配流。如:外啮合齿轮泵
                                                          b,配流盘配流。如:叶片泵、轴向柱塞泵
                                                           c ,单向阀配流。如:单柱塞泵,三柱塞泵
                                                          d,配流轴配流。如:径向柱塞泵
               轴向柱塞泵按机构分为:斜盘式和斜轴式
               轴向柱塞泵按流量输出特征分为:定量和变量的
柱塞泵的特点:
1.       工作压力高;最高可达100MPa;
2.       流量范围大,加大柱塞直径或增加柱塞的数目;
3.       改变柱塞的行程可改变流量;
4.       柱塞主要件均受压,寿命长,体积小功率大
缺点:对液压油污染度要求高,吸油性能差
4.2、斜盘式轴向柱塞泵:
1主要零件组成:主轴、柱塞缸体、柱塞、配流盘、滑靴、斜盘、弹簧等等
             2 泵的控制方式
伺服控制:手控、液控、电液控
排量改变方法:调整斜盘与主轴的倾斜角度,引起柱塞行程和变化
3结构要点
3.1滑靴与斜盘
柱塞底部液压力将滑靴紧密压紧在斜盘上,压力过大,磨损加剧,烧坏
采用反压的方法平衡液压力,压紧系数m=1.05-1.10,同时提高润滑性能。
3.2缸体与配流盘
缸体对配流盘的压紧力F有:定心弹簧的预压力、腰形孔产生的压力
配流盘的反推力  压紧系数 m=1.02-1.08,
配流盘外做为辅助支撑面
设有阻尼孔和盲孔,消除困油现象及减少液压冲击
3.3 柱塞与缸体
轴向力 与柱塞底部的液压力平衡
侧向力 通过柱塞传给缸体,它可使缸体倾斜,限制倾角小于20
4  、 三对摩察副材料
柱塞:20Cr40Cr
配流盘:  Cr12Mn5
斜盘: Cr15
  缸体套及滑靴:青铜
 如果在液压油液或泄油管路中发现有铜屑,则液压泵已损坏!
 
4.3、常用力士乐(Rexroth)A11VLO  为斜盘式轴向柱塞变量泵----用于开式液压回路
该泵带有恒功率控制装置(LR)、压力截流阀(D)和电控变量控制阀。
 电控面板上油泵排量旋  钮由小到大范围内调节时,主油泵排量跟随在0~Vmax范围内变化。
职能符号、结构、油口分布见下图:


泵车柱塞泵
4.4、常用力士乐(Rexroth)A4VG  斜盘式轴向柱塞变量泵----用于闭式液压回路,该泵为双向变量泵,带内置补油泵,内置补油溢流阀调定压力3.5  Mpa。
   A  、型号说明、职能符号、结构、油口分布见下图:

           
泵车柱塞泵符号意义
    

B、闭式主油泵工作原理
图2是主油泵的剖面图
 

工作时传动轴
工作时传动轴3带动缸体2旋转,当斜盘4倾角为零时,柱塞5与缸体2之间没有轴向相对运动,液压泵没有压力由输出;当斜盘4倾角为正时,柱塞5与缸体2之间有轴向相对运动,柱塞外伸时吸油,柱塞内缩时压油,吸油和压油经过配流盘8的配流窗口进行分配,分别通向吸油口和压油口;当斜盘4倾角为负时,吸油口和压油口互相颠倒。
变量机构1可以通过外部控制手段(如压力控制、电比例控制等)实现斜盘倾角的无级调节,从而控制执行元件的工作速度。
这种闭式回路双向变量泵可以实现液压执行元件的交替动作,特别适合用在泵送系统驱动主油缸往复交替工作。
C、闭式液压泵的特点
(1)无级变量
该液压泵为用于闭式回路的斜盘式轴向柱塞泵,流量为公式为
Q =n·q·ηv
n ——转速。
q ——排量,与斜盘倾角成正比。
ηv——容积效率,取0.95。
当油泵最高转速为nmax=2500rpm,最大排量qmax=125ml/r时,则单泵最大流量为Qmax=297l/min,双泵合流流量为594l/min。
假如主油缸内径140mm,活塞杆直径80mm,输送缸内径230mm,经计算可得泵车最大输送次数为28.6次/分,最大输送量为143.5m3/h。如果不计油泵内部泄漏损失,则最大理论输送次数为30次/分,最大理论输送量为150m3/h。
主泵排量控制路线为:
遥控器排量旋钮档位—→控制器输出电流—→比例减压阀出口压力—→液压泵的伺服阀阀芯行程—→液压泵的伺服缸活塞杆行程—→斜盘倾角—→液压泵排量—→混凝土输送量。
(2)液流流动方向切换平稳
斜盘摆过中位的过程,也是排量由大到小、由小到大的变化过程,在斜盘摆过中位的瞬间,排量为零,与开式系统液压阀全流量换向相比,液压冲击很小,所以该液压泵可以较平稳地改变液流方向,实现主油缸交替泵送动作平稳切换。
(3)压力参数设定
图3是主油泵的液压原理图。
   

该泵在高压油侧配备两个
该泵在高压油侧配备两个高压溢流阀(实为安全阀),保护液压系统,避免超载运行。溢流阀设定压力根据管路系统承压能力不同可以设定不同的值,我公司泵车主泵高压溢流阀设定压力为320 bar。在泵的上部还配有一个低压溢流阀,用于限定辅助泵|(补油泵)工作压力。
各阀在液压泵上的安装位置见图4。

