泵站是液壓系統的心臟,一個性能優良、設計合理的泵站對設備的性能、壽命、使用成本、檢修強度會帶來至關重要的影響。根據我們對所在單位多個液壓系統運行過程中出現的一些問題的分析和總結,就其中泵站設計和維護中存在的部分問題進行進一步匯總,以探討這些問題的根源。
泵站的(de)(de)設計中(zhong),核(he)心部分是(shi)泵、油箱、蓄能器(qi)等元件的(de)(de)設計計算和選型,三者的(de)(de)關系是(shi)相(xiang)互影響(xiang)的(de)(de),同時液壓系統也(ye)受到外在因(yin)素諸如工(gong)作(zuo)環境、溫度、工(gong)作(zuo)節奏的(de)(de)影響(xiang),這些(xie)影響(xiang)對(dui)系統產(chan)生的(de)(de)作(zuo)用是(shi)非(fei)常(chang)大(da)的(de)(de),對(dui)這些(xie)因(yin)素的(de)(de)考慮不全面或不完(wan)善往(wang)往(wang)直接影響(xiang)液壓系統的(de)(de)工(gong)作(zuo)性能。
泵的選(xuan)擇(ze)(ze)一(yi)般的設(she)計準則和習慣是,對(dui)于高壓(ya)系統(tong)選(xuan)擇(ze)(ze)軸向柱塞泵,中(zhong)(zhong)低壓(ya)系統(tong)選(xuan)擇(ze)(ze)葉片泵或齒輪(lun)泵。對(dui)于定量(liang)(liang)泵和變量(liang)(liang)泵的選(xuan)擇(ze)(ze)卻因系統(tong)而異,變量(liang)(liang)泵作為一(yi)種(zhong)可以簡化系統(tong)設(she)計和節能的液壓(ya)源,目(mu)前被廣泛(fan)采用,尤其是在(zai)中(zhong)(zhong)高壓(ya)系統(tong)的設(she)計中(zhong)(zhong)。
油(you)(you)箱(xiang)(xiang)的設計(ji)(ji):油(you)(you)箱(xiang)(xiang)容積以及尺(chi)寸(cun)的設定同(tong)樣會(hui)給系統(tong)帶(dai)來(lai)重(zhong)要的影響(xiang),由于油(you)(you)箱(xiang)(xiang)往(wang)往(wang)聯(lian)接件(jian)又(you)是被聯(lian)接體(ti),有時(shi)還要承載閥臺等(deng)(deng)其他(ta)部件(jian),改動非常困難(nan),因此在(zai)設計(ji)(ji)時(shi)應該引(yin)起足(zu)夠的重(zhong)視。油(you)(you)箱(xiang)(xiang)容積的計(ji)(ji)算除(chu)了根據泵流量進行確定外(wai),還應充分考慮蓄能器、執行元(yuan)件(jian)、管路等(deng)(deng)的儲、排油(you)(you)量,并進行合理的液位控制,在(zai)保證(zheng)系統(tong)性能的前提下充分考慮設備維護檢(jian)修的方便。
往往一(yi)(yi)個液(ye)(ye)壓系(xi)(xi)統的(de)(de)主泵選型確定(ding)以(yi)(yi)后,可以(yi)(yi)根(gen)據(ju)主泵的(de)(de)排(pai)量基(ji)本確定(ding)油(you)(you)(you)箱的(de)(de)容積,除此(ci)之(zhi)外(wai)還應(ying)充分考(kao)(kao)慮(lv)現場(chang)空(kong)間(jian)、主泵、循環泵的(de)(de)排(pai)列安(an)裝(zhuang)方式等(deng)來(lai)進一(yi)(yi)步確定(ding)油(you)(you)(you)箱的(de)(de)尺寸(cun)。應(ying)該說一(yi)(yi)個容積充裕(yu)的(de)(de)油(you)(you)(you)箱可以(yi)(yi)有利于系(xi)(xi)統散熱、油(you)(you)(you)液(ye)(ye)消泡、雜質沉淀或上浮,對系(xi)(xi)統的(de)(de)穩(wen)定(ding)運行創造(zao)有利條件。對于大型開(kai)式液(ye)(ye)壓系(xi)(xi)統來(lai)說,務必充分考(kao)(kao)慮(lv)液(ye)(ye)壓執行元(yuan)件和蓄(xu)能器(qi)等(deng)的(de)(de)儲油(you)(you)(you)量。一(yi)(yi)般(ban)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下,這些元(yuan)件的(de)(de)儲油(you)(you)(you)量不(bu)應(ying)超過油(you)(you)(you)箱總容積的(de)(de)30%,限定(ding)在25%以(yi)(yi)下。