闭式变量柱塞泵选型攻略:工程师实操指南

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在工程机械领域,闭式变量柱塞泵是液压系统的核心部件之一,广泛应用于挖掘机、装载机、起重机等设备中。作为一名液压系统工程师,如何在实际项目中选型一款合适的闭式变量柱塞泵?以下是从实操角度出发的选型指南,帮助你一步步完成选型工作。




1、明确应用场景和工况需求

选型的第一步是明确闭式变量柱塞泵的应用场景和具体工况需求。不同的工程机械设备对液压系统的要求差异很大,因此需要根据实际应用场景来确定选型的关键参数。

闭式变量柱塞泵选型攻略:工程师实操指南

(1)应用场景

挖掘机:需要高功率密度和快速响应,泵需具备良好的动态性能和抗冲击能力。

装载机:负载变化频繁,泵需具备良好的流量调节能力和效率。

起重机:对控制精度和稳定性要求高,泵需具备高精度控制和低噪声特性。

闭式变量柱塞泵选型攻略:工程师实操指南

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(2)工况需求

工作压力:根据系统设计压力确定泵的额定压力,通常需留出10%~20%的安全余量

例如,系统最大工作压力为300 bar,则选择额定压力为350 bar以上的泵。

流量需求:根据执行元件(液压缸、液压马达)的速度和负载计算所需流量。

例如,液压缸缸径为100 mm,行程速度为0.5 m/s,则流量需求约为236 L/min。

工作温度:考虑设备的工作环境温度,选择适合的泵材料和密封件。

例如,高温环境下需选择耐高温密封材料。




2、确定泵的关键参数

在明确工况需求后,需要进一步确定泵的关键参数,包括排量、转速、功率等。

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(1)排量选择

排量是泵每转一圈所排出的液体体积,单位为cc/rev。排量选择需根据流量需求和发动机转速计算。

公式:排量(cc/rev) =[流量(L/min) × 1000] /转速(rpm)

例如,流量需求为100 L/min,发动机转速为2000 rpm,则排量为50 cc/rev。

选择时需注意排量的可调范围,确保泵能够满足系统在不同工况下的流量需求。

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(2)转速匹配

泵的转速需与发动机或电机的转速匹配。过高的转速会导致泵的磨损加剧,过低的转速则会影响流量输出。

例如,发动机额定转速为2200 rpm,则泵的额定转速也应在2200 rpm左右。

需要注意泵的最低转速限制,避免在低速运行时出现流量不足或压力波动。

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(3)功率计算

泵的功率需求需根据工作压力和流量计算。

公式:功率(kW) =压力(bar) ×流量(L/min) / 600

例如,工作压力为300 bar,流量为100 L/min,则功率需求为50 kW。

选择时需确保驱动源(发动机或电机)的功率能够满足泵的需求。




3、选择适合的控制方式

闭式变量柱塞泵的控制方式直接影响系统的响应速度和控制精度。根据实际需求选择合适的控制方式,是选型的关键步骤之一。

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(1)手动控制

适用场景:对控制精度要求不高的简单系统。

特点:通过手动调节斜盘角度来改变泵的排量,结构简单,成本低。

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(2)液压控制

适用场景:需要远程控制或自动控制的系统。

特点:通过液压信号调节斜盘角度,响应速度快,适用于负载变化频繁的场合。

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(3)电液比例控制

适用场景:对控制精度和动态性能要求高的系统。

特点:通过电信号调节斜盘角度,控制精度高,可实现复杂的控制逻辑。

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4、关注泵的可靠性和寿命

闭式变量柱塞泵的可靠性和寿命直接影响设备的运行成本和维护频率。选型时需重点关注以下几个方面:

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(1)材料选则

泵的关键部件(如柱塞、缸体、斜盘)应采用高强度、耐磨损的材料,例如合金钢或陶瓷涂层材料。

密封件需选择耐高温、耐腐蚀的材料,例如氟橡胶或聚氨酯。

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(2)抗污染能力

工程机械的工作环境通常较为恶劣,泵需具备良好的抗污染能力。

选择时需关注泵的过滤精度要求,例如10 μm或更高。

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(3)维护便利性

选择易于维护的泵型,例如模块化设计、易损件更换方便的泵。

关注泵的润滑方式,确保其在长期运行中保持良好的润滑状态。




5、结合实际案例选型

以下是一个挖掘机液压系统的选型案例,帮助你更好地理解选型过程:

