液压泵完全指南

简单来说，什么是液压泵？

液压泵相当于液压系统的心脏。它从电动机或内燃机获得机械能，并将其转换为液压能。当泵内机械部件运动时，会形成低压区域，使大气压力将油液推入泵内；随后运动部件将油液排出并送往液压系统其他部分。原始资料还指出，泵中产生的液压功最终会在系统中重新转换为机械功。液压泵本身并不产生压力，它产生的是流量；当流量遇到负载形成阻力时，系统压力才会建立。液压泵大体可分为两类：

• 非容积式泵（流体动力泵）
• 容积式泵

非容积式泵并非用于承受很高压力，主要用于工业场合中输送各种流体，其优点包括维护成本相对较低、噪声较小。对于容积式泵，每转一圈所排出的流体量与泵轴旋转有关。原始资料将容积式液压泵分为以下四组。

• 液压齿轮泵
• 液压叶片泵
• 液压柱塞泵
• 手动液压泵

液压齿轮泵

齿轮泵分为两种：内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵。

1. 内啮合齿轮泵

从结构上看，内啮合齿轮泵常被比作“月亮与星星”的组合。这类泵能够承受相对较高的压力，这是重要的运行优势。根据型号不同，可采用紧凑的铝制泵体，并配钢制或黄铜齿轮，因此适用于价值较高的机械设备。另一个实用特点是能够将不同排量的泵段组合起来，包括多级配置。其他优势还包括效率高、故障率相对较低。总体而言，内啮合齿轮泵适用于要求高压能力、流量损失小、磨损低和噪声低的场合，但其价格通常较高，也应纳入选型考虑。

2. 外啮合齿轮泵

外啮合齿轮泵通常采用两个钢制齿轮，可提供中等压力能力和良好的运行效率。原始资料描述了铝壳和铸造壳体等版本，在某些结构中泵轴可能不使用传统轴承。与内啮合齿轮泵一样，也可将不同排量的多个泵段组合使用。与内啮合泵相比，外啮合齿轮泵通常效率中等，故障率可能更高。在高压下其损失可能更大，经常用于液压缸充油等场合。其噪声通常高于内啮合齿轮泵，但成本较低。外啮合齿轮泵广泛用于机械、工业设备以及道路施工设备。

液压叶片泵

叶片泵通过安装在泵芯中的叶片工作。离心力使叶片向外伸出，从入口吸入油液并将其带向出口。由于泵芯装在泵壳内部，这类设备也称为卡盘式或泵芯式液压泵；因为使用叶片，也称叶片泵。泵壳通常采用铸铁，泵芯则使用多种合金，因此泵芯的设计和制造工艺非常重要。叶片及其支承结构是承受压力的关键部件之一。其优点包括噪声低、压力损失相对较小。此外，维修方便且经济，只需更换泵芯即可恢复大部分工作组件。在部分设计中，可以通过改变泵芯内定子环的位置来调节输出流量。总体而言，对于需要中等压力和成本、较低噪声以及便于维修的设备，叶片泵是合适选择。

液压柱塞泵

柱塞泵通过柱塞的运动和角度布置从一侧吸入油液，再从另一侧排出。缸体或柱塞组内部的容积变化在液压系统中形成流量。柱塞泵根据柱塞排列和角度不同，可分为三种主要结构：

• 液压泵径向柱塞泵
• 斜轴式液压柱塞泵
• 斜盘式液压柱塞泵

柱塞泵的特点之一是结构相对复杂。柱塞排列方式和泵体材料使其能够承受较高压力，并且在短时压力峰值期间仍能以相对较低的损失保持输出流量。总体来说，柱塞泵具有高压能力和较低噪声；在使用清洁、合适的工作液时，还可获得较长寿命。在变量结构中，通过改变泵的几何参数，使每转排量发生变化，从而调节输出流量。这类设备属于容积式液压泵。

