المعلمات الرئيسية والمشاكل الشائعة للمضخة الهيدروليكية

创建于03.26

المعلمات الرئيسية والمشاكل الشائعة للمضخة الهيدروليكية

1.6.4 أداء التجويف والشفط للمضخة الهيدروليكية

كما نعلم جميعًا، يُعد الضغط العالي والسرعة العالية وسيلةً مهمةً لتقليل حجم ووزن المضخة الهيدروليكية. ومع ذلك، فإن إحدى عقبات السرعة العالية هي التجويف. تُقيّم مقاومة التجويف لمختلف المضخات من خلال أداء الشفط.

(1) التجويف مشكلة شائعة. تذوب كمية صغيرة من الهواء في السائل الهيدروليكي. أثناء عمل النظام الهيدروليكي، في تدفق السائل، عندما يكون الضغط (الضغط المطلق) أقل من ضغط فصل الهواء للزيت عند درجة الحرارة المقابلة، يترسب الغاز ويشكل فقاعات، تُسمى ظاهرة التجويف. ينقل تدفق السائل هذه الفقاعات إلى منطقة الضغط العالي. تحت تأثير الضغط العالي، تنفجر الفقاعات بسرعة، وينخفض حجمها بشكل كبير ويتكثف. يملأ الزيت عالي الضغط المحيط الحجم بسرعة عالية، مسببًا صدمة هيدروليكية (تُعرف أيضًا باسم مطرقة الماء). يمكن أن يصل ضغط الصدمة إلى مئات الميجا باسكال، مما يسبب اهتزازًا. عندما يتجاوز ضغط الصدمة حد مرونة المادة الملامسة لتدفق السائل، يحدث تلف ميكانيكي على سطح المعدن. قد ينفصل الغاز الحمضي عن تدفق السائل، مما قد يسبب الأكسدة وحتى التفاعل الكهروكيميائي، مما يُسرع من تلف سطح المعدن الناتج عن التآكل. توجد كهوف صغيرة على سطح المنطقة المتضررة، ويبلغ عمق الضرر عدة ملليمترات. بعد التجويف، يصبح السائل عكرًا ويصاحبه ضوضاء، وحتى ينكسر في الحالات الخطيرة.

في النظام الهيدروليكي، حيث يكون الضغط أقل من ضغط فصل الهواء، قد يحدث التجويف. على سبيل المثال، قد تُسبب جميع أنواع صمامات الضغط الهيدروليكية، والأنابيب صغيرة القطر، وما إلى ذلك، ظاهرة التجويف، ولكن الأبرز هي المضخة الهيدروليكية، قلب النظام الهيدروليكي.

يحدث التجويف في المضخة الهيدروليكية أثناء عملية شفط الزيت، لأن الضغط المطلق في منفذ شفط الزيت وحجرة شفط الزيت يكون عادةً أقل من ضغط جوي واحد (0.1 ميجا باسكال). عندما يتغلب الضغط الكلي في حجرة الشفط على جميع أنواع خسائر المقاومة، مثل الفلاتر والأنابيب، ويسرع تدفق السائل لمواكبة حركة العاصر في المضخة، يكون الضغط المتبقي أقل بكثير من ضغط فصل الهواء، مما يؤدي إلى التجويف. ثم تتكثف الفقاعات أثناء عملية تصريف الزيت في منطقة الضغط العالي، مما يؤدي إلى التجويف.

لا يقتصر تأثير التجويف على تقصير عمر المضخة الهيدروليكية وتقليل كفاءتها فحسب، بل يؤثر سلبًا على النظام الهيدروليكي بأكمله ومكوناته الأخرى. لذلك، يجب تجنبه قدر الإمكان.

