恒压变量泵液压系统温升过高的原因及解决措施.pdf

2 01 1年 9月 第 3 9卷 第 1 8期 机床与液压 MACHI NE T00L HYDRAUL I CS S e p ． 2 01 1 V0 1 ． 3 9 No ． 1 8 DO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 1 8 ． 0 3 9 恒压变量泵液压系统温升过高的原因及解决措施 秦小宝，谷峰 ，张振考 莱钢集团淄博锚链有限公 司，山东淄博 2 5 5 0 0 0 摘要分析恒压变量泵液压系统在使用中温升过高的三方面原因压力调整不当、系统元件内泄漏及液压辅件故障， 并提出相应的调整方法及解决措施 ，达到降低温升的目的。 关键词恒压变量 ；温升；压力调整；内泄漏；辅件故障 中图分类号 T H1 3 7 文献标 识码 B 文章 编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 1 81 1 4 2 在船用锚链及海洋 系泊链 制造设备 中 ，液压设备 主要采用液压伺 服系统和节流调速系统 。这 两类 系统 在工作 时 ，执行 机构动作频繁变化 引起 系统 流量显著 变化 ，但同时要求系统压力基本保持不变，因此这两 类 系统一般采用恒压变 量泵液压系统 。这类系统 占该 行业所有液压系统的一半以上，但具显著的节流调速 及经常采用减压回路使得系统的温升过高。尤其在环 境 温度 较高时 ，若使用不 当 ，冷却 系统 也不能保证温 升得到有效控制。过高的温升导致系统容积效率降 低 、内外泄漏增大、静压承载油膜破坏、磨损加剧 ， 甚至控制阀热胀卡死等一系列问题 ，导致机器停机 ， 中断生产。因此 ，对恒压变量泵液压系统温升过高进 行原因分析并制定出防治措施 ，对系统的使用和维护 都非 常重要 。 1 系统压力调整不当引起温升的分析及解决措施 所谓 压力调整不 当是指油泵设定 压力高于卸荷 阀 安全阀设定压力。此 时系统工作压力 由卸荷阀 安全阀设定，油泵打出的流量在执行机构换向间 隙或在节流状况下全部或部分溢流，大量的功率损耗 转换成 系统 温升 。经 过长 期实 践 发 现 ，压 力 调整 不 当在 恒 压 变 量 泵 系 统 中 引 起 的温 升 △ 一 般 大 于 3 0 ℃ 。 以最常见 的恒压变量泵 液压系统为例 ，从油泵到 卸荷阀 安全阀引起温升的因素有 油泵 的容积 效率下降 、通过单 向阀和滤油 器及 管路 的压力 损失 、 卸荷阀 安全阀 内泄漏。因此发热总损耗功率可 表示 为 ypl ∑P油 泵 内 泄 蒲∑P 压 力 损 失∑尸卸 荷 阀 内 泄 漏 1 式 中P为损耗功率 ，k W。 如果压力调 整不 当 ，即油泵打 出的流量在执行机 构换向间隙或在待机状态下全部溢流 ，其发热总损耗 功率可表示 为 ∑P 2 2P 油 泵 内 泄 漏∑P压 力 损 失∑P 卸 荷 阀 内 泄 漏Q卸 2 式中P为损 耗 功率 ，k W；Q为 系 统实 际流 量， L ／ s ；却 为系统 压力 ，M P a 。 比较以上两式所表示总功率的大小，以油泵的容 积效率为9 0 ％为例，∑P 中∑P 油 泵 内 泄 漏 会在油泵为零 偏角状况下稍大于∑尸 中的 P 油 泵 内 泄 漏 ，但其仍然远远 小于 Q项 的系 统实 际 流量 ，所 以 ∑P 为 8～ 9倍 的 ∑P 。 通过 以上 比较 可知 ，压力调整 不当引起的系统功 率损耗更大。解决这一问题 的油泵与卸荷阀 安全 阀 压力 正确调整方法为 1 开机 ，通过恒压变量泵压力调整螺杆将泵 压力调整到小于系统压力 系统压力表读数 ，以下 同 ； 2 将系统中卸荷阀 安全阀调节手柄关死， 即调压弹簧设定压力调到最大； 3 将恒压变量泵压力调整到大于系统压力 2～ 3 MPa； 4 将卸荷阀 安全阀压力调整到大于系统 压力 1～ 2 MP a ，锁死调节手柄 ； 5 将 恒压 变量 泵 压力 调整 到 系统 压力 ，锁死 调节手柄 。 通过 以上调整 ，系统 的溢 流发热被 消除 ，系统温 升降低 。 2 系统元件内泄漏引起温升的原 因及解决措施 系统元件 内泄漏是指元件 内部压力油从高压腔通 过密封间隙泄漏到低压腔，由于液体通过间隙会产生 压降，内泄漏压力损耗会产生显著的温升 ，在恒压变 量泵液压系统 中如果多个元件 内泄漏叠加 ，系统温升 就会超过温升上 限。 从动力源开始 ，第一个 内泄漏 产生大量热量 的元 收稿 日期 2 0 1 0 0 8 3 1 作者简介秦小宝，男，工程师，主要从事机械、液压设备管理。电话1 3 5 8 9 5 8 6 7 8 2 ，Em a i l q x b 2 0 0 5 6 0 7 s o h u ． t o m。 