径向液压泵柱塞副接触应力的分析
- 格式:pdf
- 大小:328.40 KB
- 文档页数:5
柱塞泵常见故障原因分析及防备措施柱塞泵作为工业生产中常用的一种泵类,在使用中难免会显现一些故障。
本文将针对柱塞泵的常见故障进行分析,并提出防备措施。
一、泵体磨损或泄漏泵体磨损或泄漏是柱塞泵使用中的一个常见问题。
重要原因是在泵体内部的运动部件(如柱塞、活塞)与泵体接触面耐磨性和密封性的衰减。
这种问题的解决方法一般为更换配件。
防备措施:1. 选用材质好、加工精度高的泵体和配件。
2. 依据工作流量和气压选用合适的泵型。
3. 做好常规维护,定期检查泵体、柱塞等是否有磨损。
二、泵的内部异物在某些情况下,泵内可能会有异物进入泵体内,如铁屑、沙子等。
这些异物在泵内会拦阻运动部件的运动,甚至造成损坏。
防备措施:1. 安装一个合适的滤网,用于过滤杂质。
2. 清除工作地点,在使用前检查杂质。
三、密封和联接处显现问题应力和外部振动等因素可能会导致泵体的密封和联接处显现问题。
防备措施:1. 确保泵体和管道之间的联接处紧固。
2. 定期检查连接处。
四、泵的压力和流量不达标在某些情况下,泵的压力和流量不符合预期或设计要求。
重要原因是泵的设计选择不当或者泵的配件选用不合适等。
防备措施:1.依据系统要求选用合适的泵型,并依据系统要求调整泵的参数,确保泵的性能符合应用。
2.选用合适的配件,如泵座、气缸等。
五、泵的运动部件损坏泵的运动部件包括柱塞、活塞、连杆、齿轮等等。
运动部件的损坏重要来自外界力和耐久性差。
当泵的运动部件被强制损坏时,将需要更换配件。
防备措施:1. 选用材质好、结构合理的运动部件2. 依据泵的要求定期更换配件3. 削减外部对泵的振动综上所述,对于柱塞泵,需要在使用中常常检查和维护和修理,以保证其正常使用和性能表现。
在使用前,需要进行充分的防备、检查和维护,以防备泵显现故障,从而削减生产中的削减不必要的延迟,提高生产效率,保障产品质量。
径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线的精确绘制摘要本文将详细讨论径向柱塞式液压马达接触应力内曲线的精确绘制方法。
首先介绍了径向柱塞式液压马达的工作原理和结构特点,然后探讨了接触应力的概念和重要性。
接着,详细讲解了绘制接触应力内曲线的步骤和方法,并给出了实际案例进行分析和验证。
最后,总结了绘制接触应力内曲线的意义和局限性,并展望了未来的研究方向。
1. 引言径向柱塞式液压马达是一种常用的液压执行元件,广泛应用于各个工业领域。
在马达的设计和优化过程中,了解马达内部的接触应力分布是非常重要的。
接触应力分布的精确绘制有助于我们深入理解马达的工作机理,为马达的设计与改进提供科学依据。
2. 径向柱塞式液压马达的工作原理和结构特点径向柱塞式液压马达是一种将液压能转换为机械能的装置。
其主要由柱塞、缸体、齿轮、轴和阀板等组成。
当液压油通过马达进入柱塞腔时,压力使柱塞向外运动,与马达的内壁发生接触。
柱塞腔的设计和涂层技术能显著影响接触应力的分布。
3. 接触应力的概念和重要性接触应力是指在两个物体接触面上的应力分布情况。
在径向柱塞式液压马达中,接触应力的大小和分布情况直接影响马达的性能和寿命。
准确绘制接触应力内曲线可以帮助我们了解接触面的应力分布规律,为设计和改进提供可靠的数据依据。
4. 接触应力内曲线的精确绘制方法接触应力内曲线的绘制是一个复杂而精细的工作,需要考虑多个因素的影响。
下面将介绍接触应力内曲线绘制的步骤和方法:4.1 数据采集首先,需要采集马达内部的接触应力数据。
可以利用压敏纸、光学薄膜或电阻应变片等先进的测试技术进行测量。
通过在不同工况下的测试,可以得到不同位置和不同载荷下的接触应力数据。
4.2 数据处理采集到的接触应力数据需要进行处理和分析。
可以利用数学建模和计算机仿真等方法,对数据进行拟合和插值,得到接触应力内曲线的数学表达式。
4.3 绘制内曲线根据得到的数学表达式,可以使用绘图软件或编程语言进行曲线绘制。
径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线的精确绘制径向柱塞式液压马达是一种广泛应用的液压元件,而接触应力内曲线的精确绘制对于验证其疲劳性能、优化设计以及提高其可靠性具有重要作用。
下面我们将介绍一些方法来精确绘制径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线。
