Główne parametry i powszechne problemy pompy hydraulicznej
1.6.5 zjawisko uwięzionej ropy i środki rozładunkowe
(1) Proces roboczy pompy hydraulicznej o dodatnim przesunięciu jest zazwyczaj podzielony na trzy etapy: najpierw ciecz jest zasysana przez próżnię generowaną przez zwiększenie objętości komory ssącej oleju (etap ssania oleju), następnie ciecz jest odprowadzana do systemu przez zmniejszenie objętości komory odprowadzania oleju (etap odprowadzania oleju). Tutaj głównie analizuje się zjawisko uwięzionego oleju i jego środki odciążające.
Zgodnie z podstawową zasadą działania pompy hydraulicznej, gdy pompa hydrauliczna znajduje się w etapie pośrednim, jej komora robocza znajduje się w obszarze uszczelnienia przejściowego między komorami ssania oleju a komorami odpływowymi, co zatrzymuje część oleju w obszarze uszczelnienia i tworzy objętość zatrzymanego oleju. Wraz z obrotem pompy hydraulicznej, ruch zgniatacza spowoduje okresowe zmiany w objętości zatrzymanego oleju: gdy objętość zatrzymanego oleju maleje, ciśnienie oleju wzrasta, powodując dodatkowe okresowe obciążenie łożyska i innych komponentów pompy, co prowadzi do uderzeń i hałasu, powodując nagrzewanie się oleju; gdy objętość zatrzymanego oleju wzrasta, ciśnienie maleje (lokalne podciśnienie) z powodu braku uzupełnienia oleju, może wystąpić kawitacja i kawitacja. To jest zjawisko zatrzymanego oleju. Zatrzymany olej jest zjawiskiem szkodliwym, zmniejsza wydajność pompy hydraulicznej, skraca żywotność pompy, dlatego musimy starać się je wyeliminować.
Aby wyeliminować zjawisko uwięzionego oleju, należy podjąć odpowiednie środki rozładunkowe w strukturze. Zasada polega na tym, aby zmiana ciśnienia w objętości uwięzionego oleju była jak najbardziej dostosowana do ciśnienia, gdy komory ssania i rozładunku oleju są połączone, przy zapewnieniu efektywności objętościowej.
(2) Środki rozładunkowe, ponieważ komora robocza pompy hydraulicznej znajduje się pomiędzy komorami ssącymi i tłocznymi, gdy jest w etapie środkowym, istnieją trzy możliwe sytuacje: pokrywa ujemna, pokrywa zerowa i pokrywa dodatnia.
① Negatywne pokrycie, znane również jako pozytywne otwarcie, oznacza, że gdy komora robocza znajduje się pomiędzy komorami ssania oleju a komorami wydobycia, komora robocza będzie z nimi komunikować się. W tym czasie komora robocza nie wytworzy uwięzionego oleju, ale spowoduje dużą wewnętrzną utratę, co obniży wydajność objętościową, dlatego struktura negatywnego pokrycia zazwyczaj nie jest stosowana.
② Zero cover, also known as zero opening, refers to the situation that when the working cavity is between the oil suction and oil discharge cavities, the working cavity is just sealed and the oil suction and oil discharge cavities are just separated. In this case, the oil pressure in the working chamber rises from the oil suction pressure to the oil discharge pressure or drops from the oil discharge pressure to the oil suction pressure step by step, thus causing pressure shock and noise, which is the phenomenon of trapped oil.
③ Pozytywne pokrycie, znane również jako negatywne otwarcie, odnosi się do sytuacji, w której komora robocza jest uszczelniona przez pewien czas, co z pewnością prowadzi do zjawiska uwięzienia oleju. Jednakże, tak długo jak zjawisko uwięzionego oleju jest rozsądnie wykorzystywane, zjawisko ciśnienia można wyeliminować. Dlatego tego rodzaju struktura pozytywnego pokrycia oraz środki rozładunkowe oparte na tej strukturze są powszechnie stosowane w pompach hydraulicznych, a konkretna struktura różni się w zależności od typu pompy.
Na przykład, pompa zębatowa znajduje się z przodu i z tyłu pompy, pokrywa końcowa wewnętrznej powierzchni rowka rozładowczego odpowiada obszarowi uwięzionego oleju, podczas gdy pompa tłokowa osiowa znajduje się w płycie zaworowej z trójkątnym rowkiem lub otworem olejowym.
1.6.6 pulsacja przepływu
Zgodnie z kinematyką pompy hydraulicznej, chwilowy przepływ większości pomp teoretycznie nie jest stały (z wyjątkiem pompy śrubowej) i występuje pulsacja przepływu. Pulsacja przepływu ma bezpośredni wpływ na wydajność i żywotność komponentów hydraulicznych oraz systemów. Im większa amplituda fluktuacji chwilowego przepływu, tym gorsza stabilność ruchu aktuatora hydraulicznego. W przypadku systemu zasilania olejem z wieloma pompami, synchronizacja pulsacji może zwiększyć amplitudę i pogorszyć wydajność. Pulsacja chwilowego przepływu spowoduje również pulsację ciśnienia, co może prowadzić do uszkodzenia zmęczeniowego wału napędowego, łożyska, rury, złącza i uszczelki pompy hydraulicznej i silnika. Ponadto, gdy częstotliwość pulsacji chwilowego przepływu jest bliska lub zgodna z naturalną częstotliwością zaworu upustowego, może również wystąpić zjawisko rezonansu zaworu.
Flow pulsation is generally evaluated by flow non-uniformity coefficient, i.e
(1-16)
Where (qinst) max -- the maximum theoretical instantaneous flow of hydraulic pump;
(qinst) min -- minimalna teoretyczna chwilowa wydajność pompy hydraulicznej.
Im mniejszy jest współczynnik niejednorodności przepływu δ, tym mniejsze są pulsacje przepływu lub tym lepsza jest teoretyczna jakość przepływu chwilowego.
Częstotliwość pulsacji przepływu jest związana z parametrami strukturalnymi, takimi jak prędkość pompy i liczba ściskaczy (takich jak liczba zębów przekładni pompy zębatej, liczba łopat wirnika pompy łopatkowej, liczba tłoków pompy tłokowej itp.). Różne typy pomp lub pompy tego samego typu o różnych rozmiarach geometrycznych mają różne pulsacje przepływu.