否(fou)則,根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)(de)使(shi)用(yong)習慣(guan)常常將油(you)(you)(you)位控制在油(you)(you)(you)箱高度的(de)(de)1/2~2/3左右(you),一(yi)(yi)旦在系(xi)(xi)統未(wei)卸(xie)壓情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下補油(you)(you)(you)較多時,就會(hui)出現油(you)(you)(you)液(ye)(ye)通過油(you)(you)(you)箱外(wai)溢的(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang),致(zhi)使(shi)出現難以(yi)(yi)估(gu)料的(de)(de)系(xi)(xi)統污染。
另外在液壓系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)過(guo)(guo)大的(de)(de)檢修之后,往(wang)往(wang)需要對系(xi)統(tong)(tong)管(guan)路和更換(huan)元件(jian)、蓄能器進(jin)行(xing)充油(you)、排氣等(deng)工作;油(you)箱偏(pian)小會導(dao)致補(bu)(bu)油(you)比例過(guo)(guo)高、油(you)箱液位偏(pian)低的(de)(de)狀況(kuang)(kuang)出(chu)現,有時候需要進(jin)行(xing)二次補(bu)(bu)油(you),而這(zhe)種補(bu)(bu)油(you)的(de)(de)危險(xian)在于一旦系(xi)統(tong)(tong)需要再次檢修時系(xi)統(tong)(tong)油(you)液回流,會出(chu)現油(you)箱溢油(you)的(de)(de)危險(xian)。在選用磁浮式液位計進(jin)行(xing)液位控制時尤(you)其應注意(yi)油(you)箱尺寸的(de)(de)設計,對存在大尺寸或(huo)長行(xing)程液壓缸(gang)的(de)(de)系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)工況(kuang)(kuang)核算,防止出(chu)現因檢修、泄漏(lou)導(dao)致系(xi)統(tong)(tong)油(you)位報警頻繁出(chu)現的(de)(de)現象發生。
循環(huan)過濾、冷卻系(xi)統(tong)的合(he)理(li)選型和(he)布置對(dui)于(yu)控制(zhi)液(ye)壓(ya)(ya)系(xi)統(tong)清潔(jie)度(du)和(he)溫升至關重(zhong)要。隨著大量液(ye)壓(ya)(ya)比例(li)、伺服液(ye)壓(ya)(ya)閥(fa)件在系(xi)統(tong)中的使(shi)用(yong)(yong),循環(huan)冷卻系(xi)統(tong)在控制(zhi)介質污染度(du)方面的作(zuo)用(yong)(yong)應引起了足夠的重(zhong)視。
作為(wei)循(xun)(xun)環系統(tong),應盡(jin)可能將系統(tong)回(hui)(hui)油(you)(you)(you)及時進行循(xun)(xun)環過(guo)濾,以及時控(kong)制油(you)(you)(you)箱(xiang)的清潔(jie)度。對(dui)循(xun)(xun)環系統(tong)的吸(xi)油(you)(you)(you)、回(hui)(hui)油(you)(you)(you)管路合理(li)布(bu)置,避免在油(you)(you)(you)箱(xiang)單側(ce)或局部(bu)(bu)集(ji)中布(bu)置,防止出現(xian)油(you)(you)(you)液局部(bu)(bu)循(xun)(xun)環,導致油(you)(you)(you)箱(xiang)內溫度場分部(bu)(bu)不均勻。
液(ye)壓(ya)油在油箱內的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)流動會限(xian)制循環冷卻(que)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)功能(neng),并進而產(chan)生溫(wen)度(du)(du)檢(jian)測元件信號的(de)(de)(de)(de)不準確。因此循環系統(tong)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)油口應(ying)能(neng)夠方(fang)便的(de)(de)(de)(de)將系統(tong)回油、泵溢流油液(ye)吸(xi)人。高溫(wen)油液(ye)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)滯(zhi)留可以使油箱內部(bu)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)產(chan)生數十度(du)(du)溫(wen)差,不利于保(bao)持系統(tong)長(chang)期穩定(ding)運行和油液(ye)性能(neng)恒定(ding)。
