工程機(jī)械中柱塞泵與齒輪泵的應(yīng)用技術(shù)分析

李霞

摘 要：在工程機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，通常由液壓系統(tǒng)進(jìn)行動作控制，而液壓系統(tǒng)需要一定的動力系統(tǒng)來傳送液體，在實(shí)際生產(chǎn)中，這種動力系統(tǒng)通常采用柱塞泵和齒輪泵。文章對工程機(jī)械中柱塞泵和齒輪泵的技術(shù)進(jìn)行了具體的對比分析，并對如何提高機(jī)械設(shè)備的性能進(jìn)行了具體的探討，為柱塞泵和齒輪泵在工程機(jī)械中的合理應(yīng)用和推廣提供了有力的支持。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；柱塞泵；齒輪泵；應(yīng)用

1 概述

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，工程機(jī)械的類型也越來越多，作為大型工程機(jī)械的核心動力系統(tǒng)之一——液壓系統(tǒng)，其性能優(yōu)劣直接影響著工程機(jī)械的整體運(yùn)行質(zhì)量。在現(xiàn)代液壓傳動系統(tǒng)中，最常用的液壓傳動動力裝置有柱塞泵和齒輪泵兩種，相比較而言，柱塞泵的價格偏高一些，而齒輪泵偏低一些，所以通常認(rèn)為齒輪泵的性能較差。文章通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果對齒輪泵進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)后，可以大幅度提供其機(jī)械性能，下面針對這兩種液壓動力系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探討，并對提高機(jī)械性能的措施進(jìn)行了具體的論述，為齒輪泵和柱塞泵的推廣和應(yīng)用提供了有力的支撐。

2 工程機(jī)械中齒輪泵和柱塞泵的應(yīng)用技術(shù)探析

2.1 齒輪泵和柱塞泵技術(shù)概述

在工程機(jī)械的動力輸送系統(tǒng)中，齒輪泵是通過在密閉環(huán)境中的多個齒輪互相嚙合來改變密閉空間的容積，從而達(dá)到輸送高壓液體的目的。齒輪泵具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單的特點(diǎn)，在實(shí)際工程實(shí)踐中，齒輪泵還具有轉(zhuǎn)速高、壓力大、可靠性強(qiáng)的優(yōu)勢，可以很好的滿足大部分工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)動力需求。齒輪泵的主要結(jié)構(gòu)是多個相互咬合的齒輪，這些齒輪的連接狀態(tài)通常有圓弧連接和公法線連接，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，公法線齒輪泵在輸送雜質(zhì)含量較大的液體時，使用壽命較長，效果較好；而圓弧齒輪泵在輸送雜質(zhì)含量較低的液體時，具有噪音小、壽命長的特點(diǎn)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，對液壓泵的選用要根據(jù)其功能及液體質(zhì)量進(jìn)行合理的選擇。

與齒輪泵不同，柱塞泵是通過活塞在泵缸體內(nèi)的往返運(yùn)動形成壓力，從而達(dá)到增大液體壓力的效果。一般來說，柱塞泵的額定壓力比較高、結(jié)構(gòu)也相對緊湊，所以在實(shí)際生產(chǎn)中以效率高、流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。在當(dāng)前的工程機(jī)械領(lǐng)域，柱塞泵多用于對機(jī)械性能要求較高的大型設(shè)備，常用的泵按軸的運(yùn)動方向可以分為直軸斜盤式、液壓式、軸向式以及徑向式等。柱塞泵是目前工業(yè)領(lǐng)域相對比較先進(jìn)的一種液壓傳動系統(tǒng)，能夠與信息技術(shù)、變頻技術(shù)等合理結(jié)合，是未來的重要發(fā)展方向，但就目前而言，其昂貴的造價和復(fù)雜的維護(hù)是限制它在工程領(lǐng)域廣泛使用的主要原因。

2.2 提高齒輪泵性能的技術(shù)探討

在目前的工程機(jī)械領(lǐng)域，齒輪泵和柱塞泵是最常用的兩種液壓泵，后者盡管性能較好，但造價偏高，沒有完全取代傳統(tǒng)齒輪泵的可能，而齒輪泵通過一些有效的技術(shù)改良可以達(dá)到柱塞泵的性能，這樣既能滿足設(shè)備要求，又可以達(dá)到節(jié)省成本的目的。文章通過具體的生產(chǎn)實(shí)踐，對齒輪泵性能的提高技術(shù)進(jìn)行具體的探討，具體分析如下。

