Główne parametry i powszechne problemy pompy hydraulicznej
1.6.8 równowaga ciśnienia hydrostatycznego
W hydraulicznej pompie zazwyczaj jedna strona ma wysokie ciśnienie, a druga strona niskie ciśnienie, co prowadzi do powstania niezrównoważonej siły hydraulicznej. Ta siła działa na wirnik, łożysko i inne odpowiadające komponenty, co pogarsza zużycie, skraca żywotność pompy i niszczy normalną pracę. Dlatego należy zastosować ciśnienie hydrostatyczne do zrównoważenia. Sposób zrównoważenia różni się w zależności od konstrukcji pompy. Na przykład, zewnętrzna pompa zębatkowa przyjmuje strukturę zrównoważenia siły promieniowej, która prowadzi wysokociśnieniowy olej do obszaru niskiego ciśnienia, lub strukturę, w której otwór wylotowy oleju jest mniejszy niż otwór wlotowy oleju; pompa łopatkowa przyjmuje strukturę, która równoważy siłę promieniową wirnika poprzez parzyste rozmieszczenie okien ssących i wylotowych oleju. W przypadku niektórych pomp hydraulicznych (takich jak pompa tłokowa osiowa), których siły wywołane przez olej wysokociśnieniowy i niskociśnieniowy nie mogą się wzajemnie zrównoważyć, należy to rozwiązać za pomocą łożyska oporowego, co zwiększa rozmiar strukturalny pompy.
1.6.9 para oporu i środki poprawiające jej odporność na zużycie
(1) Typy i wspólne wymagania par ciernych statora, wirnika i ściskacza to trzy główne komponenty pompy hydraulicznej o dodatnim przesunięciu. Gdy pompa hydrauliczna działa, ściskacz porusza się w statorze, a wirnik porusza się w stosunku do ściskacza i statora; lub ściskacz porusza się w wirniku, a ściskacz i wirnik poruszają się wspólnie w stosunku do statora. Dlatego powstaje para par ciernych między dowolnymi dwoma częściami z ruchem względnym. W pompie zębatej, takiej jak ząb i ząb, wierzchołek zęba i obudowa, zębatka i płyta boczna; w pompie łopatkowej, takiej jak łopatka i wirnik, wirnik i płyta portowa, łopatka i stator; w pompie tłokowej osiowej z płytą przechylną, takiej jak tłok i otwór cylindra, cylinder i płyta portowa, ślizgacz i płyta przechylna; w pompie śrubowej, takiej jak gwint i gwint, śruba i obudowa, to wszystko różne rodzaje par ciernych.
Jako kluczowe elementy tych par tarcia są zazwyczaj w warunkach tarcia o wysokiej prędkości względnej i wysokim ciśnieniu kontaktu, ich tarcie i zużycie bezpośrednio wpływają na wydajność objętościową, wydajność mechaniczną, ciśnienie robocze i żywotność pompy, dlatego mają następujące wspólne wymagania.
① Ma dobrą wydajność uszczelnienia, aby zapewnić brak wycieków lub niewielkie wycieki oraz poprawić wydajność objętościową pompy.
② Odtwarzać rolę wspierającą, przenieść pewną ilość siły.
③ Działa niezawodnie w ruchu, z małym zużyciem, dobrą odpornością na zużycie i długą żywotnością.
④ Niska temperatura, niski hałas, brak kawitacji i odporność na uderzenia.
(2) Główne przyczyny zużycia pary tarcia to zużycie adhezyjne i zużycie ścierne.
① Zużycie adhezyjne odnosi się do zużycia między parami tarcia bez pełnego smarowania. Mechanizm tego rodzaju zużycia polega na tym, że dwie metalowe powierzchnie są nierówne, a powierzchnia kontaktu jest bardzo mała, więc specyficzne ciśnienie kontaktu jest wystarczająco duże, aby przekroczyć granicę plastyczności materiału i spowodować deformację plastyczną, co powoduje przyleganie wklęsłych i wypukłych powierzchni metalowych. Gdy dwie metalowe powierzchnie przesuwają się względem siebie, wklęsłe i wypukłe powierzchnie o niższej wytrzymałości na ścinanie są odcinane i powodują zużycie.
Główne środki mające na celu zmniejszenie zużycia przez przyleganie i poprawę odporności na zużycie są następujące: wybór par metalowych, które nie łatwo przylegają do siebie, takich jak pary żelazo-srebro lub żelazo-cyna, a nawet pary żelazo-tworzywo sztuczne, aby utworzyć pary tarcia, zużycie jest małe (na przykład, używając bloku cylindrowego z brązu z oznaczeniem zqai-4 i płyty zaworowej 38CrMoAl do utworzenia par tarcia, zużycie jest bardzo małe); gdy pary żelazo-żelazo lub żelazo-mangan tworzą pary tarcia, zużycie jest małe. W celu zmniejszenia tarcia na powierzchni metalu tworzy się cienka warstwa o niskiej wytrzymałości na ścinanie, taka jak utlenianie, fosforanowanie i azotowanie, które są powszechnie stosowane w produkcji, aby zapobiec korozji i zmniejszyć tarcie; chropowatość powierzchni jest zmniejszona, ale odpowiednia chropowatość jest również korzystna dla tworzenia filmu olejowego smarującego; twardość jest poprawiana.
② Zużycie ścierne odnosi się do zużycia spowodowanego przez twarde cząstki ścierne, takie jak cząstki metalu, pył lub inne zanieczyszczenia, takie jak tlenki, włókna i żywice. Tego rodzaju zużycie występuje w prawie wszystkich parach tarcia, szczególnie w tych z określoną grubością filmu olejowego. Cząstki zużycia pogarszają zużycie powierzchni, pogarszają wydajność i skracają żywotność pary tarcia.
Główne środki mające na celu zmniejszenie lub zapobieganie zużyciu ściernemu to wzmocnienie filtracji i zapobieganie zanieczyszczeniu medium hydraulicznego. Średni rozmiar porów filtra powinien być mniejszy niż szczelina tarcia, która ma być chroniona.
Ponadto należy zapewnić odpowiednie smarowanie dla wszystkich par tarcia. Jak wszyscy wiemy, pary tarcia, takie jak zazębienie kół zębatych pompy zębatej, między wirnikiem a płytą zaworową pompy łopatkowej, między tłokiem a cylindrem pompy osiowej z płytą przechylną, mają wszystkie właściwości samosmarujące, co jest jedną z zalet technologii hydraulicznej. Jednak niektóre elementy w pompie, takie jak łożyska, uniwersalne zawiasy, muszą podjąć pewne środki konstrukcyjne, aby osiągnąć smarowanie.