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液压油泵原理类型及应用详解

发布时间:2023-05-04来源:广东宇川液压机械有限公司

 

介绍本文将深入探讨液压泵。
本文将提供有关以下主题的更多详细信息:
液压泵原理
液压泵的类型
液压泵的应用和优势
以及更多…

第一章:液压泵原理

本章将讨论什么是液压泵、它们的构造以及它们的工作原理。

什么是液压泵?
液压泵是液压系统中的机构,可将液压流体从一个点移动到另一个点,从而开始产生液压动力。液压泵有时被错误地称为“液压”泵。

它们是液压领域的一个重要整体装置,是一种特殊的动力传动装置,它控制运动流体在压力下传递的能量,并将其转化为机械能。用于传输液压流体的其他种类的泵也可称为液压泵。液压系统的应用范围很广,因此它们在许多商业、工业和消费公用事业中非常重要。

“动力传输”指的是通过技术将能量转化为对实际应用有益的形式的完整过程。机械动力、电力和流体动力是构成动力传动领域的三大分支。流体动力包括使用移动气体和移动流体来传输动力。液压系统被认为是流体动力的一个子类,它侧重于流体的使用而不是气体的使用。另一个流体动力领域被称为气动,它专注于用压缩气体储存和释放能量。

液压泵的构造

“帕斯卡定律”适用于密闭液体。因此,为了使液体以液压方式起作用,它们必须包含在系统中。液压动力单元或液压动力单元是一种利用液压液体的受限机械系统。尽管具体的操作系统各不相同,但所有液压动力装置都共享相同的基本组件。储液罐、阀门、管道/管道系统、泵和执行器是这些组件的示例。同样,尽管它们具有多功能性和适应性,但这些机制在所有液压动力单元的核心相关操作过程中协同工作。

液压泵油箱

液压油箱的功能是容纳一定体积的液体,从系统中传递热量,允许固体污染物沉淀,并帮助从液体中释放水分和空气。

 

液压泵

通过液压泵将机械能转变为液压能。这是通过作为传输介质的液体的运动来实现的。所有液压泵都按照相同的基本原理运行,即在阻力负载或压力下分配流体体积。

 

液压泵阀

液压阀用于启动、停止和引导系统中的液体流动。液压阀由阀芯或提升阀芯制成,可以通过液压、气动、手动、电动或机械方式驱动。

 

液压泵执行器

帕斯卡定律的最终结果是液压致动器。这是液压能转换回机械能的点。这可以通过使用液压缸将液压能转化为直线运动和做功或使用液压马达将液压能转化为旋转运动和做功来实现。液压马达和液压缸,如液压泵,有各种子类型,每一种都用于特定的设计用途。

 

液压动力如何运作

液压的本质可以在一个基本的物理事实中找到:流体是不可压缩的。(因此,流体比可压缩气体更像固体)流体不可压缩的本质使其能够非常有效地传递力和速度。这个事实可以用“帕斯卡原理”的一个变体来概括,该原理指出几乎所有施加在流体任何部分上的压力都会传递到流体的每个其他部分。换句话说,这一科学原理表明,施加在流体上的压力在所有方向上的传输都是一样的。

此外,通过流体传递的力能够随着它的移动而倍增。在稍微抽象一点的意义上,由于流体是不可压缩的,加压流体在移动时应该保持恒定的压力。压力在数学上被定义为作用于每个特定面积单位的力 (P = F/A)。该等式的简化版本表明,力是面积和压力的乘积 (F = P x A)。因此,通过改变液压系统内各个部件的尺寸或面积,可以相应地调整作用在泵内的力(更大或更小)。压力保持恒定的需要是导致力和面积相互镜像的原因(基于收缩或增长)。活塞比第二个活塞大五倍的液压系统可以证明这种力-面积关系。

水力学建立在流体的化学性质和压力、面积和力之间的物理关系之上。总的来说,液压应用允许人类操作员产生和施加巨大的机械力,几乎不需要体力。在液压系统中,油和水都用于传递动力。另一方面,油的使用要普遍得多,部分原因是它具有极强的不可压缩性。