首先,需要获取液压马达的几何参数和工作条件。
一般来说,液压马达的几何参数可以通过三维扫描仪等设备获得,而工作条件包括液体的压力、流量以及转速等。
这些参数对于接触应力分布和内曲线的绘制至关重要。
其次,需要进行有限元分析模拟。
由于径向柱塞式液压马达内部存在复杂的液压系统和多种材料,直接进行试验难度较大,因此常常采用有限元分析模拟方法来模拟其内部接触应力分布。
通过将几何参数、工作条件等输入到有限元分析软件中,可以得到接触应力的分布情况,并绘制接触应力内曲线。
最后,需要对内曲线进行验证和修正。
绘制完成后,需要对内曲线进行验证和修正。
可以通过试验测量液压马达的应力变化情况,并与有限元分析结果进行比较。
如果存在差异,则需要进行修正,保证其准确性。
在绘制径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线时,还需要注意以下几点:1. 确保输入参数的准确性,包括几何参数和工作条件等。
2. 选择合适的有限元分析软件,并熟练掌握使用方法。
3. 适当选择网格密度和求解精度等参数,确保结果的准确性和可靠性。
综上所述,精确绘制径向柱塞式液压马达等接触应力内曲线是优化设计、提高可靠性的重要手段之一。
需要在确保参数准确性、有限元分析模拟的准确性和修正等方面严格控制,才能绘制出可信的接触应力内曲线。
液压柱塞泵的故障分析与排除液压柱塞泵的故障分析与排除1、输出流量不够或根本不上油:①吸入阻力大:如油箱油位过低,吸油滤清器堵塞吸入管过长及弯头过多等原因,造成吸油通道上沿管路的压力损失和局部压力过大而使输出流量不够,可根据情况予以解决。
②吸油管路裸露在大气中的管接头未拧紧或密封不好,进气,难以形成泵内必要的真空度,大气压力无法将油压入泵内,应使进油管密封可靠,管接头应拧紧,有些泵需要预先灌油再开机。
③不由电机直接带动泵,而用齿轮或皮带间接驱动泵时,泵轴上受到径向力,此力造成缸体和配油盘之间产生楔形间隙,导致单边磨损和压吸油腔一定程度的互通,使流量减少。
设计时应由电机直接驱动泵并用挠性联轴器连接,不要刚性连接,并保证安装同心。
④油泵的定心弹簧折断,使柱塞回程不够或不能回程,引起缸体和配油盘之间失去密封性能。
可更换泵轴定心弹簧。
⑤配油盘与缸体结合面有污染物卡住,或者结合面拉毛,拉有沟槽,应清洗去污,或研磨再抛光配油盘与缸体的结合面。
⑥柱塞与缸体孔之间磨损或拉伤有轴向通槽。
柱塞与缸体孔之间的配合间隙过大。
可研磨缸体孔,电镀柱塞外圆并配合研磨,或更换柱塞,保证二者之间的配合间隙。
⑦对于变量轴向柱塞泵则有两种可能,如果压力不太高时,则可能是油泵内部摩擦等原因,使变量机构不能达到极限位置造成偏角过小所致;在压力较高时,则可能是调整误差所致。
此时,可以调整或重新装配变量活塞及变量头,使之活动自如,纠正调整误差。
⑧拆修装配时,配油盘孔未对正泵盖上安装的定位销,因而相互顶住,不能使配油盘和缸体贴合,造成高低压油短接互通,打不上油,装配时要认准方向,对准销孔,使定位销既插入泵盖内又插入配油盘孔内,另外,定位销太长,也贴合不好。
⑨油温太高,泵的内泄太大,设法降低油温。
⑩系统其他元件的故障造成的泄漏损失大,可在分析原因的基础上分别酌情处置。
⑪②③④⑤⑥2、压力提不高或者根本不升压①输出流量不够或根本不上油会导致压力提不高或根本不上油。
有限元分析方法课程名称有限元分析方法题目柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析学生姓名学号专业机械工程学院机械工程任课教师柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析1. 橡胶密封圈的发展状况柱塞泵中的密封圈多采用V型橡胶密封圈,是典型的往复式柔性密封。
虽然人类对往复式柔性密封的研究有几十年的历史,但是至今对它的认识还很不够。
许多学者发现,在密封的往复行程中,在唇口与密封表面间有一层油膜,使摩擦系数下降。
60年代以后,随着流体动压润滑理论的发展,奥地利的H.Blok认为密封面的润滑问题可设想为滑动轴承流体动压润滑的逆问题,即假设已知压力分布,然后应用雷诺方程来计算油膜厚度、速度分布、剪切应力、泄漏量与摩擦力。
为求得密封表面合理的薄膜形状,首先需要解决的问题是密封柔性元件与刚性表面间的压力分布曲线。