循環濾芯的(de)性能會直接(jie)對系(xi)(xi)統清潔(jie)度(du)(du)產生(sheng)影(ying)響(xiang),主要包括了濾芯的(de)過濾精(jing)度(du)(du)、材質、納污(wu)性能、使(shi)用(yong)壽命(ming)等(deng)。濾芯的(de)過濾比決(jue)定(ding)了過濾精(jing)度(du)(du),而納污(wu)容(rong)量(liang)和壓差(cha)特(te)性將(jiang)影(ying)響(xiang)濾芯的(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)。而在系(xi)(xi)統清潔(jie)度(du)(du)相對穩定(ding)的(de)情況下,上述因(yin)素和濾芯的(de)標稱流量(liang)綜合將(jiang)決(jue)定(ding)濾芯的(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)和更換周期。
因此(ci),在(zai)選擇過濾(lv)器(qi)時(shi)要(yao)全面(mian)(mian)考慮流量(liang)(liang)(liang)因素,尤其是(shi)系(xi)統(tong)回(hui)(hui)油過濾(lv)器(qi)。一方面(mian)(mian)回(hui)(hui)油過濾(lv)器(qi)本身的(de)(de)實際流量(liang)(liang)(liang)不是(shi)恒定(ding)的(de)(de),同時(shi)在(zai)一些季節溫差較大的(de)(de)地區液壓油本身的(de)(de)黏度(du)會有較大的(de)(de)變(bian)化(hua),如果(guo)僅(jin)僅(jin)按照標稱流量(liang)(liang)(liang)選擇會導致(zhi)在(zai)冬季運行設備時(shi)出現堵塞信(xin)號的(de)(de)發生,實際上(shang)(shang)并(bing)沒(mei)有出現堵塞甚至是(shi)新(xin)濾(lv)芯(xin)(xin)。因此(ci),回(hui)(hui)油濾(lv)芯(xin)(xin)應(ying)在(zai)核算流量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)基礎(chu)上(shang)(shang)按照1.5倍以上(shang)(shang)的(de)(de)流量(liang)(liang)(liang)選擇。對于(yu)不采(cai)(cai)用單獨循(xun)環冷卻(que)而利(li)用主泵(一般(ban)是(shi)定(ding)量(liang)(liang)(liang)泵)卸載或系(xi)統(tong)回(hui)(hui)油冷卻(que)的(de)(de)泵站,其回(hui)(hui)油濾(lv)芯(xin)(xin)成為控(kong)制系(xi)統(tong)清潔度(du)的(de)(de)最重要(yao)的(de)(de)元件,應(ying)在(zai)流量(liang)(liang)(liang)、納污能力上(shang)(shang)預留充(chong)分的(de)(de)冗余(yu),并(bing)采(cai)(cai)用雙筒(tong)過濾(lv)器(qi)以便于(yu)設備維護。
在液壓泵站的設計中,根據系統的具體情況合理設計過濾器,實現系統良好的污染控制可以大大降低設備故障率,延長設備壽命。設計中對2個以上同參數元件的選擇應盡量選擇同一型號,使設備在使用中備件管理和檢修更換時更方便。
在泵(beng)站(zhan)的(de)(de)設計和(he)使用過程中,確定(ding)和(he)調整(zheng)一個合理經濟的(de)(de)系(xi)統(tong)壓力及加載(zai)、卸(xie)載(zai)壓力區間,對(dui)系(xi)統(tong)溫度的(de)(de)控制、減少故障和(he)液壓泵(beng)壽(shou)命(ming)的(de)(de)延(yan)長(chang)都有(you)重要影響(xiang)。在泵(beng)站(zhan)的(de)(de)設計中,很多細節性的(de)(de)問題都會對(dui)整(zheng)個系(xi)統(tong)的(de)(de)運行或維護甚至設備性能和(he)壽(shou)命(ming)產生(sheng)重大影響(xiang)。
科學合理的設計計算、優化的布置、優質元件的選用加上對現場實際狀況和設備維護的充分考慮才會實現液壓泵站的完美設計,在功能上和使用上實現設計初衷。