液压泵的工作原理

  • 油箱的主要功能是储存未被处理的液压油。
  • 泵启动并传输液压系统内的流体流。
  • 管子或软管移动由泵传输的粘性流体。流体然后通过该管道装置输送到液压缸。
  • 执行器将液压能转换为机械能。
  • 泄压阀通过调节执行器的输出并在必要时将液体重新引导回储液器来防止压力过大。方向控制阀用于改变液压流体流动的大小和方向。

选择液压泵时应考虑什么

虽然液压动力传输在广泛的专业应用中非常有用,但仅依赖一种类型的动力传输通常是不明智的。相反,最有效的策略是组合各种动力传输(气动、液压、机械和电气)。因此,液压系统必须谨慎地嵌入到特定商业应用的整体动力传输策略中。有必要投资寻找可信赖且技术娴熟的液压制造商/供应商,他们可以帮助制定和实施整体液压战略。

选择特定类型时,必须考虑液压泵的预期用途。这很重要,因为一些泵可能只执行一种功能,而其他泵则具有更大的灵活性。

泵的材料

在应用环境中还必须考虑泵的材料成分。气缸、活塞和齿轮通常由铝、不锈钢或钢等耐用材料制成,可以承受反复泵送的持续磨损。这些材料不仅要能够承受工艺,还要能够承受液压油。复合流体通常包含油、聚亚烷基二醇、酯、丁醇和腐蚀抑制剂(尽管在某些情况下使用水)。这些流体的工作温度、闪点和粘度不同。

泵功能

除材料外,制造商还必须比较液压泵的操作规格,以确保预期使用不超过泵的能力。液压泵功能中的许多变量包括最大工作压力、连续工作压力、马力、工作速度、动力源、泵重量和最大流体流量。还应比较长度、杆延伸和直径等标准测量值。由于液压泵用于升降机、起重机、电机和其他重型机械,因此它们必须满足严格的操作规范。

液压驱动系统的低效率

重要的是要记住,任何液压驱动系统产生的总功率都会受到各种低效因素的影响,为了充分利用系统,必须考虑这些因素。例如,众所周知,液压驱动器内存在的气泡会改变系统内部能量流的方向(因为能量在气泡压缩过程中被浪费在通往执行器的路上)。使用液压驱动系统需要找出不足之处并选择最佳部件以减轻其影响。液压泵是启动液压程序的液压系统的“发电机”侧(与完成液压程序的“执行器”侧相反)。无论差距如何,所有液压泵都负责排出液体体积并通过管道系统将其从储液罐输送到执行器。某种形式的内燃系统通常为泵提供动力。

第 2 章:液压泵的类型

虽然液压泵的操作通常是相同的,但这些机制可以分为基本类别。有两种类型的液压泵需要考虑:齿轮泵和活塞泵。径向和轴向柱塞泵是柱塞泵的类型。轴流泵产生直线运动,而径向泵产生旋转运动。齿轮泵类别进一步细分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。

每种类型的液压泵,无论活塞或齿轮,都是双作用或单作用的。单作用泵只能在一个方向上拉、推或提升,而双作用泵可以在多个方向上拉、推动或提升。

叶片泵

叶片泵是正排量泵,可在变化的压力下保持恒定的流量。它是一种自吸泵。它被称为“叶片泵”,因为叶片的作用使液体加压。

 

该泵具有可变数量的叶片,安装在转子上,该转子在腔内旋转。这些叶片的长度可以是可变的,并且可以张紧以在泵汲取动力时保持与壁的接触。该泵还具有泄压阀,可防止泵内的压力升高损坏泵。

液压齿轮泵

内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵是液压齿轮泵的两种主要类型。外啮合齿轮泵有两个正齿轮,正齿轮均外置。内啮合齿轮泵也有两个正齿轮,两个齿轮的正齿轮都布置在内部,一个齿轮在另一个齿轮内旋转。

两种类型的齿轮泵在每次齿轮旋转时都输送恒定量的液体。液压齿轮泵因其多功能性、有效性和相当简单的设计而广受欢迎。此外,由于它们可以多种配置获得,因此它们可用于广泛的消费、工业和商业产品环境。

液压柱塞泵

液压柱塞泵是使用水力(也称为水力)将水输送到比原始水源更高的水位的循环机器。这种液压泵类型仅由移动或落水的动量提供动力。

 