可见,对于柱塞密封圈润滑机理的研究,首先应从柱塞与密封圈间接触应力的确定着手。
但是由于结构和载荷的复杂性,要求得理论解往往是很困难的。
采用有限单元法来计算橡胶密封圈与柱塞间的接触应力是一种有效的方法。
2. 柱塞密封圈的结构如下图1所示,柱塞1受到约束只能作直线往复运动;柱塞密封后压帽2对密封起压紧调节作用;密封体部分由三道橡胶密封圈7和三道PTFE垫环8相间叠置组成,这种结构能保证密封圈依次工作,即当第一道密封圈失去作用后,压差传至第二道密封圈,第二道密封圈也能够起到密封作用,从而提高总的寿命;支承环6是支承V型密封圈的重要部件;压环9的作用是给V型密封圈形成初始压缩量,使其与密封面充分接触,压环的端面宽度应该较腔体宽度稍小,它与柱塞间的间隙约为0.12~0.20mm,这样压力更好地作用于密封唇使其充分张开;密封函体上的小孔5是强制润滑油的入口。
这样可以对含有杂质的油进行过滤,进而起到一定的保护作用。
图1 密封结构及材料3. 橡胶的力学特性橡胶是一种近似不可压缩的高弹性材料,泊松比v随变形量的增加而减少,一般在0.4500~0.4999范围内变化。
液压油泵关键零部件修理与磨损分析一、液压柱塞油泵的磨损情况分析液压油泵内的三大摩擦副为缸体配流表面与配流盘、柱塞与缸孑L、滑靴与斜盘。
当零件高速转动,金属表面相对运动时,金属与金属之间产生接触摩擦,甚至发生粘结和磨损。
同时由于局部高温,造成大尺寸金属氧化物颗粒疲劳剥落,剥落的金属颗粒因无法排出液压油泵壳外而积存在液压液压油泵壳内。
因液压油泵壳充满液压油,沉积的金属颗粒与液压油混杂在一起随液压油泵主轴及缸体的转动又在壳体内旋流漂移,造成液压油泵轴承的加剧磨损,使轴承的回转精度降低,破坏了上述三对摩擦副之间的静液压平衡,从而又加速了磨损。
1、初期磨损阶段液压油泵在制造过程中,各零件金属表面有一定的微观不平度,轴或孑L也存在椭圆度与不直度。
在金属表面发生初期相对运动时,液压油泵零件间相对高速运动,此时摩擦副间会产生轻微的摩擦磨损,零件处于初期磨损阶段。
2、正常磨损阶段经过一段时间的磨合,摩擦副间生成新的精度等级更高的粗糙度,磨损速度减慢。
进入一段相对比较长的稳定使用阶段。
3、异常磨损阶段在此阶段中,金属材料达到疲劳周期的额定寿命,金属表面产生疲劳层。
疲劳层在液压油泵高温高压的使用状态下,金属表层易发生颗粒状脱落,因此,磨损急剧增长,最后导致零件失效。
同时液压油泵的三对摩擦副零件之间的磨损,使零件间的缝隙增大,液压油泵内泄漏量随之增多,油温也相应升高。
二、液压油泵关键零件的修理1、液压泵配流盘修理液压油泵出现故障后,会出现液压油泵压力不够或流量不足等现象,主要是因为用油不清洁或气蚀使配流盘磨损、咬毛,引起配流盘与缸体配流面之间配合不贴切,密封性能降低而造成泄漏。
修磨方法普遍采用手工研磨的方法,研磨可在二级以上精度的平板上进行,以旋磨和直线相结合的方法进行研磨。
研磨时对配流盘施加的压力应均匀,防止研磨量大小不一。
若配流盘已经严重磨损、烧损、零件已退火发黄,则必须更换配流盘。
烧盘的原因是由于缸体和配流盘之间的润滑膜被破坏,而引起金属与金属直接接触。
液压柱塞泵运动副磨损特性研究综述马纪明;黄怡鸿;郭健;史逸尧;宋岳恒【摘要】针对液压柱塞泵的3对主要运动副:柱塞-缸体副(柱塞副)、缸体-配流盘副(配流盘副)、斜盘-滑靴副(滑靴副),对国内外围绕3对运动副磨损特性相关的研究进行了汇总和总结.柱塞泵运动副间隙的润滑形式为粘弹性动力润滑(EHL),磨损特性与油膜、介质、污染、运动副材料及表面形貌等密切相关.主要介绍了柱塞泵运动副的润滑磨损理论研究,影响磨损特性的运动副油膜特性相关研究成果,以及适用于柱塞泵运动副的磨损模型.对比分析了柱塞泵磨损特性研究常用的解析方法、仿真方法、实验方法,介绍了每种方法的优势及局限性.最后对影响柱塞泵运动副磨损特性的关键因素进行了总结,给出了有待解决的问题及研究方案.