高污染耐受度液压泵的设计

　　0引言

　　由于各种因素的影响，液压系统的工作介质不可避免地受到各种污染，它们主要是固体颗粒、空气、水、微生物、化学制品、辐射、静电、热能、磁性等，其中固体颗粒是最主要的污染源，这些污染物的存在严重影响着液压系统和元件的性能、使用寿命及工作可靠性。因此，控制或降低液压系统油液的污染度是设计制造、使用维护液压系统的各环节中不可忽视的内容，而提高液压元件的污染耐受能力也是确保液压系统可靠工作的重要方面，液压泵性能的优劣直接决定着整个液压系统能否正常工作，国内外众多学者的理论分析与试验研究及作者在设计、使用液压泵及对液压泵故障与故障机理的分析结果表明，当系统污染度控制在正常范围值时，液压泵的失效主要为液压泵各摩擦副材料及表面工艺选择不理想而引起摩擦副过早的污染磨损、从而导致其容积效率急剧下降直至丧失工作性能，并且随着液压泵向高压、高速、高精度方向的发展，油液污染对液压泵工作可靠性及寿命的影响愈显突出。因此，如何提高液压泵的污染耐受能力进而延长其工作寿命、确保液压系统的工作可靠性是液压泵设计应该高度重视的问题。本文分析了液压柱塞泵在其所在液压系统油液污染特性一定时影响其污染耐受能力的诸多因素，指出了在结构形式确定的情况下设计高污染耐受度液压柱塞泵所要求的摩擦副材料与主要表面工艺。

　　1液压泵污染耐受度及影响因素分析

　　液压泵的基本性能参数包括压力、排量、流量、效率、功率、扭矩、转速和吸入能力等，而污染耐受度也是液压泵的一个重要指标，液压泵的污染耐受度是指导泵的性能和寿命受油液中污染物影响的程度，也就是液压泵对污染的敏感性，即在一定的条件下，液压泵能够容耐的最大油液污染度，一般认为，液压泵的污染敏感度和污染耐受度具有相反的含义。E.C.Fitch教授领导的美国俄克拉荷马州立大学流体动力研究中心及文献［1］、［2］等对液压泵的污染敏感性进行了研究，提出了液压泵污染磨损理论及评定液压泵污染耐受度的方法。泵的污染寿命即液压泵污染磨损失效前工作时间是反映液压泵污染耐受度的重要指标之一，液压泵的污染耐受度高其污染磨损寿命无疑会长，而液压泵的容积效率又是泵的污染寿命期内的重要功能指标，实际使用中，液压泵的容积效率值往往比较大，可以说，液压系统中所有组合件的工作性能在很大程度上取决于泵的容积效率，一般认为，液压泵的容积效率下降到70～75%时系统已不能正常工作，即认为液压泵已因泄漏而失效，液压泵容积效率的下降又主要因各摩擦副的磨损，而各摩擦副的磨损又主要取决于油液污染及摩擦副本身的耐磨能力。液压泵污染磨损失效前的工作时间即为泵的污染寿命可表示为