柱塞泵是一种常见的液压泵类型,尤其是在其他类型的液压水泵中。液压柱塞泵用于在废物管理、农业、污水处理、管道、制造和工程行业中输送水,但只有大约百分之十用于运行泵的水到达计划的终点。

尽管存在这一缺点,但使用水电而不是外部能源为这种泵提供动力使其成为发展中国家的重要选择,因为这些国家为电动泵提供动力所需的燃料和电力供应有限。水电的使用还显着降低了工业工厂和工厂的能源消耗。只有两个活动部件是液压油缸的另一个优势,这使得在有自由落水或流水的区域安装相当简单。水量及其下降速度对泵的成功具有重要影响。在选择水泵和水源的位置时,务必牢记这一点。长度、尺寸、直径、最小和最大流速以及操作速度都是需要考虑的重要因素。

液压水泵

液压水泵是将水从一个位置移动到另一个位置的机器。因为水泵用于许多不同的应用,所以有许多液压水泵变体。

水泵在各种情况下都很有用。液压泵可用于将水引导到工业中需要的地方,水通常是工业过程或产品中的一种成分。水泵对于为家庭供水至关重要,尤其是在未与大型污水管路相连的农村住宅中。商业环境需要水泵将水输送到高层建筑的上层。在所有这些情况下,液压水泵都可以由燃料、电力或什至手动驱动,就像液压手动泵的情况一样。

发达经济体的水泵通常是自动化的,由电力驱动。在缺乏可靠且具有成本效益的电力和燃料来源的发展中经济体中,经常使用替代泵送工具。例如,液压柱塞泵可以在不使用电力或燃料的情况下将水输送到偏远地区。这些泵仅依靠移动的水流和适当配置的阀门、管道和压缩室的数量。

电动液压泵

电动液压泵是用电来运转的液压液体传动机械。它们经常用于将液压液体从储液器传输到执行器,如液压缸。这些致动机构是各种液压机械的重要组成部分。

有几种不同类型的液压泵,但每种类型的定义特征是使用加压流体来完成工作。例如,在液压水泵的特定实例中,利用水的自然特性将水从一个位置输送到另一个位置。液压齿轮泵和液压活塞泵以相同的方式工作,以帮助驱动机械系统中的活塞运动。

尽管这些泵机构中的每一个都有很多种,但它们都是由电力驱动的。在这种情况下,电流流过电机,使泵系统内的叶轮或其他设备转动,从而产生压差;这些压差水平使流体能够流过泵。这种类型的泵系统可用于将液压液体引导至工业机器,例如商用设备,如电梯或挖掘机。

液压手动泵

液压手动泵是利用手动操作执行器产生的机械力的流体传动机械。手动操作的致动器可以是杠杆、肘节、手柄或任何其他部件。液压手动泵用于液压流体分配、水泵送和各种其他应用。

液压手动泵可用于各种任务,包括液压液体导向直升机和其他飞机的回路、仪器校准和液压缸中的活塞致动。这种类型的液压手动泵使用手动动力使液压流体处于压力之下。它们可用于测试各种设备中的压力,例如软管、管道、阀门、洒水器和热交换器系统。手动泵非常易于使用。

每个液压手动泵都有一个连接到泵的杠杆或其他致动手柄,当拉动和推动时,会使泵系统中的液压液体减压或加压。在液压机的例子中,这个动作为泵所连接的设备提供动力。水泵的启动导致液体从源头抽出并转移到另一个位置。只要液压技术用于商业行业,液压手动泵就将保持相关性,因为它们简单易用。

12V液压泵

12V 液压泵是依靠电池或电机提供的 12 伏直流电工作的液压动力装置。这些是专门设计的过程,与所有液压泵一样,应用于商业、工业和消费场所,通过加压粘性液体将动能转化为有益的机械能。这种转换后的能量被用于各种行业。

 

液压泵通常用于在机动和车辆机器中拉动、推动和提升重物。液压水泵也可以由 12V 电池供电,用于将水移出或移入所需位置。这些电动液压泵很常见,因为它们使用小型电池供电,便于携带。废物清除系统和车辆有时需要这种便携性。除了便携式和紧凑型型号外,选项还包括可变安培小时产品、可充电电池泵和可变重量。

