液壓泵站設(shè)計與使用中的注意事項
2018-10-25
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液壓泵站設(shè)計與使用中的注意事項
泵站是液壓系統(tǒng)的心臟，一個性能優(yōu)良、設(shè)計合理的泵站對設(shè)備的性能、壽命、使用成本、檢修強度會帶來至關(guān)重要的影響。根據(jù)我們對所在單位多個液壓系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的一些問題的分析和總結(jié)，就其中泵站設(shè)計和維護中存在的部分問題進行進一步匯總，以探討這些問題的根源。
泵站的設(shè)計中，核心部分是泵、油箱、蓄能器等元件的設(shè)計計算和選型，三者的關(guān)系是相互影響的，同時液壓系統(tǒng)也受到外在因素諸如工作環(huán)境、溫度、工作節(jié)奏的影響，這些影響對系統(tǒng)產(chǎn)生的作用是非常大的，對這些因素的考慮不全面或不完善往往直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。
泵的選擇一般的設(shè)計準則和習慣是，對于高壓系統(tǒng)選擇軸向柱塞泵，中低壓系統(tǒng)選擇葉片泵或齒輪泵。對于定量泵和變量泵的選擇卻因系統(tǒng)而異，變量泵作為一種可以簡化系統(tǒng)設(shè)計和節(jié)能的液壓源，目前被廣泛采用，尤其是在中高壓系統(tǒng)的設(shè)計中。
油箱的設(shè)計：油箱容積以及尺寸的設(shè)定同樣會給系統(tǒng)帶來重要的影響，由于油箱往往聯(lián)接件又是被聯(lián)接體，有時還要承載閥臺等其他部件，改動非常困難，因此在設(shè)計時應該引起足夠的重視。油箱容積的計算除了根據(jù)泵流量進行確定外，還應充分考慮蓄能器、執(zhí)行元件、管路等的儲、排油量，并進行合理的液位控制，在保證系統(tǒng)性能的前提下充分考慮設(shè)備維護檢修的方便。
往往一個液壓系統(tǒng)的主泵選型確定以后，可以根據(jù)主泵的排量基本確定油箱的容積，除此之外還應充分考慮現(xiàn)場空間、主泵、循環(huán)泵的排列安裝方式等來進一步確定油箱的尺寸。應該說一個容積充裕的油箱可以有利于系統(tǒng)散熱、油液消泡、雜質(zhì)沉淀或上浮，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利條件。對于大型開式液壓系統(tǒng)來說，務必充分考慮液壓執(zhí)行元件和蓄能器等的儲油量。一般情況下，這些元件的儲油量不應超過油箱總?cè)莘e的30%，應該限定在25%以下。否則，根據(jù)用戶的使用習慣常常將油位控制在油箱高度的1/2～2/3左右，一旦在系統(tǒng)未卸壓情況下補油較多時，就會出現(xiàn)油液通過油箱外溢的情況，致使出現(xiàn)難以估料的系統(tǒng)污染。
另外在液壓系統(tǒng)進行過大的檢修之后，往往需要對系統(tǒng)管路和更換元件、蓄能器進行充油、排氣等工作;油箱偏小會導致補油比例過高、油箱液位偏低的狀況出現(xiàn)，有時候需要進行二次補油，而這種補油的危險在于一旦系統(tǒng)需要再次檢修時系統(tǒng)油液回流，會出現(xiàn)油箱溢油的危險。在選用磁浮式液位計進行液位控制時尤其應注意油箱尺寸的設(shè)計，對存在大尺寸或長行程液壓缸的系統(tǒng)進行工況核算，防止出現(xiàn)因檢修、泄漏導致系統(tǒng)油位報警頻繁出現(xiàn)的現(xiàn)象發(fā)生。
循環(huán)過濾、冷卻系統(tǒng)的合理選型和布置對于控制液壓系統(tǒng)清潔度和溫升至關(guān)重要。隨著大量液壓比例、伺服液壓閥件在系統(tǒng)中的使用，循環(huán)冷卻系統(tǒng)在控制介質(zhì)污染度方面的作用應引起了足夠的重視。
作為循環(huán)系統(tǒng)，應盡可能將系統(tǒng)回油及時進行循環(huán)過濾，以及時控制油箱的清潔度。對循環(huán)系統(tǒng)的吸油、回油管路合理布置，避免在油箱單側(cè)或局部集中布置，防止出現(xiàn)油液局部循環(huán)，導致油箱內(nèi)溫度場分部不均勻。
液壓油在油箱內(nèi)的局部流動會限制循環(huán)冷卻系統(tǒng)的功能，并進而產(chǎn)生溫度檢測元件信號的不準確。因此循環(huán)系統(tǒng)的吸油口應能夠方便的將系統(tǒng)回油、泵溢流油液吸人。高溫油液的局部滯留可以使油箱內(nèi)部的局部產(chǎn)生數(shù)十度溫差，不利于保持系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行和油液性能恒定。
循環(huán)濾芯的性能會直接對系統(tǒng)清潔度產(chǎn)生影響，主要包括了濾芯的過濾精度、材質(zhì)、納污性能、使用壽命等。濾芯的過濾比決定了過濾精度，而納污容量和壓差特性將影響濾芯的使用壽命。而在系統(tǒng)清潔度相對穩(wěn)定的情況下，上述因素和濾芯的標稱流量綜合將決定濾芯的使用壽命和更換周期。
因此，在選擇過濾器時要全面考慮流量因素，尤其是系統(tǒng)回油過濾器。一方面回油過濾器本身的實際流量不是恒定的，同時在一些季節(jié)溫差較大的地區(qū)液壓油本身的黏度會有較大的變化，如果僅僅按照標稱流量選擇會導致在冬季運行設(shè)備時出現(xiàn)堵塞信號的發(fā)生，實際上并沒有出現(xiàn)堵塞甚至是新濾芯。因此，回油濾芯應在核算流量的基礎(chǔ)上按照1.5倍以上的流量選擇。對于不采用單獨循環(huán)冷卻而利用主泵(一般是定量泵)卸載或系統(tǒng)回油冷卻的泵站，其回油濾芯成為控制系統(tǒng)清潔度的重要的元件，應在流量、納污能力上預留充分的冗余，并采用雙筒過濾器以便于設(shè)備維護。
在液壓泵站的設(shè)計中，根據(jù)系統(tǒng)的具體情況合理設(shè)計過濾器，實現(xiàn)系統(tǒng)良好的污染控制可以大大降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備壽命。設(shè)計中對2個以上同參數(shù)元件的選擇應盡量選擇同一型號，使設(shè)備在使用中備件管理和檢修更換時更方便。
在泵站的設(shè)計和使用過程中，確定和調(diào)整一個合理經(jīng)濟的系統(tǒng)壓力及加載、卸載壓力區(qū)間，對系統(tǒng)溫度的控制、減少故障和液壓泵壽命的延長都有重要影響。在泵站的設(shè)計中，很多細節(jié)性的問題都會對整個系統(tǒng)的運行或維護甚至設(shè)備性能和壽命產(chǎn)生重大影響。
科學合理的設(shè)計計算、優(yōu)化的布置、元件的選用加上對現(xiàn)場實際狀況和設(shè)備維護的充分考慮才會實現(xiàn)液壓泵站的設(shè)計，在功能上和使用上實現(xiàn)設(shè)計初衷。
