Parametri principali e problemi comuni della pompa idraulica

创建于03.26

Parametri principali e problemi comuni della pompa idraulica

1.6.4 cavitazione e prestazioni di aspirazione della pompa idraulica

Come tutti sappiamo, alta pressione e alta velocità sono un modo importante per ridurre le dimensioni e il peso della pompa idraulica. Tuttavia, uno degli ostacoli dell'alta velocità è la cavitazione. La resistenza alla cavitazione di varie pompe viene valutata in base alle prestazioni di aspirazione.

(1) La cavitazione è un problema comune. Una piccola quantità di aria si dissolve nel fluido idraulico. Quando il sistema idraulico funziona, nel flusso del liquido, quando la pressione (pressione assoluta) è inferiore alla pressione di separazione dell'aria dell'olio alla temperatura corrispondente, il gas precipiterà e formerà bolle, il che è chiamato fenomeno di cavitazione. Queste bolle vengono portate nell'area ad alta pressione dal flusso del liquido. Sotto l'azione dell'alta pressione, le bolle scoppiano rapidamente e il volume si riduce notevolmente e si condensa. L'olio ad alta pressione riempie il volume ad alta velocità, formando uno shock idraulico (noto anche come colpo d'ariete). La pressione di impatto può raggiungere diverse centinaia di MPa, causando così vibrazioni. Quando la pressione di impatto è maggiore del limite elastico del materiale a contatto con il flusso del liquido, si verificheranno danni meccanici sulla superficie del metallo. Il gas acido può essere separato dal flusso del liquido, il che può causare ossidazione e persino azione elettrochimica, accelerando così il danno da corrosione della superficie del metallo. Ci sono piccole caverne sulla superficie dell'area danneggiata e il danno è profondo diversi millimetri. Dopo la cavitazione, il liquido diventa torbido e produce rumore, e nei casi più gravi può addirittura rompersi.

Nel sistema idraulico, dove la pressione è inferiore alla pressione di separazione dell'aria, può verificarsi la cavitazione. Ad esempio, tutti i tipi di valvola a farfalla idraulica, tubi di piccolo diametro, ecc. possono produrre fenomeni di cavitazione, ma il più degno di nota è la pompa idraulica, che è il cuore del sistema idraulico.

La cavitazione nella pompa idraulica si verifica nel processo di aspirazione dell'olio, perché la pressione assoluta nella porta di aspirazione dell'olio e nella camera di aspirazione dell'olio della pompa è generalmente inferiore a 1 pressione atmosferica (0,1 MPa). Quando la pressione totale nella camera di aspirazione della pompa idraulica supera tutti i tipi di perdite di resistenza come filtri e tubi e fa accelerare il flusso del liquido per tenere il passo con il movimento dello spremitore nella pompa, la pressione rimanente è facilmente inferiore alla pressione di separazione dell'aria, con conseguente cavitazione. Le bolle si condensano quindi nel processo di drenaggio dell'olio nell'area ad alta pressione, con conseguente cavitazione.

La cavitazione non solo accorcia la durata di vita della pompa idraulica e ne riduce l'efficienza, ma ha anche effetti negativi sull'intero sistema idraulico e su altri componenti. Pertanto, dovrebbe essere evitata il più possibile.

(2) Misure per migliorare le prestazioni anticavitazione e le prestazioni di aspirazione della pompa idraulica nella produzione e riparazione della pompa idraulica, le misure per migliorare le prestazioni anticavitazione della pompa idraulica sono le seguenti: aumentare la lunghezza dell'arco di aspirazione o modificare la direzione di ingresso dell'olio per ridurre la perdita di resistenza all'aspirazione dell'olio o fare in modo che la forza centrifuga aiuti ad assorbire l'olio; adottare materiali con proprietà meccaniche e chimiche relativamente stabili (come rame e acciaio inossidabile) e migliorare la rugosità superficiale delle parti Può migliorare la qualità del lavoro e aumentare la durezza di alcuni materiali (come acciaio al carbonio e acciaio inossidabile).

Nell'uso e nel funzionamento della pompa idraulica, per evitare la cavitazione della pompa idraulica, la pompa idraulica con una forte capacità di autoadescamento dovrebbe essere selezionata il più possibile e cercare di rendere la pressione di aspirazione minima (pressione di aspirazione limite) della camera di aspirazione dell'olio maggiore della pressione di separazione dell'aria del liquido (la pressione di separazione dell'aria è correlata al tipo, alla temperatura e alla solubilità dell'aria del liquido). I risultati misurati mostrano che maggiore è la temperatura dell'olio e maggiore è la solubilità dell'aria, maggiore è la solubilità dell'aria Maggiore è la pressione di separazione. La pressione di aspirazione minima e la capacità di autoaspirazione sono i due indici di prestazione di aspirazione della pompa idraulica, che sono definiti come segue.

① La pressione di aspirazione minima serve a garantire che la pompa idraulica possa normalmente assorbire l'olio alla massima velocità. La pressione minima consentita nell'aspirazione è chiamata pressione di aspirazione minima della pompa idraulica.