选择液压泵时应考虑的因素

• 泵入口尺寸（管路连接）

必须确定吸油管连接尺寸以及与压力管路连接的出口尺寸。

• 泵出口额定压力（工作压力 - 出口）

该参数表示泵设计允许承受的最大压力。液压泵产生流量；当流动路径受到阻力时才建立压力。压力通常以 bar 表示。

• 泵入口额定压力（工作压力 - 入口）

该参数表示泵入口处，也就是油液从吸油管进入泵时的压力。

• 泵转速

转速与泵产生的体积流量有关，通常以每分钟转数（rpm）表示。

• 排量

• 有效流量

原始资料使用有效流量表示在规定转速、黏度和工作温度条件下泵实际输出的流量，通常以升/分钟（L/min）表示。

• 泵所需功率

• 液压油温度

为了使泵有效提供所需流量，油温应保持在合适范围。原始资料给出的矿物油工作温度范围约为 -20°C 至 +70°C。

• 过滤

过滤是将悬浮固体颗粒从流体中分离出来的过程。合适的过滤器可按颗粒尺寸将其截留，防止污染物进入系统敏感部件。过滤精度通常以微米表示。

液压泵选型标准

选择液压泵时应考虑以下因素：

泵允许的最大压力

应明确回路所需的最大压力。额定压力更高的泵通常价格也更高。原始资料还将更高额定压力与更大的泵尺寸和更高可用流量联系起来。在高压下，流体可压缩性的影响会更加明显，可能对精密控制系统产生不利影响。

最大输出流量

选型的重要因素之一是泵能否提供系统所需流量。如果回路流量恒定，可以使用定量泵。如果需要差异明显的多种流量，可组合多台泵以提高效率。如果只需要有限范围内的流量变化，则可考虑变量泵。

泵轴转速

电动机或内燃机驱动泵轴旋转。一般来说，提高输入轴转速会增加泵的输出流量，但每种泵都有制造商规定的最低和最高转速。转速过高会缩短泵的使用寿命。

泵用工作液类型

液压泵针对一定黏度范围的工作液进行设计。矿物油基液压液最为常见。某些水基液压液可能缩短泵寿命，并且对内部部件提供的润滑能力可能不如油基液体。

泵的噪声水平

液压泵选型时还应评估噪声，噪声通常以分贝（dB）表示。正常振动和泵内部运动部件会产生一定噪声，但噪声过大可能表明泵或相关部件存在故障。液压泵本体通常较紧凑，其噪声可能低于电动机等较大型部件。原始资料通常认为定量泵比变量泵更安静。安装方式和压力控制策略也会影响噪声，转速和压力越高，噪声通常越大。采用较低转速并正确匹配泵规格和压力需求可以降低噪声。气蚀也是重要噪声来源。气蚀发生在油液中形成蒸气或气体气泡时。液压泵原本设计用于以近似不可压缩的液体工作，因此夹带空气会扰乱正常运行并产生噪声。入口或低压区域形成的气泡进入高压区后会发生破裂，产生冲击和噪声，并可能缩短泵寿命。

为减少气泡形成和气蚀，应注意以下几点：

• 原始资料指出，吸油速度应低于 5 tf/cc；此单位按原文保留。
• 泵入口管路应尽可能短，因为吸油管过长会促进气泡形成。
• 入口侧应尽量减少接头数量。
• 泵应尽可能靠近油箱安装。
• 使用压降较低并带堵塞或污染指示器的过滤器，以便在污染后及时更换。
• 应使用适合该泵的油液，并遵循泵制造商的建议。原始资料指出，温度升高会增加气泡形成的可能性，并建议约 120°F 至 150°F 的工作温度，以在气蚀风险与油液黏度之间取得平衡。

  更换液压泵

  随着设备老化，用新型号替换旧液压泵是常见问题。原泵可能已经无法修复，或者同一型号不再供应，因此液压回路可能需要为替代泵进行适配。重要因素包括泵的额定压力、输出流量能力、安装在泵上的阀类型、是否为多联泵、旋转方向、轴、止口和法兰等外形尺寸、泵型号以及其他安装细节。

  液压泵选型的重要因素之一是泵的类型，包括齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。