單向閥造成液壓泵吸空故障的分析與排除

在液壓系統(tǒng)中，一般在液壓泵的出口處安裝一個(gè)單向閥，用以防止系統(tǒng)的油液倒流和因負(fù)載突變等原因引起的沖擊對(duì)液壓泵造成損害。單向閥設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起液壓泵的吸空故障。

1  故障現(xiàn)象與排除過(guò)程

在調(diào)試某液壓系統(tǒng)時(shí)，液壓泵啟動(dòng)后，系統(tǒng)始終沒(méi)有壓力。仔細(xì)檢查和分析后，判斷是液壓泵沒(méi)有流量輸出所致。將液壓泵出口管道接頭松開(kāi)，啟動(dòng)液壓泵，果然沒(méi)有流量輸出。

為排除故障，解決液壓泵沒(méi)有流量輸出的問(wèn)題，檢查后確認(rèn)：

①電機(jī)轉(zhuǎn)向與液壓泵旋向相符；

②液壓泵的進(jìn)出油口連接正確；

③油箱中油液達(dá)到足夠高的液位；

④油溫正常,油液粘度滿足液壓泵的使用要求；

⑤電機(jī)的轉(zhuǎn)速符合液壓泵的使用要求。

該泵裝置是立式安裝的，電機(jī)在油箱蓋板上面，液壓泵在油箱蓋板下面，為此將泵裝置吊起，對(duì)泵的吸入系統(tǒng)進(jìn)行檢查,確認(rèn)：

①吸油管道不漏氣；

②吸油口濾油器淹沒(méi)在液面以下足夠多；

③吸油濾油器沒(méi)有堵塞，容量足夠大；

④吸油管道通徑足夠、不過(guò)長(zhǎng),彎頭也不多。重新安裝后，啟動(dòng)液壓泵，仍無(wú)流量輸出。在吊起檢查泵的吸入系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)液壓泵是排量為8ｍL/ｒ的葉片泵。考慮到小排量葉片泵的自吸能力較弱，就從松開(kāi)的管接頭處沿出油管道向泵內(nèi)灌油，然后再開(kāi)機(jī)，還是沒(méi)有流量輸出。

按常規(guī)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，疑點(diǎn)集中到泵的傳動(dòng)鍵和泵的本身，于是拆下液壓泵并將其解體，仔細(xì)檢查后確認(rèn)：

①傳動(dòng)鍵完好，沒(méi)有脫落也沒(méi)有斷裂；

②泵內(nèi)零件未見(jiàn)異常，葉片運(yùn)動(dòng)靈活自如，沒(méi)有卡住。

將系統(tǒng)恢復(fù)再開(kāi)機(jī)，仍然沒(méi)有流量輸出。究竟是什么原因?qū)е乱簤罕脹](méi)有流量輸出呢？在反復(fù)推敲和分析后，注意到在解體液壓泵時(shí)泵內(nèi)沒(méi)有油液痕跡，直立段的吸油管道內(nèi)腔下半段有油跡，而上半段沒(méi)有油跡，這說(shuō)明：一是灌的油并沒(méi)有到達(dá)液壓泵內(nèi)；二是液壓泵沒(méi)有流量輸出系泵吸不上油或吸空所致。這時(shí)泵出口處的單向閥引起了人們注意。該單向閥直接安裝在泵的出油口，從出油管道接頭處向泵灌油時(shí)，因單向閥阻隔，油液自然到不了液壓泵內(nèi)腔。將單向閥閥芯抽出，毋需灌油，一開(kāi)機(jī)液壓泵就輸出流量了。

2  故障機(jī)理分析

單向閥怎么會(huì)引起液壓泵的吸空故障呢？ 

根據(jù)流體力學(xué)原理，在液壓泵未啟動(dòng)前，液壓泵吸油、壓油管道及油液狀態(tài)如圖3-8所示。此時(shí)，ｐ1=ｐ2=ｐ0。

當(dāng)液壓泵啟動(dòng)時(shí)，吸油管道中的一部分空氣被抽到出油管道內(nèi)，吸油管道內(nèi)的氣體質(zhì)量由ｍ1變?yōu)椋?/span>1-Δｍ，壓力ｐ1變?yōu)椋?/span>0-Δｐ1。而出油管道中的氣體質(zhì)量由ｍ2變?yōu)椋?/span>2+Δｍ，壓力ｐ2變?yōu)椋?/span>0+Δｐ2。這相當(dāng)于出油管道內(nèi)的氣體被壓縮，而吸油管道內(nèi)形成一定的真空度，如圖3-9所示。

圖3-8液壓泵啟動(dòng)前的狀態(tài)圖         3-9液壓泵啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)

Δｐ1=ｐ0-ｐ1=ｈρg

ｈ=（ｐ0-ｐ1）/ρg               （1）

式中：ｈ為吸油管道內(nèi)的真空度，ｍ；ｐ0為大氣壓力，Ｐa；ｐ1為壓力,Ｐａ；ρ為液體的密度,kg/ｍ3；ｇ為重力加速度，ｍ/ｓ2。

由式（1）可知，吸油管道內(nèi)的真空度隨著其內(nèi)的壓力ｐ1的降低而增大。當(dāng)真空度ｈ≥吸油高度ｈ0時(shí)，液壓泵就可以吸入液壓油。很顯然，在本實(shí)例中，沒(méi)有滿足ｈ≥ｈ0的條件，原因是什么呢?

當(dāng)單向閥直接安裝于液壓泵的出口時(shí),泵的壓油窗口到單向閥之間的出油管道的空間十分狹小，這樣液壓泵的傳動(dòng)組件（葉片副、柱塞副、螺桿副等）從吸油窗口將吸油管道內(nèi)的氣體抽出經(jīng)壓油窗口壓排到出油管道時(shí)，這部分氣體便受到較大程度地壓縮。而泵的傳動(dòng)組件在結(jié)束壓排時(shí)，其工作腔內(nèi)留有剩余容積，其內(nèi)殘留著受到壓縮的空氣。當(dāng)泵的傳動(dòng)組件再次轉(zhuǎn)到吸油窗口時(shí)，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣就會(huì)膨脹，部分或全部占據(jù)工作腔容積，甚至還會(huì)有部分氣體又回流到吸油管道內(nèi)，如此一來(lái)就導(dǎo)致無(wú)法將吸油管道內(nèi)的空氣進(jìn)一步抽出，無(wú)法使吸油管道內(nèi)的壓力ｐ1進(jìn)一步降低，倘若此時(shí)真空度尚未滿足ｈ≥ｈ0的條件，液壓泵就將吸不上油，產(chǎn)生吸空故障。訂貨須知：

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