Główne parametry i typowe problemy pompy hydraulicznej
1.6.5 zjawisko uwięzionego oleju i środki zaradcze
(1) Proces roboczy pompy hydraulicznej wyporowej jest ogólnie podzielony na trzy etapy: najpierw ciecz jest zasysana przez próżnię wytworzoną przez zwiększenie objętości komory ssącej oleju (etap ssania oleju), a następnie ciecz jest odprowadzana do układu przez zmniejszenie objętości komory odprowadzającej olej (etap odprowadzania oleju). Tutaj głównie analizowane jest zjawisko uwięzionego oleju i jego środki rozładowujące.
Zgodnie z podstawową zasadą działania pompy hydraulicznej, gdy pompa hydrauliczna znajduje się w fazie środkowej, jej komora robocza znajduje się w przejściowym obszarze uszczelnienia między komorami ssania i tłoczenia oleju, co zatrzymuje część oleju w obszarze uszczelnienia i tworzy uwięzioną objętość oleju. Wraz z obrotem pompy hydraulicznej ruch wyciskacza spowoduje okresowe zmiany w objętości uwięzionego oleju: gdy objętość uwięzionego oleju maleje, ciśnienie oleju wzrasta, powodując dodatkowe okresowe obciążenie łożyska i innych elementów pompy, co powoduje uderzenia i hałas, co skutkuje nagrzewaniem się oleju; gdy objętość uwięzionego oleju wzrasta, ciśnienie spada (lokalne podciśnienie) z powodu braku uzupełnienia oleju, może wystąpić kawitacja i kawitacja. Jest to zjawisko uwięzionego oleju. Uwięziony olej jest szkodliwym zjawiskiem, zmniejszy wydajność pompy hydraulicznej, skróci żywotność pompy, dlatego musimy spróbować go wyeliminować.
Aby wyeliminować zjawisko uwięzionego oleju, należy podjąć niezbędne działania rozładowcze w konstrukcji. Zasada polega na tym, aby zmiana ciśnienia w objętości uwięzionego oleju była jak najbardziej dostosowana do ciśnienia, gdy komory ssące i tłoczące oleju są połączone, w celu zapewnienia wydajności objętościowej.
(2) Środki rozładowcze Ponieważ komora robocza pompy hydraulicznej znajduje się pomiędzy komorą ssącą i tłoczną, gdy jest ona w fazie środkowej, możliwe są trzy sytuacje: przykrycie ujemne, przykrycie zerowe i przykrycie dodatnie.
① Pokrycie ujemne, znane również jako otwarcie dodatnie, oznacza, że gdy komora robocza znajduje się między komorami ssania i tłoczenia oleju, komora robocza będzie się z nimi komunikować. W tym momencie komora robocza nie będzie produkować uwięzionego oleju, ale będzie powodować duży wewnętrzny wyciek, który zmniejszy wydajność objętościową, więc struktura pokrycia ujemnego nie jest na ogół używana.
② Pokrywa zerowa, znana również jako otwór zerowy, odnosi się do sytuacji, gdy komora robocza znajduje się między komorami ssania i wylotu oleju, komora robocza jest po prostu uszczelniona, a komory ssania i wylotu oleju są po prostu oddzielone. W takim przypadku ciśnienie oleju w komorze roboczej wzrasta od ciśnienia ssania oleju do ciśnienia wylotu oleju lub spada od ciśnienia wylotu oleju do ciśnienia ssania oleju krok po kroku, powodując w ten sposób wstrząs ciśnieniowy i hałas, co jest zjawiskiem uwięzionego oleju.
③ Pozytywne pokrycie, znane również jako negatywne otwarcie, odnosi się do sytuacji, w której komora robocza jest uszczelniona na pewien czas, co z pewnością spowoduje zjawisko uwięzienia oleju. Jednakże, o ile zjawisko uwięzionego oleju jest rozsądnie wykorzystywane, zjawisko skokowe ciśnienia może zostać wyeliminowane. Dlatego ten rodzaj pozytywnej struktury pokrycia i środki odciążające oparte na tej strukturze są powszechnie stosowane w pompach hydraulicznych, a konkretna struktura różni się w zależności od rodzaju pompy.
Na przykład pompa zębata znajduje się z przodu i z tyłu pompy, a pokrywa końcowa wewnętrznej powierzchni rowka odciążającego odpowiada obszarowi uwięzionego oleju, podczas gdy pompa tłokowa osiowa znajduje się w płycie zaworowej z trójkątnym rowkiem lub otworem olejowym.
1.6.6 pulsacja przepływu
Zgodnie z kinematyką pompy hydraulicznej, chwilowy przepływ większości pomp nie jest stały w teorii (z wyjątkiem pompy śrubowej) i występuje pulsacja przepływu. Pulsacja przepływu ma bezpośredni wpływ na wydajność i żywotność podzespołów i układów hydraulicznych. Im większa amplituda fluktuacji chwilowego przepływu, tym gorsza stabilność ruchu siłownika hydraulicznego. W przypadku układu zasilania olejem z wieloma pompami synchronizacja pulsacji może zwiększyć amplitudę i pogorszyć wydajność. Chwilowa pulsacja przepływu spowoduje również pulsację ciśnienia, która spowoduje uszkodzenie zmęczeniowe wału przekładniowego, łożyska, rury, złącza i uszczelnienia pompy hydraulicznej i silnika. Ponadto, gdy częstotliwość pulsacji chwilowego przepływu jest bliska lub zgodna z częstotliwością własną zaworu bezpieczeństwa, może również wystąpić zjawisko rezonansu zaworu.
Pulsację przepływu ocenia się zazwyczaj na podstawie współczynnika nierównomierności przepływu, tj.
(1-16)
Gdzie (qinst) max -- maksymalny teoretyczny chwilowy przepływ pompy hydraulicznej;
(qinst) min -- minimalny teoretyczny chwilowy przepływ pompy hydraulicznej.
Im mniejszy jest współczynnik nierównomierności przepływu δ, tym mniejsza jest pulsacja przepływu lub lepsza jest teoretyczna jakość chwilowego przepływu.
Częstotliwość pulsacji przepływu jest związana z parametrami strukturalnymi, takimi jak prędkość pompy i liczba wyciskaczy (takich jak liczba zębów koła zębatego pompy zębatej, liczba łopatek pompy łopatkowej, liczba tłoków pompy tłokowej itp.). Różne typy pomp lub pompy tego samego typu i o różnych rozmiarach geometrycznych mają różne pulsacje przepływu.