%The researches on the wear characteristics of three main moving pairs (piston-cylinder pair,cylindervalve plate pair and swash plate-slipper pair) of the hydraulic piston pump are summarized and concluded.The lubrication form of the wear in moving pairs is Elasto-hydrodynamic Lubrication (EHL),and the wear characteristics are mainly affected by the oilfilm,medium,contaminant condition,material and surface characteristics.The researches on the lubricated wear of the moving pairs,the oil film characteristics analyses and the wear models are introduced.The analytical methods,simulation methods and experimental methods are compared.The advantages and limitations of methods are presented respectively.Finally,the key factors that affect the wear characteristics are summarized.The problems to be resolved in this area and the research approach are also proposed.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】11页(P84-94)【关键词】液压柱塞泵;柱塞-缸体副;缸体-配流盘副;斜盘-滑靴副;磨损;仿真;实验【作者】马纪明;黄怡鸿;郭健;史逸尧;宋岳恒【作者单位】北京航空航天大学中法工程师学院,北京100191;北京航空航天大学中法工程师学院,北京100191;海军驻南京地区航空军事代表室,江苏南京211106;北京航空航天大学中法工程师学院,北京100191;北京航空航天大学中法工程师学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TH137实际应用中通常使用的液压柱塞泵类型是斜盘调节式恒压变量轴向柱塞泵,其结构及主要运动副如图1所示。
第5期(总第150期)2008年10月机械工程与自动化M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N N o.5O ct.文章编号:1672-6413(2008)05-0103-03径向柱塞泵高速滑动摩擦副材料的性能分析赵翠萍,贾跃虎,刘良玉,李晶洁(太原科技大学机电工程学院,山西 太原 030024)摘要:对一种新型径向柱塞泵的定子和连杆滑靴这一对高速滑动摩擦副的材料进行了分析,研究发现黄铜材料和锡青铜材料作为径向柱塞泵高速滑动摩擦副的选材不合适;定子材料选用GCr 15,连杆滑靴基体采用38Cr M oA l 且表面渗M oS 2,目前是高速滑动径向柱塞泵摩擦副材料的一种有效选择。
关键词:径向柱塞泵;摩擦副;材料中图分类号:T H322 文献标识码:A太原市科技局“大学生创新创业”资助项目(07010717)收稿日期:2008-01-17;修回日期:2008-04-18作者简介:赵翠萍(1981-),女,山东烟台人,硕士研究生。
1 径向柱塞泵简介由于径向柱塞泵是一种容积式流体机械,容积的改变是靠转子部件和定子部件的紧密接触又相对滑动来实现的,因此在这类机械中存在着许多摩擦副,摩擦副材料选择的好坏关系到液压泵的容积效率、寿命和流量参数的好坏。
新型径向柱塞泵结构示意图见图1。
图1 新型径向柱塞泵结构示意图在滑动轴承中,轴瓦材料可选用黄铜和锡青铜,而高速滑动径向柱塞泵摩擦副就不能用这两种材料。
本文就定子与滑靴这一对摩擦副的选材问题进行研究。
2 常用摩擦副材料2.1 常用滑动摩擦副材料分析常用的定子材料有GCr15、球墨铸铁、普通灰铸铁3种;连杆滑靴材料有锡青铜、铝青铜、铍青铜、38CrM oAl 。
2.2 定子材料GCr 15是一种传统的铬轴承钢,主要用于制造各种轴承的滚珠、滚柱和套圈等,被广泛应用于高速旋转、高负荷的机械零部件,因此要求其必须具有以下几方面的特性: 很高的强度和硬度,一般硬度在HRC62~HRC66之间; 很高的接触疲劳强度; 很好的耐磨性; 具有一定的韧性和对大气、润滑油的抗腐蚀能力。