(2) التدابير لتحسين أداء مكافحة التجويف وأداء الشفط للمضخة الهيدروليكية في تصنيع وإصلاح المضخة الهيدروليكية، والتدابير لتحسين أداء مكافحة التجويف للمضخة الهيدروليكية هي كما يلي: زيادة طول قوس الشفط أو تغيير اتجاه مدخل الزيت لتقليل فقدان مقاومة شفط الزيت أو جعل قوة الطرد المركزي تساعد على امتصاص الزيت؛ اعتماد مواد ذات خصائص ميكانيكية وكيميائية مستقرة نسبيًا (مثل النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ)، وتحسين خشونة سطح الأجزاء يمكن أن يحسن جودة العمل ويزيد من صلابة بعض المواد (مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ).

في استخدام وتشغيل المضخة الهيدروليكية، من أجل تجنب تجويف المضخة الهيدروليكية، يجب اختيار المضخة الهيدروليكية ذات قدرة التحضير الذاتي القوية قدر الإمكان، ومحاولة جعل الحد الأدنى لضغط الشفط (ضغط الشفط الحد) لغرفة شفط الزيت أكبر من ضغط فصل الهواء للسائل (يرتبط ضغط فصل الهواء بنوع السائل ودرجة حرارته وذوبانه في الهواء). تُظهر النتائج المقاسة أنه كلما ارتفعت درجة حرارة الزيت وزادت ذوبان الهواء، زادت ذوبان الهواء كلما ارتفع ضغط الفصل. إن الحد الأدنى لضغط الشفط وسعة الشفط الذاتي هما مؤشران لأداء الشفط للمضخة الهيدروليكية، ويتم تعريفهما على النحو التالي.

① الحد الأدنى لضغط الشفط يضمن امتصاص المضخة الهيدروليكية للزيت بأقصى سرعة. ويُسمى الحد الأدنى لضغط الشفط المسموح به في المضخة الهيدروليكية بضغط الشفط الأدنى.

② قدرة المضخة الهيدروليكية على التحضير الذاتي قادرة على امتصاص الزيت تلقائيًا بمساعدة الضغط الجوي. يجب أن يكون أدنى ضغط شفط (الضغط المطلق) لمضخة المضخة ذاتية التحضير أقل من الضغط الجوي. تُقاس قدرة المضخة ذاتية التحضير عادةً بدرجة الفراغ (الفرق بين الضغط الجوي والضغط المطلق). كلما زادت درجة الفراغ، زادت قدرة المضخة الهيدروليكية على التحضير الذاتي.

لضمان التشغيل العادي للمضخة الهيدروليكية، يجب ألا تكون درجة فراغ منفذ شفط الزيت للمضخة الهيدروليكية كبيرة جدًا، أي يجب ألا يكون الضغط المطلق P2 لمنفذ شفط الزيت للمضخة منخفضًا جدًا، وإلا عندما يكون الضغط المطلق أقل من ضغط فصل الهواء PG للزيت، فإن الهواء المذاب في الزيت سينفصل ويترسب لتشكيل تجويف، مما يؤدي إلى التجويف. لذلك، من الضروري الحد من درجة فراغ منفذ شفط المضخة الهيدروليكية أو زيادة ضغط منفذ الشفط. لذلك، من السهل أن نرى أن التدابير الرامية إلى الحد من درجة فراغ منفذ شفط الزيت أو زيادة ضغط منفذ شفط الزيت للمضخة الهيدروليكية يجب ألا تزيد فقط من قطر أنبوب شفط الزيت، وتقصير طول أنبوب شفط الزيت وتقليل المقاومة المحلية لتقليل (ρ v2g2) / 2 و△ P، ولكن أيضًا الحد من ارتفاع شفط الزيت HS للمضخة الهيدروليكية. يختلف ارتفاع شفط الزيت بأنواع المضخات الهيدروليكية المختلفة، وعادةً ما يكون HS ≤ 0.5 متر. إذا تم تركيب المضخة الهيدروليكية أسفل مستوى سائل خزان الزيت لتشكيل تدفق عكسي (عندما يكون HS سالبًا)، فمن الأفضل تقليل درجة فراغ منفذ شفط الزيت في المضخة الهيدروليكية.

