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老规矩,为了节省您时间,咱们直接扒干货,内容较多,为方便淘友们阅读,分两期探讨。本期正文如下:
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两个不同的客户A和B,不同的液压系统,分别配置了博世力士乐的A10VOXXDFR和A10VOXXDRG轴向柱塞泵,工作压力都设定为200bar左右,两泵的控制形式分别为:
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A客户系统使用A10VOXXDFR,液压系统调试时一切正常,设备使用2个月后,泵突然出现异响,接着泵无法建压,打开泄油口发现碎裂的金属物;清洗管路和油箱后,更换新泵,使用不到1个小时再次出现同样问题。该客户反复更换了3台新泵均出现同样故障,每次更换新泵前均对液压系统进行了彻底清洗;
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B客户系统使用A10VOXXDRG,设备运转几个小时出现异响,接着泵无法建压,打开泄油口发现碎裂的金属物;同A客户一样更换新泵前对系统进行了彻底清洗,更换新泵后依然出现同样问题。
从泵内部损坏情况看:回程盘(九孔盘)断裂、滑靴翻边磨圆;缸体配油面磨损(推断为二次损坏);但缸体柱塞孔及预紧力弹簧孔内较干净,说明客户油液清洁度还是可以的。
博世力士乐的产品质量有口皆碑,而且在短时间内同一个设备、同一个位置的泵反复出现同样的问题,客户第一反应是自己使用的问题。可是,客户的设备是成熟的方案,非样机,之前从未出现过类似的问题,客户不怀疑液压系统方案有问题,可是,在使用方面会有什么问题呢?
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《金刚经》有句十分经典的话:凡所有相皆是虚妄,若见诸相非相即见如来。两个客户遇到的故障现象都是回程盘断裂,可这“诸相”背后的“如来”又是谁呢?对,力,回程盘受到了异常的力导致碎裂。当回程盘受到的载荷超出其材料的极限抗拉或屈服强度时,它会塑性变形或断裂。泵在工作时回程盘受到的载荷究竟是什么样的呢?淘友们都知道回程盘的主要作用是将吸油状态的柱塞从缸体柱塞孔中依次拉出,实现泵的吸油。因此回程盘的受力大小近似为吸油状态柱塞的受力大小,只是两者的方向相反。所以,搞清楚柱塞吸油时的受力情况,便能明白回程盘的受力啦。
为了方便理解,我们这里以单根柱塞为例进行分析,如图3所示:
上图中示意出了柱塞在吸油时受力情况,各力的计算如下:
所以回程盘承受的载荷为:
Fh=-(F1+F2+F3+F4)
上面这些公式看上去有些复杂,淘友们无需记住,定性了解一下即可,从中我们能够得到出如下结论:
1:泵壳体压力越高回程盘承受载荷F1越大;
2:泵吸油压力越低回程盘承受载荷F3越大;
3:泵的转速越高回程盘承受的惯性力F2和摩擦力F4越大;
4:泵斜盘摆角越大回程盘承受的惯性力F2越大;
5:柱塞与缸体柱塞孔之间润滑不良,回程盘承受的载荷F4越大;
所以,在博世力士乐A10VO泵的样本中,对泵的吸油压力、壳体压力、油液清洁度及泵的最高转速提出了明确的要求。其中一个重要原因就是确保泵在工作中回程盘承受正常的载荷,以保证泵的使用寿命。
A10VO泵吸油及壳体压力的规定:
1:壳体压力:不能高于2bar(绝对压力),且比吸油压力不能高于0.5bar,同时要高于大气压(即壳体压力不能为负压);
2:吸油压力:最高允许5bar(绝对压力),最低允许的标准值(最大排量,转速为额定转速的90%)0.8bar(绝对压力),最小值与泵的转速和排量相关,三者的关系如图4所示:
图4:A10VO泵允许的最小压力与转速、排量的关系
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通过上面的分析,想必淘友们对柱塞泵回程盘损坏的常规原因有了清晰的认识。因此,我们在设计液压系统时,务必选择合适的泄油管、吸油管,尽量做到壳体泄油直接单独回油箱,严禁泄油管路安装过滤器;吸油管路如果不得己安装过滤器,应选择过滤精度100u,通流能力至少2倍与泵最大流量的粗过滤器。目的就是要确保合适的壳体及吸油压力,唯有这样才能确保泵的性能和寿命。
遗憾的是,上面提到的两个案例中回程盘碎裂并非壳体及吸油压力异常导致。究竟根本的原因是什么?篇幅所限,下一期揭晓答案,欢迎淘友们在留言区交流探讨。
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