② La capacità di autoadescamento della pompa idraulica può assorbire l'olio da sola con l'aiuto della pressione atmosferica. La pressione di aspirazione più bassa (pressione assoluta) di una pompa autoadescante deve essere inferiore alla pressione atmosferica. La capacità di autoadescamento è solitamente espressa dal grado di vuoto (la differenza tra pressione atmosferica e pressione assoluta). Maggiore è il grado di vuoto, maggiore è la capacità di autoadescamento della pompa idraulica.

Per garantire il normale funzionamento della pompa idraulica, il grado di vuoto della porta di aspirazione dell'olio della pompa idraulica non deve essere troppo grande, ovvero la pressione assoluta P2 della porta di aspirazione dell'olio della pompa non deve essere troppo bassa, altrimenti quando la pressione assoluta è inferiore alla pressione di separazione dell'aria PG dell'olio, l'aria disciolta nell'olio si separerà e precipiterà per formare cavitazione, portando alla cavitazione. Pertanto, è necessario limitare il grado di vuoto della porta di aspirazione della pompa idraulica o aumentare la pressione della porta di aspirazione. Pertanto, è facile vedere che le misure per limitare il grado di vuoto della porta di aspirazione dell'olio o aumentare la pressione della porta di aspirazione dell'olio della pompa idraulica non devono solo aumentare il diametro del tubo di aspirazione dell'olio, accorciare la lunghezza del tubo di aspirazione dell'olio e ridurre la resistenza locale in modo da ridurre (ρ v2g2) / 2 e △ P, ma anche limitare l'altezza di aspirazione dell'olio HS della pompa idraulica. L'altezza di aspirazione dell'olio di vari tipi di pompe idrauliche è diversa, generalmente prendendo HS ≤ 0,5 m. Se la pompa idraulica è installata al di sotto del livello del liquido del serbatoio dell'olio per formare un riflusso (quando HS è negativo), è più vantaggioso ridurre il grado di vuoto della porta di aspirazione dell'olio della pompa idraulica.

Dall'esempio sopra riportato si può concludere che, in condizioni di una certa velocità della pompa idraulica, per evitare la cavitazione, la pressione totale alla porta di aspirazione della pompa idraulica dovrebbe essere aumentata il più possibile. Le misure specifiche possono essere prese dai seguenti aspetti.

① Aumentare il diametro del tubo di aspirazione della pompa per ridurre la velocità del flusso del liquido.

② Provare a ridurre l'altezza tra la pompa idraulica e il livello del liquido nel serbatoio dell'olio.

③ All'estremità del tubo di aspirazione dell'olio viene utilizzato un filtro di grande capacità e la pompa idraulica è immersa nell'olio del serbatoio dell'olio (Fig. n) per ridurre la perdita di resistenza.

④ La pompa ad alta portata adotta un serbatoio dell'olio elevato, ovvero il serbatoio dell'olio è installato sopra la pompa idraulica (Figura o), formando un riflusso.

⑤ La pompa ausiliaria è impostata per erogare l'olio con una certa pressione alla porta di aspirazione della pompa idraulica principale. Ad esempio, nel sistema idraulico mostrato nella Figura P, la pompa ausiliaria 1 fornisce olio in pressione all'aspirazione delle pompe idrauliche principali 2 e 3 (entrambe azionate dallo stesso motore idraulico 4) e la pressione di aspirazione è impostata dalla valvola di sicurezza 5. La pressione di scarico massima della pompa 2 e della pompa 3 è impostata rispettivamente dalle valvole di sicurezza 6 e 7.

⑥ Viene utilizzato un serbatoio dell'olio pressurizzato, ovvero il serbatoio dell'olio è chiuso e aria a bassa pressione viene introdotta nel serbatoio dell'olio. Come mostrato nella Figura Q, la composizione e il principio del serbatoio dell'olio pressurizzato: la pompa idraulica 2 aspira l'olio dal serbatoio dell'olio completamente chiuso 9 e il serbatoio dell'olio viene riempito con aria filtrata e asciutta. La pressione di carica (leggermente superiore alla pressione atmosferica) è impostata dalla valvola di riduzione della pressione 5, che di solito è 0,05 ~ 0,07 MPa. Per evitare una pressione impropria, vengono impostati la valvola di sicurezza della pressione dell'aria 4, il manometro a contatto elettrico 3 e l'allarme. Poiché l'aumento della pressione del serbatoio del carburante aumenta il contenuto di aria nell'olio, il serbatoio del carburante pressurizzato viene utilizzato solo per occasioni speciali (come il sistema idraulico degli aerei passeggeri a reazione, ecc.).

⑦ Per le pompe utilizzate in situazioni di basse temperature, è necessario adottare misure di riscaldamento dell'olio nel serbatoio per evitare la cavitazione dovuta alla bassa temperatura dell'olio e all'elevata viscosità.

Va notato che le prestazioni di aspirazione della pompa idraulica sono correlate solo alla struttura della pompa stessa. Il passaggio di ingresso della pompa a ingranaggi e della pompa a vite è relativamente regolare, quindi le prestazioni di aspirazione sono migliori. Le prestazioni di aspirazione della pompa a palette e della pompa a stantuffo sono scarse a causa della resistenza del meccanismo di distribuzione della valvola di ingresso. La resistenza al flusso della valvola di ingresso è la più grande e le prestazioni di aspirazione sono le peggiori.

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