萨澳轴向柱塞泵及其应用(3)运行要求
1)输入转速要求
确保在任何工况下泵的工作状态在下面描述的限定范围之内。
最低转速为泵在发动机怠速工况下推荐的最低允许输入速度。低于此速度时泵将无法提供合适液压油以满足系统润滑及能量传递需求。
持续速度为泵在满负荷工作时推荐的最大允许输入速度。泵工作于此限制值下能确保元件的使用寿命。
最高转速为泵允许的最高转速。超过最大允许转速将缩短元件使用寿命,降低静液传动能力及刹车性能。确保在任何工况下泵转速低于此限定值。
对特定应用场合速度限定范围选择见《压力及速度限制》,BLN-9984。
2)系统压力
系统压力指A/B油口之间的相对压力,它是影响液压元件使用寿命的主导因素,大负载引起的高压力将缩短元件的期望寿命。确保在正常工作模式下的系统压力不高于持续压力,以确保元件的使用寿命。
持续压力为系统规律出现压力的平均值。工作于此压力及其以下可确保元件的使用寿命。
最高压力指元件允许承受的最高A/B口间歇相对压差,此压力值由溢流阀设定并与主机最大驱动负载要求有关。确保实际应用中在此限定压力值下驱动负载。
所有压力限定值为基于系统低压侧(补油)压力的相对压力值。表测压力减去低压侧压力为相对压力值。
正常工作条件下,壳体压力不能超过3 bar。在冷启动工况下,瞬间壳体压力不超过5 bar。据此标准选择合适通径的回油管。壳体压力超过这些限定值时可能损坏密封圈、垫圈或壳体而导致液压油外泄漏。因为补油压力及系统压力与壳体压力有关,泵工作性能也可能因而受到影响。
3)液压油的选择
液压油规格见表5。
表5 液压油规格
在特定工作环境下,抗燃液压油同样适用。更多信息请参阅萨澳-丹佛斯产品样本《液压油及润滑》520L0465。
合适的液压油包括:满足DIN 51 524,第二部分(HLP)标准的液压油;满足DIN 51 524,第三部分(HVLP)标准的液压油;满足SAE J183标准API CD,CE及CF等级机油;M2C33F或G级自动变速器油(ATF);满足Allison C3或CaterpillarTO-2测试标准的变速器油Dexron II(ATF);多用途农用油(STOU);优等涡轮机油。
温度及粘度应同时满足系统要求,油液规格数据基于工作液体为石油基液压油给出。最高温度为系统所允许的最高温度允许值,它通常发生在马达壳体泄油口处。系统正常工作温度应不高于额定温度。最高温度基于材料特性给出,应确保系统温度不超过此最大值。
冷液压油一般不会影响传动元件的耐久性,但它可能降低油液的流动性及传递能量的能力。所以应保持系统温度在液压油流点16°C [30°F]以上。最低温度基于元件材料物理特性给出。
为了使马达具有最大工作效率及最长的轴承寿命,液压油应工作于推荐的范围之内。确保在最大环境温度及最恶劣工况下,液压油最低粘度仅在短时间发生。最高粘度往往发生在系统冷启动时,应在系统启动时限制发动机转速,直到系统预热完成。
选择合适的热交换器以确保液压油温度保持在这些限定范围内,推荐通过测试来验证温度保持允许范围之内。
液压油及过滤,为防止元件过早磨损,必须强调只有干净的液压油才能进入静液传动系统回路。
正常工作情况下,建议系统过滤器过滤后油液清洁度能达到ISO4406等级22/18/13(SAE J1165)或更高标准。
过滤器可安装于补油泵进油侧(吸油过滤)或补油泵出油侧(补油压力油过滤),选择的过滤系统应保证液压油清洁度达到ISO4406等级22/18/13标准。过滤器的选择取决于若干因素,如污染物的侵入率、系统产生污染物的情况油液清洁度要求及保养周期等。基于额定效率及能力参数,选配合适的过滤器以满足上述要求过滤器的效率可用一Beta比率1(βX)来衡量。对于简单闭式传动系统或回油过滤开式回路系统,可选用一个β过滤比率范围为β35-45=75(β10≥2)或更高过滤比率的过滤器。对于开式回路系统或由同一油箱供油的带油缸的闭式回路而言,建议选用高效率的过滤器。这同样适用于由同一油箱供油的带齿轮箱或离合器的系统。对于上述这些系统采用压油过滤或回油过滤的典型应用中,可选用一个过滤比虑范围为β15-20=75(β10≥10)或更高标准的过滤器。
不同系统对油液的过滤需求不尽相同,所以针对不同的实际应用,需通过试验来决定合适的系统过滤需求。
补油压力,产品型号代码中的补油压力设定值基于油液温度50°C [120°F]时一定补油流量通过补油压力溢流阀给出。
油箱:油箱的作用除离析出油液中的空气外还为因油液膨胀或压缩、液压缸动作及最小泄漏引起的系统容积变化提供补充油液。油箱设计容量应满足系统各种操作模式下最大回油箱油液需求,且油液能在油箱中停留一段合适时间以便于离析处空气。
建议油箱容积大于补油泵每分钟流量的5/8倍,油箱内液压油体积应大于补油泵每分钟流量的1/2倍,这样可确保在最大回油流量时,油液在油箱中停留30秒以便于离析出油液中的空气。此推荐适用于大多数闭式油箱(无空气滤清器)应用场合。
油箱出口到补油泵入口之间管路应高于油箱底部以充分利用重力分离或阻止外部粗大颗粒通过补油回路进入工作系统。推荐在油箱出口处使用一个125微米的滤筛。油箱进油口(系统回油路)应定位合适以确保油液在低于正常油箱液面下进入油箱,尽可能降低油液中的含气量。
过滤器βx-比率为参照ISO 4572标准给出的过滤器有限性度量值。它被定义为单位体积内大于某个给定直径x(微米级)的颗粒通过过滤器前与通过过滤器后所含数量的比值。
壳体泄油口:壳体回油管路连接(L1或L2)口其中之一,以便将壳体内泄漏液压油返回油箱。应使用二者中最高位作为回油口以最大限度确保壳体充满液压油。由于壳体回油往往是系统中最热点,最好通过散热器散热后回油箱。
4)独立制动系统
在任何操作模式(前进/停止/后退)下,静液传动回路中的能量损失都可能降低系统静液制动能力。为确保系统安全制动能力,应附加一套独立的制动系统以确保当系统存在管路损失时车辆或机器仍然能安全制动。
5)主轴负载
表6中给出了正常轴承使用寿命小时B10,试验条件为系统相对压力240bar输入转速1800转/分钟,泵工作于最大排量处且无外部主轴轴向/径向负载。负载周期为50%正转,50%反转,补油泵为标准排量及标准补油压力泵。
表6 主轴寿命
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