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液压泵出口处单向阀安装设置不当造成吸空的故障分析

作者: 大兰液压-标 编辑: DL-TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2019.11.01
信息摘要:
在液压系统中,一般在液压泵的出口处安装一个单向阀,用以防止系统的油液倒流和因负载突变等原因引起的冲击对液压泵造成损害,而单向阀设置不当会引起…

液压系统中,一般在液压泵的出口处安装一个单向阀,用以防止系统的油液倒流和因负载突变等原因引起的冲击对液压泵造成损害,而单向阀设置不当会引起液压泵的吸空故障。

(一)故障现象与排除过程

在调试某液压系统时,液压泵启动后,系统始终没有压力。仔细检查和分析后,判断是液压泵没有流量输出所致,然后将液压泵出口管道接头松开,启动液压泵,果然如此。

为排除故障,解决液压泵没有流量输出的问题,检查后确认:①电动机转向与液压泵旋向相符;②液压泵的进、出油口连接正确;③油箱中油液达到足够高的液位;④油温正常,油液黏度满足液压泵的使用要求;⑤电动机的转速符合液压泵的使用要求。

该泵装置是立式安装,电动机在油箱盖板上面,液压泵在油箱盖板下面,为此将泵装置吊起,对泵的吸入系统进行检查后确认:①吸油管道不漏气;②吸油口过滤器淹没在液面以下足够多;③吸油过滤器没有堵塞,容量足够大;④吸油管道通径足够、不过长,弯头也不多。重新安装后,启动液压泵,仍无流量输出。在吊起泵时,发现液压泵是排量为8mL/r的叶片泵,考虑到小排量叶片泵的自吸能力较弱,就从松开的管接头处沿出油管道向泵内灌油,然后再开机,还是没有流量输出。

液压泵启动前/时的状态

按常规的知识和经验,疑点集中到泵的传动键和泵的本身,于是拆下液压泵并将其解体,仔细检查后确认:①传动键完好,没有脱落也没有断裂;②泵内零件未见异常,叶片运动灵活自如,没有卡住。

液压系统恢复再开机,仍然没有流量输出,究竟是什么原因导致液压泵没有流量输出呢?在反复推敲和分析后,注意到在解体液压泵时泵内没有油液痕迹,直立段的吸油管道内腔下半段有油迹,而上半段没有油迹,这说明:①灌入的油并没有到达液压泵内;②液压泵没有流量输出是泵吸不上油或吸空所致。这时泵出口处的单向阀引起了人们注意,该单向阀直接安装在泵的出油口,从出油管道接头处向泵灌油时,因单向阀阻隔,油液自然到不了液压泵内腔。将单向阀阀芯抽出,不需灌油,一开机液压泵就输出流量了。

(二)故障机理分析

单向阀怎么会引起液压泵的吸空故障呢?根据流体力学原理,在液压泵未启动前,液压泵吸油、压油管道及油液状态如图a所示,此时,P1- P2 - Po。

当液压泵启动时,吸油管道中的一部分空气被抽到出油管道内,吸油管道内的气体质量由mi变为m1 -Δm,压力P1变为po - Δpl;而出油管道中的气体质量由

m2变为mz +Δm,压力p2变为Po +Δp2,这相当于出油管道内的气体被压缩,而吸油管道内形成一定的真空度,如图b所示。

ΔP1 - Po - P1—hρg

h=(Po - Pl)/Pg    (3-1)

式中h-吸油管道内的真空度,m;

Po-大气压力,Pa;

P1-绝对压力,Pa;

o-液体的密度,kg/m3;

g-重力加速度,m/s2。

由式(3-1)可知,吸油管道内的真空度随着其内的绝对压力Pi的降低而增大,当真空度h≥吸油高度h时,液压泵就可以吸入液压油。很显然,这里没有满足h≥ho的条件,原因是什么呢?

液压系统单向阀直接安装于液压泵的出口时,泵的压油窗口到单向阀之间的出油管道的空间十分狭小,这样液压泵的传动组件(叶片副、柱塞副、螺杆副等)从吸油窗口将吸油管道内的气体抽出并经压油窗口压排到出油管道时,这部分气体便受到较大程度地压缩。而泵的传动组件在结束压排时,其工作腔内留有剩余容积,其内残留着受到压缩的空气。当泵的传动组件再次转到吸油窗口时,剩余容积内的压缩空气就会膨胀,部分或全部占据工作腔容积,甚至还会有部分气体又回流到吸油管道内,如此一来就导致无法将吸油管道内的空气进一步抽出,无法使吸油管道内的绝对压力Pi进一步降低,倘若此时真空度尚未满足h≥ho的条件,液压泵就将吸不上油,产生吸空故障。

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