液壓泵和液壓馬達的選擇
① 應考慮油口的連接方式。一般來說,油口有兩種,螺紋和法蘭。選擇應根據應用情況和條件以及維護的便利性來進行。
② 隨著現代機械設備的小型化和輕量化,在許多應用中,液壓泵所需的功率是否能夠安裝在某個空間內是選擇泵的重要因素,重量也可能發揮相同的作用,例如航空航天設備。
③ 工作介質的質量和清潔度是確保液壓泵及整個液壓系統正常運行並延長泵的使用壽命的關鍵。液壓泵的工作介質通常與整個液壓系統相同。目前,液壓系統的工作介質大多採用礦物液壓油(機械油、渦輪油、普通液壓油等)、阻燃液壓油(水中乳液、油中乳液、水甘油液和磷酸酯液等)和特殊液壓油。工作介質的一般要求如表所示。選擇液壓工作介質時需考慮的因素包括工作環境(可燃性、毒性、氣味等)、工作條件(粘度、系統壓力、溫度、速度等)、油品質量(物理化學指標、相容性、防鏽等)和經濟性(價格、使用壽命等)。在上述因素中,最重要的是介質的粘度。雖然各類液壓元件都已指定使用的液壓液,但液壓泵是整個系統中最嚴苛的部分(不僅壓力、速度和溫度高,還有液體在被泵吸入和壓出時會被剪切)。因此,液壓液的粘度和種類可以根據泵的要求來確定。此時,應主要考慮抗腐蝕性能和耐磨要求。液壓泵的抗磨性能排序為葉片泵 > 活塞泵 > 齒輪泵,因此對於以葉片泵為主泵的液壓系統,應選擇HM油,無論壓力如何;對於以活塞泵為主泵的液壓系統,應選擇HM油,低壓時可選擇HL油。根據泵的要求來確定液壓油的粘度和種類,可以參考以下表格。根據泵選擇的油一般適用於液壓馬達和其他液壓元件(不包括比例閥和伺服閥)。
一般工作媒介要求
序號 | 專案 | 序號 | 專案 |
一 | 適合的黏度:不受溫度變化影響,一般運動黏度 v = (11.5 ~ 41.3) × 10-6m2 / s | 五 | 良好的抗泡沫和抗乳化性能,良好的金屬和密封件相容性。 |
二 | 良好的潤滑性:油潤滑產生的油膜具有高強度以避免乾摩擦 | 六 | 結果顯示,體積膨脹係數低,比熱容和熱傳導係數高,流動點和凝固點低,閃點和點火點高。 |
三 | 純淨質感,無腐蝕性物質及其他雜質 | 七 | 良好的過濾性:工作介質中的顆粒污染物可以輕鬆通過過濾網過濾,以確保高潔淨度 |
四 | 良好的化學穩定性:該油不易氧化,不易劣化,以免產生粘稠沉澱,影響系統運作,且油在氧化後會變得酸性,這會腐蝕金屬表面 | 八 | 它對人體便宜且無害 |
根據液壓泵所選擇的液壓油類型和粘度
液壓泵 類型 | 壓力 / MPa | 運動粘度 V / mm2 · S-1 在 40 ℃ | 適用品種和粘度級別 |
5~40℃ | 40~80℃ |
葉片泵 | <7 | 33~50 | 40~75 | HM 油: 32, 46, 68 |
>7 | 50~70 | 55~90 | HM 油:46,68,100 |
螺杆泵 |
| 30~50 | 40~80 | HL 油: 32, 46, 68 |
齒輪泵 |
| 30~70 | 95~165 | HL油(中高壓用公里數):32,46,68,100,150 |
軸向活塞泵 |
| 四十 | 70~150 | HL 油 (HM 代表高壓): 32, 46, 68, 100, 150 |
徑向活塞泵 |
| 30~50 | 65~240 | HL油(HM為高壓):32,46,68,100,150 |
