Каковы распространенные проблемы с гидравлическими лопастными насосами?

Завод гидравлических лопастных насосов , известные своей тихой работой и эффективностью в условиях среднего давления, являются неотъемлемыми компонентами многих промышленных систем, от станков до гидроусилителей рулевого управления. Однако их производительность и долговечность зависят от точных условий эксплуатации и тщательного обслуживания. Особый дизайн, который дает им преимущества, также делает их уязвимыми к определенному набору эксплуатационных сбоев. Эти проблемы обычно возникают из-за загрязнения жидкости, неправильного состояния жидкости, механического износа и кавитации.

Загрязнение жидкости и его последствия

Жесткие допуски между лопатками, ротором и кулачковым кольцом делают пластинчато-гидравлические насосы особенно уязвимыми к загрязнению жидкости. Даже микроскопические частицы могут вызвать цикл деградации.

Абразивный износ. Твердые загрязнения, такие как металлическая стружка, литейный песок или пыль из окружающей среды, действуют как абразивная среда. Поскольку эти частицы циркулируют с гидравлической жидкостью, они забивают критически важные поверхности скольжения — внутреннюю часть кулачкового кольца и края лопаток. Этот износ увеличивает внутренние зазоры, что приводит к снижению производительности насоса и падению объемного КПД. Например, в штамповочном прессе загрязненный насос будет с трудом поддерживать необходимое давление для плунжера, что будет нестабильной работой.

Застревание лопастей. Загрязнение также может привести к застреванию лопастей в пазах ротора. Осадок, лак или мелкие частицы могут скапливаться в узких пространствах между лопаткой и ротором. Застрявшая лопасть не может выдвигаться и плотно прилегать к кулачковому кольцу, создавая внутренний путь утечки. Это приводит к потере давления и потока. В гидравлической системе, приводящей в действие машину для литья под давлением, это проявляется в медленном или слабом движении зажима, что напрямую влияет на производственные циклы.

Засорение впускных фильтров. Хотя засоренный фильтр является симптомом, а не признаком неисправности, он является частым предвестником серьезного повреждения насоса. Ограниченное впускное отверстие приводит к нехватке жидкости в насосе, кавитации. Более того, засоренный фильтр с байпасом позволяет нефильтрованной жидкости проникать в насос, непосредственно подвергая его разрушительному воздействию абразивного износа.

Проблемы, связанные с состоянием гидравлической жидкости

Гидравлическая жидкость служит одновременно средством передачи мощности и смазкой. Отклонения от его состояния являются основным источником проблем с насосом.

Несоответствие вязкости жидкости. Использование жидкости с неправильной вязкостью имеет прямые последствия. Слишком высокая вязкость увеличивает трение жидкости и внутреннее сопротивление, заставляя насос работать интенсивнее, что повышает рабочую температуру и может ускорить износ. И наоборот, жидкость со слишком низкой вязкостью не может обеспечить достаточную смазку между лопатками и кулачковым кольцом, что способствует адгезионному износу и снижает способность насоса создавать и поддерживать уплотнение, тем самым снижая его общую эффективность.

Деградация жидкости и истощение присадок. Гидравлическая жидкость со временем разлагается из-за нагрева, окисления и сдвига. Разрушение базовых масел и истощение необходимых присадок, таких как противоизносные присадки и ингибиторы коррозии, снижают защитные свойства жидкости. Это может привести к усилению коррозии внутренних деталей из черных металлов и более высокой скорости износа. Как отмечалось ранее, образованию нагара и шлама из окисленной жидкости также может способствовать залипание лопастей.

Аэрация и пенообразование. Воздух может попасть в гидравлическую систему через незакрепленные фитинги, неисправные уплотнения или низкий уровень жидкости в резервуаре. Когда захваченные пузырьки воздуха попадают в насос, они разрушаются под давлением внутри насосных камер. Этот микродизельный эффект создает локализованные ударные волны и высокие температуры, которые могут повредить кулачковое кольцо и повредить поверхности лопастей. Аэрация также приводит к нестабильной реакции системы и шумной работе насоса.

Механический износ и усталость компонентов

Даже при использовании чистой подходящей жидкости механические компоненты со временем подвергаются естественной усталости и износу, причем определенные виды отказов характерны для лопастных насосов.

Износ кончика лопасти и кулачкового кольца. Постоянный скользящий контакт между кончиками лопастей и поверхностью кулачкового кольца является основным местом износа. В течение миллионов циклов этот контакт приводит к постепенному износу, который изменяет точный контур кулачкового кольца. Такой характер износа обычно приводит к образованию «следов», которые изменяют внутреннюю геометрию насоса, увеличивая утечку и снижая расход и выходное давление. Это нормальный механизм износа, но он ускоряется при плохой смазке или загрязнении.

Износ пазов ротора и боковых поверхностей лопастей. Боковые поверхности лопастей также изнашиваются по пазам ротора. Чрезмерный зазор здесь приводит к утечке жидкости под высоким давлением со стороны нагнетания лопасти на сторону низкого давления, что значительно снижает эффективность насоса. В системе гидравлического лифта этот тип износа приведет к снижению скорости подъема и невозможности надежного удержания положения.