液压系统设计应注意的问题

猛龙哥

液压系统设计应注意的问题
系统冲击的影响

在我们设计液压系统、选用液压元件的时候，应该考虑到这样两个问题：
第一，   对于一些冲击性较大的功能，例如，压路机的振动功能，使用了一只液压马达，由于振动力的要求，振动偏心轴的转动惯量比较大，加上振动室内润滑油的粘性，所以振动马达的启动冲击特别大，而在振动传动系中，最容易受到损害的元件就是振动马达的主轴。
第二，   我们发现，对于液压柱塞泵马达本身来讲，如果其排量比较大的，其回转体的自重都是比较大的，转动惯量比较大，而发动机的启动转速一般在600-700转/分，例如，主轴的花键节径为50毫米，则有主轴受到冲击的线速度为1.57-1.83米/秒。回转体在液压泵内部还受到配流盘和止推盘摩擦力的作用，所以，大排量的柱塞泵的主轴存在着易脱齿和断轴的问题。
鉴于以上两种情况，对于一些冲击性较大的功能，我们在选配液压马达的时候要注意加大安全系数，增加安全措施，建议措施如下：
１、              增加弹性联轴器，因为弹性联轴器自己会吸收一定的冲击，延长冲击的时间，减小轴所受的冲击力（强度）可以有效地降低轴磨损和疲劳断轴的概率，而且弹性联轴器的成本较马达主轴低得多，更换联轴器的工时也比更换马达主轴要少得多，可以大大减少误工损失。
２、              如果不设计弹性联轴器，按照常规设计使用花键套式联接，必须考虑马达主轴的硬度和刚性必须高于花键套，使成本低廉的花键套作为易损件，规定强制报废时限，定期更换。可长久地保证液压马达的无故障工作，成本节约，施工工时不误。另外，设计花健套和主轴的配合精度必然作严格的规定，关键参数有二点：一是花键套与主轴的齿副之间配合间隙越小越好，配合间隙越小，马达在施力之前的空行程越小，马达主轴对花键套齿面的冲击就越小，二者齿面的寿命越长；反之，如果配合间隙大，经过每次启动马达的冲击，会不断增大轴和套之间的间隙，使得主轴空转的行程不断加大，到达花键套齿面时的线速度越来越大，冲击加大，导致脱齿、断齿等现象。据我们的经验，花键套脱齿的现象有发生，但更换主轴的频率更高。成本较高。
成本差别如下：
①     进口液压马达的主轴价格很高；而花键套价格较低。
②     更换进口液压马达需要专业人员，维修成本高；而更换花键套大部分使用单位自己都能够完成，成本较低。
③     专业维修公司一般不一定在工地所在地的城市，运输和旅差费用也增加了成本；而更换花键套大部分使用单位自己都能够完成，基本不需要这部分成本。
④     更换主轴所需工时长，主机误工损失大；而更换花键套工时较短。
    3、如果发动机的功率和主机生产成本允许，可以使用规格较大的马达，规格较大的马达的设计扭矩较大，整体的强度也较大，所以安全系数加大了，损坏的概率就降低。
    结尾：以上是我对于我在液压元件维修过程中碰到的一些实际问题的一些思考，时间仓促，考虑不周，可能不够成熟，甚至有可能存在错误，在此提出，供大家商榷，希望能够抛砖引玉，引发大家对这方面的关注和思考。谢谢！


二、液压油温度的影响
温度对液压泵的影响

液压油的粘性对温度非常敏感，随着温度的降低，液压油的粘度会快速增大，而液压油的粘度对液压泵的工作有很大的影响。我们对泵的内部因温度而出现的问题加以分析并提出改进措施。
冷启动
在高寒地区，我们除了要改进发动机以外，还要密切注意液压泵系统的故障。温度过低，会使油液粘度很大。同时，温度过低，缸体和柱塞体积收缩，二者之间配合间隙会比常态下更小。（注1）启动车辆后，如果过早地使泵高速运转，这时泵的内部元件负荷最重的部件是柱塞滑靴，柱塞与缸体之间的配合间隙很小，粘度大的油会使缸体与柱塞之间的粘滞力增大很多。所以，当柱塞滑靴在泵内被强制来回抽动时，滑靴在回程盘上被固定，而抽动时受到的拉拔力非常大，如果频繁冷启动并连续冷油状态加载，柱塞头与滑靴之间的间隙就会被拉大。我们一般要求的间隙为0.02—0.03毫米，但是，此间隙超过0.15毫米时，柱塞滑靴铰接处的内泄就会导致内泄量过大，从而压力下降。如果继续使用的话，柱塞将会从滑靴中拔出来，导致大量内泄或损坏回程盘等元件，造成大事故。
低温运行可能导致液压系统另外一个故障就是回油问题。油温低，油的粘性大，液压油通过回油管路的阻尼增大，在正常回油量不变的情况下，回油压力会提高，加上非正常的内泄，就可能导致回油压力过高造成的损害。