虽然使用不可充电的碱性 12V 液压泵,但可充电的液压泵更为常见,因为它们可以实现连续流动。更多的考虑因素包括最小排放流量、最大排放压力、排放尺寸和入口尺寸。由于 12V 电池能够从地面泵送 150 英尺,因此必须为给定用途选择合适的泵。

气动液压泵

气动液压泵是一种液压动力装置,它使用压缩空气来刺激泵机构,从加压液体中产生有用的能量。这些设备也被称为气动液压泵,应用于各种行业,以最小的初始力协助提升重物和运输材料。

与所有液压泵一样,空气泵也以相同的组件开始。液压液体通常是油基或水基复合材料,需要使用储液器。流体通过连接到该储罐的软管或管道从储罐移动到液压缸。液压缸装有一个活塞系统和两个阀门。液压流体吸入阀允许液压液体进入,然后通过关闭将其截留。排放阀是释放高压流体流的点。除了包围活塞一端的液压缸外,空气液压泵还有一个连接的气缸。

活塞的突出端由压缩空气压缩机或气缸中的空气作用。当气缸为空时,液压缸中的弹簧系统将活塞推出。这会产生真空,将流体从储液器吸入液压缸。当空气压缩机处于压力下时,它会接合活塞并将其更深地推入液压缸并压缩液体。重复这种泵送动作,直到液压缸压力高到足以通过排放止回阀强行推出流体。在某些情况下,它连接到喷嘴和软管,重要的部分是加压流。其他用途是利用这种水流的能量来拉动、提升和推动重物。

液压柱塞泵

液压活塞泵使用类似柱塞的设备通过气缸传输液压液体,成功地为机器增加压力,使其能够拉动、提升和推动重物。这种类型的液压泵是挖掘机、挖掘机、装载机、挖掘机和起重机等重型机器的动力源。柱塞泵用于各种行业,包括汽车、航空、发电、军事、船舶和制造业,仅举几例。

液压活塞泵很常见,因为它们能够提高能源使用效率。由手或脚踏板驱动的液压手动泵可以将 4.5 磅的力转换为 100 磅的负载移动力。电动液压泵的压力可达 4,000 PSI。由于容量差异很大,因此必须仔细考虑所需的使用泵。还必须考虑其他几个因素。运行速度、特定任务电源、泵重量和最大流体流量的标准和定制配置广泛可用。还应考虑杆延伸长度、直径、宽度和高度等测量值,特别是当要安装液压活塞泵代替当前的液压活塞泵时。

液压离合器泵

液压离合器泵是包括离合器总成和泵的机构,使用户能够施加必要的压力以分离或接合离合器机构。液压离合器被设计成连接两个轴并将它们锁定在一起以相同的速度旋转或分离轴并允许它们根据需要以不同的速度旋转以减速或换档。

液压泵

液压泵将液压能转换为机械能。液压泵是专门设计用于商业、工业和住宅区的机器,用于从不同的粘性液体加压中产生有用的能量。液压泵是用于移动流体的极其简单而有效的机器。“Hydraulic”实际上经常被拼错为“Hydralic”。液压泵依靠液压缸提供的能量为不同的机器和机构提供动力。

有几种不同类型的液压泵,所有液压泵都可以分为两大类。第一类包括无需辅助动力源(如电动机和气体)辅助即可工作的液压泵。这些液压泵类型可以利用流体的动能将其从一个位置传输到另一个位置。这些泵通常称为柱塞泵。液压手动泵从不被视为柱塞泵,尽管它们的工作原理相似。

 

第 3 章:液压泵的应用和优势

本章将讨论液压泵的应用和优势。

液压泵的应用/

建筑、挖掘、汽车制造、农业、制造和国防承包行业只是在正常日常程序中应用液压动力的操作的几个例子。由于液压技术的使用如此普遍,因此液压泵被广泛用于各种机器和行业也就不足为奇了。在使用液压机械的所有情况下,泵都具有相同的基本功能:它们将液压流体从一个位置输送到另一个位置,以产生液压能量和压力(与执行器一起)。