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(1)工况需求

最大工作压力:350 bar

流量需求:200 L/min

发动机转速:2200 rpm

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(2)计算排量

排量= 200 × 1000 / 2200 ≈ 91 cc/rev

选择排量为90~100 cc/rev的泵。

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(3)选择控制方式

挖掘机需要快速响应和精确控制,选择电液比例控制方式。

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(4)确定功率需求

功率 = 350 × 200 / 600 ≈ 116.7 kW

选择发动机功率为120 kW以上。

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(5)选择品牌和型号

根据以上参数,选择知名品牌(如力士乐、川崎、丹佛斯)的闭式变量柱塞泵,例如丹佛斯的S90系列。




6、选型注意事项

系统匹配性:确保泵与液压系统的其他元件(如阀、马达)匹配,避免因参数不匹配导致系统性能下降。

成本控制:在满足性能需求的前提下,选择性价比高的产品,避免过度设计。

售后服务:选择有完善售后服务体系的品牌,确保设备在运行过程中能够得到及时的技术支持。




7、总结

闭式变量柱塞泵的选型是一项复杂而细致的工作,需要工程师结合具体工况、系统需求和设备特性进行综合分析。通过明确应用场景、计算关键参数、选择控制方式、关注可靠性和寿命,并结合实际案例进行选型,你可以为工程机械液压系统选择到一款合适的闭式变量柱塞泵。希望这篇实操指南能够帮助你在实际项目中高效完成选型工作。

下周,我们将继续发布《闭式变量柱塞泵选型实操指南:功率与转速匹配的深度解析》相关的内容!

如果你有更多问题或需要进一步的技术支持,欢迎在评论区留言交流!


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8、开始卖课——丹佛斯S90闭式泵工作原理

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本周,我们将开始介绍丹佛斯S90系列闭式变量柱塞泵的内容!
本次课程我们将会分成3次课,总时长4.5小时(每次90分钟)。每次课程大纲如下:



直播课1:S90泵基本特征介绍

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0. 整体概况

  • 开式系统与闭式系统对比

  • 丹佛斯闭式系统基本回路

  • 丹佛斯闭式系统液压原理

  • S90外观与铭牌


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1. S90泵技术参数

  • 压力(吸油压力,额定压力,最高工作压力,壳体压力)

  • 转速(最高转速,最低转速,转速与吸油压力关系)

  • 功率(最大功率/角功率)


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2. S90泵内部结构

  • 旋转组件

  • 配流盘

  • 变量机构

  • 速度传感器

  • 冲洗阀

  • 补油泵


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3.S90泵选型过程

  • 变量模块

  • 选型细节


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4. S90泵元件与技术细节

  • 1)补油溢流阀

* 补油溢流阀的结构
冷启动阀
  • 2)多功能阀

* 多功能阀的功能

      * 多功能阀的结构

      * 设定注意事项

  • 3)响应时间&恢复时间

  • 4)集成过滤器

      *过滤器的种类

      *过滤器的要求


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5. S90泵独特之处总结


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开课时间

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02月11号(周二),晚上20:00~21:30


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直播课2:S90柱塞泵的变量控制方式(上)

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闭式回路原理与各类阀介绍

闭式系统回路元件和控制元件对比

S90控制列表总结


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1.S90机械伺服控制MDC

  • 机械伺服控制原理和过程

  • 机械伺服控制液压原理

  • 机械伺服控制曲线

  • 机械伺服控制连接

  • 机械伺服控制与直接控制对比


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1.1 S90机械伺服控制中的中位启动开关


  • 中位启动开关的原理和结构


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1.2 S90机械伺服控制中的快速回中开关


  • 液压比例控制原理和过程

  • 快速回中机构的原理和结构

  • 快速回中机构的实现方式对比

  • Automation studio展示MDC控制完整过程


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2.S90液压比例控制


  • 液压比例控制原理和过程

  • 液压比例控制液压原理

  • 液压比例控制曲线

  • 液压比例控制连接



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3.S90电控比例控制


  • 电控比例控制原理和过程

  • 电控比例控制液压原理

  • 电控比例控制曲线

  • 电控比例控制连接


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3.1 S90电控比例控制手动越权


  • 电控比例控制手动越权原理和过程

  • 电控比例控制手动越权液压原理

  • 电控比例控制手动越权注意事项


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直播课3:S90柱塞泵的变量控制方式(下)

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闭式回路原理与各类阀介绍

S90控制列表

冲洗流量的确定


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4. S90电控三点控制压力切断

  • 电控三点控制原理和过程

  • 电控三点控制液压原理

  • 电控三点控制曲线

  • 电控三点控制连接

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5. S90无反馈电比例控制

  • 无反馈电比例控制原理和过程

  • 无反馈电比例控制液压原理

  • 无反馈电比例控制曲线

  • 无反馈电比例控制连接

   

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6. S90闭式系统功能阀调节总结

  • 补油溢流阀调节方式与注意

  • 压力限制阀调节方式与注意

  • 液压中位调节方式与注意

  • 最大排量调节方式与注意


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7. S90闭式系统常见故障总结

  • 中位不准

  • 温度过高

  • 单方向或双方向无动作

  • 马达扭矩或转速不足

  • 系统振动或噪音

  • 系统反应迟钝


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S90泵应用介绍


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(船长微信)


原文始发于微信公众号(液压贼船):闭式变量柱塞泵选型攻略:工程师实操指南

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