使用者還可以根據產品樣本中泵製造商提供的油品選擇圖來選擇工作介質。圖 g 顯示了液壓泵的油品選擇圖,該圖給出了溫度範圍(橫坐標)(- 25 ~ 90 ℃)、運動粘度的限制範圍(縱坐標)(LO ~ 100 mm2 / s)以及最佳工作粘度範圍(Vopt)(圖中的陰影部分)(Vopt = 16 ~ 36 mm2 / s)。最小粘度 Vmin = 10mm2 / S 是在 90 ℃ 油溫下短時間的粘度,最大粘度 Vmax = 100mm2 / S 是在短時間冷啟動下的粘度。為了正確選擇液壓油,必須提前知道(計算)工作溫度(開路)與液壓系統油箱中油的環境溫度之間的關係。所選擇的油應確保在工作溫度範圍內工作粘度位於最佳範圍(Vopt)內。一般來說,在每種情況下應選擇可能的高粘度級別。例如,在某一環境溫度下,油箱的工作油溫為 60 ℃,在最佳工作粘度範圍(Vopt)內的相應粘度為 HM46 和 HM68,則選擇 HM68 液壓油。使用油品選擇圖時,應注意殼體的排油溫度不一定高於油箱的油溫,這受到泵的工作壓力和速度的影響。然而,系統任何部分的最高溫度不得高於 90 ℃。
由於水壓技術在節能、環保和阻燃方面的優勢,純水壓技術在近年來得到了迅速發展。國外有一系列的液壓泵和液壓馬達可供選擇,例如丹佛斯液壓泵和液壓馬達(圖 h)、Hauhinco 液壓泵(圖 I)。在使用液壓泵和液壓馬達時,我們應該了解純水工作介質和液壓油之間的性能差異(下表)及其優勢。同時,我們應該注意水介質引起的材料腐蝕和老化、泄漏和磨損、氣蝕和沖擊、振動和噪音等問題。
純水與液壓油的性能比較
表現 | 液壓油 | 純水 |
密度 / 千克 · 立方米 | 850~900 | 一千 |
可壓縮性 / MPa | 7×10^-4 | 5.2×10^-4 |
熱膨脹係數/K-1 | (6.3~7.8) ×10^-3 | 1.8×10^-3 |
比熱容/kJ·kg-1·K-1 | 1.7~2.1 | 4.18 |
熱導率/W·m-1·K-1 | 0.12~0.15 | 0.6 |
黏度/mm²·s⁻¹ | 20~50 | 0.5~1 |
饱和蒸汽压/Pa | 1.2×10^4 | 1.0×10³ |
聲速/m·s-1 | 1330 | 1480 |
潤滑性 | 好 | 差 |
銹蝕性 | 弱 | 強 |
抗燃性 | 差 | 強 |
導電性 | 差 | 強 |
氣味、毒性和儲存特性 | 有味,有的有毒,不便儲存 | 無味、無毒,無需回收 |
④ 經濟 (購買成本) 液壓泵的購買成本將作為選擇條件之一,與其他條件進行權衡。通常,在一定排量的條件下,齒輪泵是最便宜的,柱塞泵是最貴的,而葉片泵則介於兩者之間。
⑤ 適應性是指液壓泵是否能適應用戶的習慣,以及是否可以與類似產品互換。
⑥ 應充分考慮維護的便利性。所使用的液壓泵應易於在車間和現場進行維護,易於找到維修人員並且有足夠的供應。
⑦ 供應和產品歷史應考慮所選擇的液壓泵是否能夠快速獲得,獲得備件需要多長時間,該泵在類似或相似應用中的性能,產品的性能以及生產、使用和驗收的歷史狀況。作為液壓系統的設計師、使用者和維護者,我們應該全面了解國內外液壓泵製造商(公司)的分佈及其產品種類、性能、服務、聲譽以及新舊產品的替換,以實現液壓泵的正確和合理選擇。