من المثال السابق، يمكن الاستنتاج أنه في حالة وجود سرعة معينة للمضخة الهيدروليكية، ولتجنب التجويف، يجب زيادة الضغط الكلي عند منفذ الشفط قدر الإمكان. ويمكن اتخاذ الإجراءات اللازمة بناءً على الجوانب التالية.

① قم بزيادة قطر أنبوب الشفط للمضخة لتقليل سرعة تدفق السائل.

② حاول تقصير الارتفاع بين المضخة الهيدروليكية ومستوى السائل في خزان الزيت.

③ يتم استخدام مرشح ذو سعة كبيرة في نهاية أنبوب شفط الزيت، ويتم غمر المضخة الهيدروليكية في زيت خزان الزيت (الشكل n) لتقليل فقدان المقاومة.

④ تعتمد مضخة التدفق العالي على خزان زيت مرتفع، أي أن خزان الزيت مثبت فوق المضخة الهيدروليكية (الشكل o)، مما يشكل تدفقًا عكسيًا.

⑤ تُضبط مضخة المساعدة لتوصيل الزيت بضغط معين إلى منفذ شفط المضخة الهيدروليكية الرئيسية. على سبيل المثال، في النظام الهيدروليكي الموضح في الشكل P، تُزوّد المضخة المساعدة 1 منفذ شفط المضختين الهيدروليكيتين الرئيسيتين 2 و3 (اللتين تعملان بنفس المحرك الهيدروليكي 4) بزيت الضغط، ويُضبط ضغط الشفط بواسطة صمام تخفيف الضغط 5. ويُضبط أقصى ضغط تفريغ للمضخة 2 والمضخة 3 بواسطة صمام تخفيف الضغط 6 و7 على التوالي.

⑥ يُستخدم خزان زيت مضغوط، أي أنه يُغلق ويُدخل هواء منخفض الضغط إليه. كما هو موضح في الشكل Q، تركيب ومبدأ عمل خزان الزيت المضغوط: تسحب المضخة الهيدروليكية 2 الزيت من خزان الزيت 9 المغلق تمامًا، ويُملأ بهواء مُصفى وجاف. يُضبط ضغط الشحن (أعلى بقليل من الضغط الجوي) بواسطة صمام تخفيض الضغط 5، والذي يتراوح عادةً بين 0.05 و0.07 ميجا باسكال. ولمنع أي ضغط غير مناسب، يتم ضبط صمام أمان ضغط الهواء 4، ومقياس ضغط التلامس الكهربائي 3، وجهاز الإنذار. نظرًا لأن زيادة ضغط خزان الوقود تزيد من محتوى الهواء في الزيت، فإن خزان الوقود المضغوط يُستخدم فقط في الحالات الخاصة (مثل النظام الهيدروليكي لطائرات الركاب النفاثة، وما إلى ذلك).

⑦ بالنسبة للمضخة المستخدمة في حالات درجات الحرارة المنخفضة، يجب اتخاذ تدابير تسخين للزيت الموجود في خزان الزيت لتجنب التجويف بسبب انخفاض درجة حرارة الزيت واللزوجة العالية.

تجدر الإشارة إلى أن أداء شفط المضخة الهيدروليكية يعتمد فقط على هيكلها. يتميز مدخل مضخة التروس ومضخة اللولب بسلاسة نسبية، مما يُحسّن أداء الشفط. أما مضخة الريشة ومضخة الغطاس، فيتسم أداؤهما بالضعف بسبب مقاومة آلية توزيع صمام المدخل. تكون مقاومة تدفق صمام المدخل هي الأعلى، بينما يكون أداء الشفط هو الأسوأ.

اترك معلوماتك و
سوف نتصل بك.

Phone

WeChat