低压溢流阀的压力设定
低压溢流阀的压力设定(补油压力设定):
在主泵Fa口接测压接头和压力表(量程60bar),挂工作挡油泵正常运行,观察压力表的指针位置,这时拧松低压溢流阀调整螺杆锁紧螺母,顺时针或逆时针拧动调整螺钉,直至压力表指针指向35bar时为止,拧紧锁紧螺母,调整完毕。
高压溢流阀的压力设定:
挂工作挡油泵正常运行,排量控制旋钮旋到最大位置。
点动主油缸,使某一侧主油缸憋压(关闭主油缸末端U型管),观察泵送压力表(量程600bar)的指针位置,这时拧松另一侧高压溢流阀调整螺杆锁紧螺母,顺时针或逆时针拧动调整螺钉,直至憋压时压力表指针指向320 bar时为止,拧紧锁紧螺母,调整完毕。然后用同样方法调整另一侧高压溢流阀压力到320 bar。
(4)补油泵的补油功能
在两侧的高压溢流阀上,各反向并联了一个单向阀,补油泵通过它起到向系统低压侧(回油)补充新油的作用(高压侧单向阀关闭)。
为了系统散热,系统通过冲洗阀溢流进行换油,因此为了补充冲洗阀的溢流损失,在液压泵内部通轴安装了一个排量为28.3ml/r的齿轮泵(补油泵)。
 
(5)补油泵提供伺服阀的控制油与伺服缸的工作油
该补油泵出油还有两个分支:
一路经伺服阀,最终通向伺服缸两端油口,作为伺服缸换向的动力来源(工作油路);
另一路经Ps口通向比例减压阀,伺服阀两端油口,作为伺服阀换向的动力来源(控制油路)。
这两路液压油取自这里的原因,是因为管路连接短、压力稳定性好,控制精度高。
4.闭式液压泵的工作要求
(1)液压油要求
本液压泵要求使用矿油型液压油,液压泵工作时的油液黏度推荐为16~36 mm2/s。液压油的黏度关系到液压泵的工作效率和使用寿命。液压泵推荐按图5进行黏度选择。当工作油温为50℃时,液压油的黏度应该选择46号。当工作油温为60℃时,液压油的黏度应该选择68号。目前公司生产的泵车统一使用的液压油是美孚AW46液压油,运动黏度平均值为46mm2/s。

另外,由于每种液压油都有不同的粘温特性,液压油的黏度会随油温的高低发生变化。限制如下:当油温较高时(如
另外,由于每种液压油都有不同的粘温特性,液压油的黏度会随油温的高低发生变化。限制如下:当油温较高时(如+115℃),运动黏度平均值不得小于5mm2/s;当油温较低时(如-40℃),运动黏度平均值不得大于1600mm2/s。
液压泵内温度最高的地方是泄漏油的地方,对于本液压泵,由于轴封材料为丁腈橡胶,所以泄漏油的油温不得大于90℃。如果油温大于90℃,必须使用氟橡胶轴封。
(2)各油口工作压力范围:
补油泵的补油压力:最低20bar。
补油泵的吸油压力:绝对压力≥0.8bar。也就是真空度≤0.2 bar,吸油过滤器上的真空表指针不能超过绿区;冷启动时,由于油液温度较低,允许绝对压力≥0.5bar,即真空度≤0.5 bar,经怠速运转,绝对压力≥0.8bar后,才允许提高发动机转速。

壳体压力:
壳体压力:T1、T2油口为泄油口,允许泄油绝对压力为4 bar,相对压力为3 bar;启动时,允许短时泄油绝对压力为5 bar。泄油压力过高会造成油封泄漏。
设置两个泄油口的目的,是为了适应液压泵的不同安装方向,只要保证总有一个泄油口朝上即可,这样可以排掉壳体里的空气,保证运动零件之间都有润滑油膜,防止出现烧泵现象。
(3)液压油清洁度
按NAS 1638标准,要达到9级,见表2-1。
按ISO4406标准,要达到18/15,见表2-2。
表2-1 NAS1638污染度等级(100ml中的颗粒数)

污染度等级 颗粒尺寸范围(μm)
5~10 10~25 25~50 50~100 >100
8 64000 11400 2025 360 64
9 128000 22800 4050 720 128
10 256000 45600 8100 1440 256
18  /  15
                                 1ml油液中尺寸大于15μm的颗粒数等级
                 1ml油液中尺寸大于5μm的颗粒数等级
下表为ISO4406规定的油液污染度等级数码和相应的颗粒浓度。

表2-2  ISO4406污染度等级数码    
每毫升颗粒数 等级数码
大于 上限值
250000 500000 19
130000 250000 18
64000 130000 17
32000 64000 16
16000 32000 15
8000 16000 14
如果液压油工作温度很高,长时间达到了90℃,那么液压油的清洁度等级必须再提高一级。
泵车上设置了冷却器和高温保护电路,当温度传感器感受到的工作温度达到40℃时,电控系统令冷却风扇开始转动;当工作温度到了85℃时,强制泵送机构停止工作。所以工作温度总在85℃以下,清洁度按NAS 1638的9级或按ISO4406的18/15规定,可以满足工作要求。
为了保证进入主泵液压油的清洁度,在辅助泵吸油口上要设置一个绝对过滤精度为10μm的吸油过滤器。
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