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泊头市特种泵阀制造有限公司
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容积效率与影响它的因素

容积效率是衡量齿轮泵内部泄漏程度的指标,等于实际流量与理论流量之比。它不反映机械摩擦损失,那是机械效率负责的部分。用户感受到的“流量不够”,多数时候是容积效率下降,而不是泵的排量变了。理解容积效率随压力、粘度、转速和间隙的变化规律,有助于判断泵是正常老化、选型不当,还是使用条件出了问题。

容积效率的构成

理论流量由几何尺寸和转速决定,实际流量因内部泄漏而减少。泄漏量与间隙的立方、压差成正比,与粘度、泄漏路径长度成反比。压力升高,压差加大,泄漏增加;粘度降低,流动阻力减小,泄漏增加;间隙因磨损或变形加大,泄漏急剧增加。容积效率因此不是固定值,而是随工况变化的曲线。

压力的影响

在其它条件不变时,容积效率随工作压力升高而下降。低压段下降较缓,接近额定压力时下降加快。这是因为压力升高使侧板变形、间隙分布不均匀,同时泄漏流速提高。若泵在额定压力下的流量已经明显低于样本曲线,说明间隙已经劣化,继续在高压下运行会加速磨损。

粘度与油温的影响

粘度高,泄漏阻力大,容积效率上升,但粘度过高会使吸油困难、机械损失增加,总效率反而下降。油温升高使粘度下降,泄漏增加,容积效率下降。因此样本给出的流量通常对应某一粘度或温度条件,现场油温偏离该条件时,实测流量与样本值存在差异属于正常现象,判断泵是否磨损要先把油温折算到同一条件。

转速的影响

转速升高,单位时间内泄漏次数增加,但泄漏量与理论流量的比值通常下降,容积效率略有上升;转速过低时,泄漏时间相对延长,容积效率下降。转速过高则因吸油不足,齿间容积填充不充分,实际流量增速放缓,容积效率同样下降。因此容积效率在某一转速区间内相对平稳,超出区间两端都会变差。

容积效率与总效率的区别

总效率等于容积效率与机械效率的乘积。容积效率下降表现为流量不足、执行元件速度变慢;机械效率下降表现为输入功率中有变成热量,泵体温度升高。两者可能同时下降,但原因不同:前者与间隙和泄漏有关,后者与轴承、齿面摩擦和油液粘度有关。判断时应同时观察流量和温升,不宜只凭其中一项。

测量与估算方法

现场测量容积效率,可用计量油箱在稳定工况下接油,同时记录转速、压力和油温。计算时用实测流量除以理论流量。若没有流量计,也可通过执行元件行程时间估算:已知油缸面积和行程,记录伸出时间,反算流量。测量应在油温稳定后进行,并记录对应压力,否则数据无法与样本比较。

提高容积效率的途径

在允许范围内减小轴向间隙、保持侧板平面度、选用粘度合适的油液、控制油温、使吸油充分,都可以改善容积效率。采用浮动侧板的泵,要使侧板背面的压力油通道畅通,密封圈不老化。需要说明的是,间隙不能一味减小,过小会引起摩擦发热和卡滞,补偿结构也可能失去作用。

效率下降后的处理判断

若容积效率下降伴随压力建立缓慢、端面有泄漏痕迹,多为侧板或齿轮端面磨损;若伴随噪声和流量脉动加大,可能是吸油进气或齿面磨损;若仅在油温高时下降,先检查冷却器和油液粘度。处理顺序是先排除使用条件,再拆检间隙,避免一上来就换整泵。


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