第 1 8期 秦小宝 等 恒压变量泵液压系统温升过高的原因及解决措施 1 1 5 件是液压泵。恒压变量斜盘式轴向柱塞泵由于长期使 用 ，缸筒 与柱 塞 、缸筒与配流盘 、滑靴与斜盘之间 的 间隙增大，容积效率降低，内泄漏增大。在生产实践 中，柱塞泵有时会由于使用不当或油液污染等原因容 积效率从9 5 ％以上降低到 8 5 ％ ，甚至更低，根据功 率损耗公式 PQ 泄 漏 流 量△ p 系 统 压 力 计算，系统的发热 就比较显著。判断油泵容积效率是否明显降低 ，首先 是开机一段时间油泵表面温度会升高，达到 6 5℃以 上 ，或者通过油箱加油 口可观察 到通入 油箱 的油泵泄 油 口流量较大；其次是系统执行机构因油泵容积效率 降低速度会 比以往降低。解决的措施是，当油泵温度 太高时，将油泵相对的两个泄油口并联到系统的回油 管中，对油泵进行强制冷却。如果由于流量减小影响 到执行机构动作，就只能更换油泵配件或者是油泵 了。 其次元件 内泄漏是控 制阀的内泄漏 。原因是阀芯 与阀套长期磨损配合 间隙增大或者 阀体 内部零件损 坏。判断控制阀内泄漏较为直观，凡是内泄漏较大的 阀，其阀体温升一般与内泄漏成正比，而且很多阀由 于内泄漏增大，会出现阀芯振颤引起蜂鸣的现象。方 向阀由于中位较大内泄漏 ，常常会引起油缸的差动误 动作，伺服阀的内泄漏增大 ，动静态响应降低 ，影响 执行机构的动作质量 ，并伴随系统较大温升。控制阀 引起温 升的解 决办法是更换 阀用配件或整只 阀。 再次是液压油缸 的内泄漏会引起系统较大的温 升。油缸内泄漏第一种是活塞与缸筒内壁内泄漏，有 两方面的原因 1 密封圈损坏。一般油缸活塞与 缸筒内壁使用唇形密封圈 ，其损坏主要原因是活塞承 受较大侧向力、密封圈沟槽不合适、配合间隙太大及 密封圈 老化塑性 消失等 引起 的 ； 2 缸筒 与活塞 因 磨损 间隙太 大或者导 向损坏拉 出毛刺形成沟槽引起 大 的内泄漏。油缸第二种 内泄漏是活塞与活塞杆配合 面 的泄漏，其泄漏原因主要是经常使用的 O型圈损坏， 损坏原因是检修安装时 0型圈被剪切坏或沟槽尺寸 不合适 。判 断油缸是 否有 内泄漏有如下方法 如果系 统有多个液压缸执行机构，内泄漏大的油缸缸体及进 出油管会有温度明显高于其他油缸的情况 ，甚至可以 听见油缸 内泄漏声 ，也可 以在油缸带压静止状态 断开 油缸非做 功腔 油 管 ，观 察是 否有 较 多 内泄漏 油 液 涌 出，进而判断油缸状况。油缸内泄漏的解决措施是检 修油缸更换密封圈。 3 液压辅件故障引起温升的原因及解决措施 液压辅件故障也会引起液压系统较高的温升。主 要的辅件故障有 2个方面水冷却器的进出水压差不 大导致的冷却水循环不畅；系统温升太高在冷却器中 形成气阻及污垢堵塞导致冷却水中断。液压辅件故障 引起系统温升，这种情况都可以通过触摸冷却器进出 水管温差进行判断，其解决措施是冷却水管道改造或 冷却器检修。经过长期的实践发现 ，压力油路滤芯堵 塞在其进出油 口形成较大压差也会引起系统温升，这 是 因为油液污染太过严重或 者滤芯过滤精 度太高 ，其 解决的办法是清洗液压站或更换合适的滤芯。 4结束语 在船用锚链或海洋系泊链制造行业的液压设备 中，恒压变量泵液压系统正常使用温升过高的问题通 过以上 3 个类别的原因进行分析，对应排查消除，完 全可以控制系统温升 △ 最高在 2 0℃左右的合理范 围，使其高效运转，保证生产顺利进行。 上接 第 l 1 3页 热处理等特种工序加工时需要对零件隔离放置 ，重点 保护。 2 去 除剩磁 滑 阀阀芯、阀套零件需要 进行磨 削加工 ，磨削加 工后零件 中会保留一定磁性 如不再进行高温加热 到居里点 以上 ，则无法 去除 。带 磁性 的工 件在后 续 n - r _ 及使用中会吸附各类粉屑，因此退磁也是防止滑 阀组件卡紧现象的措施之一。 3 采用规范标准的清洗方法 零件的清洗直接影响滑阀的装配、调试过程，应 该采用规范标准 的清洗 方法 ，明确规定清洗流程 、洗 涤时间等。清洗流程一般采用高温煤油浸泡加压循环 清洗 的方 法。从 环保角度 出发 ，可 以尝试使用一些绿 色环保的清洗剂，如水剂清洗。 4 总结 工艺流程是保证产品质量的关键因素，文中对滑 阀组件中阀套与阀芯的工艺流程进行了分析 ，对工艺 流程 中的关键点进行 了详 细解说 。重点说 明了如何通 过优化关键零件的制造流程，以及采取必要的辅助措 施 ，来减少液压滑阀的卡紧现象。工程实践表明采 用该 工艺流 程进行 零件的加工 ，产 品质量有 了较大 的 改善 。 参考文献 【 1 】张强． 液压换向阀阀芯故障浅析[ J ] ． 流体传动与控制， 2 0 0 6 2 4 6 ， 4 8 ． 【 2 】 马蕾． 液压换 向阀卡紧故障分析 [ J ] ． 机电产品开发与 创新 ， 2 0 0 9 ， 2 2 5 6 3 6 5 ．