高压大流量液压泵站的设计

　　液压泵站是液压系统的动力源,它提供满足系统压力和流量需要的压力能,是液压系统的重要组成部分。

　　在某些电液伺服系统获得重要应用的工业技术领域,如轧机液压压下装置,运动模拟器,振动试验机等大型电液伺服系统,其工矿条件通常都是高压、大流量,液压泵站的设计,除满足系统的静、动态特性要求外,还必须满足系统对泵站工作可靠性所提出的更高要求。

　　液压泵站的设计主要有3 方面:泵站的组成、泵站的噪声和振动、泵站的监控和安全保护。在满足系统性能要求的前提下,本文以简单、可靠、经济、长寿命的基本原则,介绍轧机液压压下电液伺服系统高压、大流量液压泵站的设计。

　　1 　泵站的组成

　　如图1 所示,液压泵站通常由泵组、油箱组件、温控组件、蓄能器组件和污染控制装置等5 个独立的单元组合而成。

　　1) 泵组

　　泵组的作用是提供满足系统压力、流量需要的有压流体。其设计主要有以下几方面:

　　(1) 冗余设计　大流量泵站一般采用多台泵组并联同时工作的结构,而为保证泵站长时间连续、可靠运行,通常还采用泵组旁联冗余。冗余的泵组平时不参加工作,而是处于等待状态,一旦工作中的某一台泵组发生故障,它能立即开始工作;

　　(2) 降额设计　为提高可靠度,容积效率和延长使用寿命,通常使泵的工作压力比其额定压力低;

　　(3) 节能设计　为减少功率损失,减轻系统冷却的负担,泵站通常采用恒压变量泵组和蓄能器组合的结构;

　　(4) 集成化设计　集成回路中元件的安装方式,可进一步提高泵站的可靠性。

　　11 主油箱　21 主泵　3、131 安全阀　4、14、181 过滤器　5、151 单向阀

　　61 截止阀　71 蓄能器　81 压力传感器　91 液位计　101 温度计

　　111 磁铁　121 循环过滤泵161 冷却器　171 高精度空气滤清器

　　图1 　液压泵站油路原理简图

　　2) 油箱组件

　　油箱的主要功能是储油、散热、分离气体及沉淀污物等。

　　(1) 油箱的型式　为提高液压泵的吸油能力,使油箱内的液面高于液压泵的吸油口,因此油箱的型式一般采用旁置式或高架式油箱;

　　(2) 油箱的容量　由于系统的功率损失较大,因此,油箱容量的确定,主要是根据系统功率损失引起的发热量、油箱的散热量以及冷却器的规格,通过液压系统的热平衡计算来确定。

　　3) 温控组件

　　温控组件的功能是把系统中液压油的工作温度控制在一定的范围之内。对于高压大流量电液伺服系统,特别是阀控型电液伺服系统,突出的问题是:系统功率损失较大,引起液压油温度升高,从而使油液黏度降低、泄漏增加、元件寿命缩短,并影响闭环系统的稳定性。因此,必须在系统中设置冷却器进行强制冷却。