水液壓技術概述及應用

2017-06-16 0

水液壓技術是指采用淡水或海水代替礦物油作為工作介質的綠色液壓技術,廣泛應用于煤礦、海洋工程等行業;水介質無污染、成本低、阻燃性和安全性好,以水為介質的系統動態特性好、溫升小等特點,使得在某些特定的應用場所,水液壓系統具有液壓油系統無法比擬的優勢。然而水介質粘度低、潤滑性差、腐蝕性強、飽和蒸汽壓高等物理、化學特性,給水液壓的元件帶來許多密封、潤滑、摩擦、磨損、腐蝕、氣蝕等問題,影響使用壽命和限制發展.

本文主要介紹一下水液壓部件的情況;

1、水泵

1.1 柱塞泵

國內研究水液壓泵的有華中科技大學、浙江大學、北京工業大學等,主要結構為斜盤式結構,參考下圖:

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其工作壓力一般小于20MPa,流量可達到150L/min,目前市場上未有見到相關的成熟產品退出,

另外一種柱塞泵就是3缸柱塞泵,示意圖如下:

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這種柱塞泵是目前市面上的主流產品,壓力輸出可以高達400MPa,流量輸出可以達到幾百立方每小時,廣泛應用于各個行業,主要的品牌,國內的四川杰特、浙江海門試壓泵廠等;國際上的德國HAUHINCO、丹麥DANFOSS,美國CAT,英國hughs,德國speck,意大利interpump等等都有相關的產品,各種壓力和流量,適應于各種不同介質的要求及各種不同的應用場合。

1.2 齒輪泵

針對小壓力的應用,國內一些單位也開展了齒輪泵的研究,但隨著柱塞泵的應用范圍和產品線的不斷發展,目前幾乎沒有齒輪泵的產品上市。

2、閥門

目前德國HAUHINCO提供壓力800bar,流量3000L/min的各種類型的比例溢流閥、換向閥、調壓閥等;

日本的KYB公司開發的比例換向閥,額定工作壓力14MPa,流量20L/min;

法國CEA LIST公司開發了一款應用于機械手的伺服閥,壓力21MPa,工作頻率20hz,流量10L/min;

常規用途的針閥、球閥等也應用于水液壓系統;

3、水和液壓油應用的對比

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表1.1 純水與液壓油物理和化學性質的比較

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表1.2 水壓驅動與其他驅動方式的比較

4、應用總結

目前水液壓系統的應用主要是,1是特殊領域,如高壓清洗、噴霧、消防等,2是食品加工領域,如食品加工機械、肉類切割機以及生物制藥方面的設備等,3是工程機械及通用機械,如煤礦采掘機械、支護裝置等,4、深海采礦、海洋工程等。

水液壓系統由于介質的特殊性,雖然已經開發出元件并在特定領域開展應用,但其壓力、控制性能與液壓元件還有相當的差距,需要進一步的開展材料、工藝和結構方便的研究和改良,后續應用應該會更加廣泛。