首先，卸載回路可以很好的提升設(shè)備的性能。卸載回路可以將流量大的設(shè)備與流量小的設(shè)備進(jìn)行有效的融合，液體從兩個泵的出口排出，可以有效的達(dá)到理想流量數(shù)值。在運(yùn)行的時候，流量較大的設(shè)備可以將流量從出口流到結(jié)束的地方，從而降低設(shè)備的輸出值，即將磁的指標(biāo)降低到較為理想的數(shù)據(jù)。為了達(dá)到這個目的，最好的方式是通過閥門進(jìn)行有效的控制，改變它的不合理狀態(tài)。最方便的改進(jìn)措施有兩種：一是通過導(dǎo)控（氣動或液壓）卸載閥進(jìn)行操作，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，不需要實(shí)地進(jìn)行，而且它可以通過電氣等措施實(shí)現(xiàn)自動化控制，不僅可以有效的節(jié)省勞動力，還可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的控制，值得大力推廣使用；二是通過流量傳感卸載回路中的卸載閥進(jìn)行控制，此卸載閥是通過彈簧將其壓向大流量位置，而閥中的固定節(jié)流孔尺寸是根據(jù)設(shè)備的最佳速度所需流量確定，當(dāng)發(fā)動機(jī)的工作速率高于標(biāo)準(zhǔn)值時，節(jié)流小孔的壓力上升，卸載開口隨之變化，從而達(dá)到控制流量的目的，這種控制方式使用的能力很少，工作運(yùn)行非常穩(wěn)定，價格便宜，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，所以在各類工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。

其次，通過合理的設(shè)置流量控制指數(shù)提高性能。在工程機(jī)械所需的液壓傳動中，泵的轉(zhuǎn)速、工作額定壓力、支路所需流量，都需要流量控制閥來保證，通常在這種回路中，泵的輸出流量需要大于或等于一次油路所需流量，二次流量可以用作它用或者回油箱，而流量控制閥可以將控制與液壓泵結(jié)合起來，這樣不僅可以有效的去除管線布置環(huán)節(jié)，還可以減少泄露出現(xiàn)的幾率，所以具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，從某種程度上說，它省去了一個泵。

再次，通過有效的控制旁路流量提高設(shè)備的性能。在旁路流量控制系統(tǒng)中，不管泵的轉(zhuǎn)速大小或者工作壓力的高低，泵都會按照預(yù)定的最大值向系統(tǒng)供液，多余部分的液體會重新流回油箱或泵的入口。這種控制方法限制了系統(tǒng)的流量，使系統(tǒng)具備最佳性能。這種控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以通過回路規(guī)模來控制最大調(diào)整流量，有效的降低成本，而泵閥一體的結(jié)構(gòu)可以使回路壓力降到最低，大大減少了管路的長度和管路泄露的幾率。這種旁路流量控制閥可與限定工作流量的傳感器控制閥一起設(shè)計(jì)，這種類型的齒輪泵回路常用于固定式的工程設(shè)備。

另外，還可以通過設(shè)置干式吸油閥來提高齒輪泵的性能。干式吸油閥是用于調(diào)節(jié)泵進(jìn)油節(jié)流的氣控液壓閥，當(dāng)設(shè)備空載時，減小通過泵的流量，當(dāng)設(shè)備有負(fù)載時，全流量吸入到泵中，這種控制結(jié)構(gòu)不僅可以有效的省去泵和原動機(jī)之間的離合器成本，還可以降低空載功耗。除此之外，干式吸油閥能夠有效的減輕設(shè)備在控制狀態(tài)下的噪音問題。目前干式吸油閥已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)設(shè)備中。

在進(jìn)行齒輪泵的設(shè)計(jì)中，采用組合負(fù)載傳感方案不僅可以有效提高齒輪泵的工作壓力，使其接近柱塞泵的工作壓力，還能為齒輪泵提供變量的可能性，這在很大程度上模糊了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中齒輪泵與柱塞泵之間的界限，所以合理的選擇和設(shè)計(jì)齒輪泵結(jié)構(gòu)不僅可以達(dá)到與柱塞泵相近的效果，還可以有效的降低成本和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。目前齒輪泵以其成本低、回路簡單、對過濾要求低等優(yōu)點(diǎn)，成為大部分工程機(jī)械在設(shè)計(jì)過程中必然選擇。

2.3 齒輪泵與柱塞泵的應(yīng)用分析

在工程機(jī)械領(lǐng)域，齒輪泵與柱塞泵的選擇需要根據(jù)工程實(shí)際的具體情況（如：設(shè)備的功能、對液壓系統(tǒng)的要求、制造成本的控制、設(shè)備的工作環(huán)境等）來進(jìn)行具體的選擇，不僅要考慮到設(shè)備的需要，還要考慮到環(huán)境、維護(hù)成本等的需要，而齒輪泵與柱塞泵各自具有不同的優(yōu)勢和劣勢，甚至在特定的條件下可以進(jìn)行互換，所以設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程機(jī)械的設(shè)計(jì)時，要慎重對待泵的選擇，如果齒輪泵經(jīng)過一定的改進(jìn)可以滿足要求的話，優(yōu)先選擇齒輪泵，盡可能的不要使用對環(huán)境、液體過濾以及維護(hù)要求較高的柱塞泵。

3 結(jié)束語

文章根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，對工程機(jī)械中常用液壓傳動系統(tǒng)動力元件齒輪泵和柱塞泵進(jìn)行了具體的分析和探討，并對齒輪泵的幾種有效的改進(jìn)措施進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為齒輪泵與柱塞泵技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力的支持，同時為工程機(jī)械設(shè)計(jì)人員對兩種泵的選用提供了技術(shù)支撐。

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