电梯、汽车制动器、汽车升降机、起重机、飞机襟翼、减震器、劈木机、摩托艇转向系统、车库千斤顶和其他产品都使用液压泵。液压泵在建筑工地最常见的应用是大型液压机械和不同类型的“非公路”设备,如挖掘机、翻斗车、挖掘机等。液压系统用于其他环境,例如海上工作区和工厂,为重型机械提供动力、切割和弯曲材料、移动重型设备等。

液压泵的好处

液压系统的使用通常在整个动力传输领域提供多种好处。其中一些好处包括:

泵效率

流体在液压系统中的不可压缩特性允许操作员以有效和高效的方式产生和应用机械动力。实际上,液压系统中产生的所有力都会作用于预期目标。

液压系统可定制性

由于面积、压力和力 (F = P x A) 之间的关系,修改液压系统的力就像改变其组件的大小一样简单。

液压泵简单

液压系统可以在与许多机械和电气系统相同的水平上传输能量,同时总体上要简单得多。例如,液压系统可以很容易地产生直线运动。相反,大多数电气和机械动力系统需要中间机械步骤才能将旋转运动转换为直线运动。

系统紧凑性

液压系统通常比它们的机械和电气系统更小,同时产生等量的功率,从而提供节省物理空间的好处。

物理多功能性

由于其基本设计(泵通过某种管道系统连接到执行器),液压系统可用于广泛的物理环境。液压系统也可用于电气系统不实用的环境(例如水下)。

系统安全

通过消除电气安全隐患,使用液压系统代替电力传输提高了相对安全性(例如爆炸、电击)。

发电

液压泵可以产生的功率量是一个显着的、明显的优势。在某些情况下,液压泵产生的功率是电动泵的十倍。一些液压泵(例如活塞泵)的成本高于普通液压元件。然而,这些缺点可以通过泵的功率和效率来减轻。尽管成本相对较高,但活塞泵因其强度和输送高粘性流体的能力而备受推崇。

液压泵的缺点

处理液压液体很麻烦,修复液压泵中的泄漏也很困难。在高温区域泄漏的液压油可能会着火。爆裂的液压管路可能会造成严重伤害。液压油也具有腐蚀性,尽管有些比其他的要小。液压系统需要频繁和密集的维护。系统中经常需要具有高精度的零件。如果功率很大,管道无法承受液体传递的功率,液体承受的高压也可能造成工作事故。

液压泵安全标准

  • 液压泵只能用于其预期目的。
  • 操作系统前必须进行详细检查。
  • 如果系统超过额定工作温度、压力迅速下降或停止工作,则必须立即关闭系统。
  • 不得将手、手臂、脸或其他肢体放在运动部件中或靠近运动部件。
  • 必须始终穿戴适当的个人防护装备。
  • 在开始泵维护之前,必须遵循正确的锁定程序。
  • 必须验证人员是否接受过正确操作泵的适当培训。
  • 液压泵在运行或操作时绝不能无人看管。

液压泵维护

尽管液压系统没有电气或机械系统复杂,但它们仍然是复杂的系统,应谨慎处理。在与液压系统接触时,避免与液压系统发生身体接触是一项基本的安全预防措施。即使不使用液压机,系统内的主动液体压力也可能是危险的。

不合适的泵会导致工作场所发生机械故障,从而造成严重且代价高昂的后果。尽管泵故障在历史上一直是不可预测的,但新的诊断技术不断改进以前仅依赖振动信号的检测方法。测量排放压力使制造商能够更准确地预测泵的磨损。流量传感器很容易集成到现有系统中,从而提高了液压泵的安全性和多功能性。

结论

液压泵是液压系统中的设备,可将液压流体从一个点移动到另一个点,从而启动液压动力生产。它们是液压领域的整体重要装置,是控制运动流体在压力下传递的能量并转化为机械能的一种特殊的动力传动装置。液压泵分为齿轮泵和柱塞泵两大类。径向和轴向柱塞泵是柱塞泵的类型。轴流泵产生直线运动,而径向泵产生旋转运动。建筑、挖掘、汽车制造、农业、制造和国防承包行业只是在正常日常程序中应用液压动力的操作的几个例子。