Parámetros principales y problemas comunes de la bomba hidráulica.

创建于03.26

Parámetros principales y problemas comunes de la bomba hidráulica

1.6.4 Rendimiento de cavitación y succión de la bomba hidráulica

Como todos sabemos, la alta presión y la alta velocidad son importantes para reducir el tamaño y el peso de las bombas hidráulicas. Sin embargo, uno de los obstáculos de la alta velocidad es la cavitación. La resistencia a la cavitación de diversas bombas se evalúa mediante el rendimiento de succión.

(1) La cavitación es un problema común. Una pequeña cantidad de aire se disuelve en el fluido hidráulico. Durante el funcionamiento del sistema hidráulico, en el flujo de líquido, cuando la presión (presión absoluta) es inferior a la presión de separación del aire del aceite a la temperatura correspondiente, el gas precipita y forma burbujas, lo que se denomina fenómeno de cavitación. Estas burbujas son transportadas a la zona de alta presión por el flujo de líquido. Bajo la acción de la alta presión, las burbujas estallan rápidamente, reduciendo considerablemente el volumen y condensándose. El aceite a alta presión circundante llena el volumen a gran velocidad, generando un choque hidráulico (también conocido como golpe de ariete). La presión de impacto puede alcanzar varios cientos de MPa, lo que provoca vibración. Cuando la presión de impacto supera el límite elástico del material en contacto con el flujo de líquido, se producen daños mecánicos en la superficie metálica. El gas ácido puede separarse del flujo de líquido, lo que puede causar oxidación e incluso acción electroquímica, acelerando así la corrosión de la superficie metálica. Se forman pequeñas cavidades en la superficie del área dañada, con daños de varios milímetros de profundidad. Después de la cavitación, el líquido se volverá turbio y se producirán ruidos, pudiendo incluso romperse en casos graves.

En el sistema hidráulico, donde la presión es inferior a la presión de separación del aire, puede producirse cavitación. Por ejemplo, la mariposa de cualquier válvula hidráulica, las tuberías de pequeño diámetro, etc., pueden producir cavitación, pero la más notable es la bomba hidráulica, que es el corazón del sistema hidráulico.

La cavitación en la bomba hidráulica se produce durante la succión de aceite, ya que la presión absoluta en el puerto y la cámara de succión de aceite de la bomba suele ser inferior a 1 atmósfera (0,1 MPa). Cuando la presión total en la cámara de succión supera las pérdidas de resistencia, como filtros y tuberías, y acelera el flujo de líquido para adaptarse al movimiento del exprimidor, la presión restante es ligeramente inferior a la presión de separación del aire, lo que provoca cavitación. Las burbujas se condensan durante el drenaje de aceite en la zona de alta presión, lo que provoca cavitación.

La cavitación no solo acorta la vida útil de la bomba hidráulica y reduce su eficiencia, sino que también tiene efectos adversos en todo el sistema hidráulico y otros componentes. Por lo tanto, debe evitarse en la medida de lo posible.

(2) Medidas para mejorar el rendimiento anticavitación y el rendimiento de succión de la bomba hidráulica En la fabricación y reparación de bombas hidráulicas, las medidas para mejorar el rendimiento anticavitación de la bomba hidráulica son las siguientes: aumentar la longitud del arco de succión o cambiar la dirección de entrada de aceite para reducir la pérdida de resistencia a la succión de aceite o hacer que la fuerza centrífuga ayude a absorber el aceite; adoptar materiales con propiedades mecánicas y químicas relativamente estables (como cobre y acero inoxidable) y mejorar la rugosidad de la superficie de las piezas Puede mejorar la calidad del trabajo y aumentar la dureza de algunos materiales (como acero al carbono y acero inoxidable).

En el uso y operación de la bomba hidráulica, para evitar la cavitación de la bomba hidráulica, la bomba hidráulica con fuerte capacidad de autocebado debe seleccionarse en la medida de lo posible e intentar que la presión mínima de succión (presión de succión límite) de la cámara de succión de aceite sea mayor que la presión de separación de aire del líquido (la presión de separación de aire está relacionada con el tipo, la temperatura y la solubilidad del líquido en el aire). Los resultados medidos muestran que cuanto mayor sea la temperatura del aceite y mayor la solubilidad en el aire, mayor será la solubilidad en el aire. Cuanto mayor sea la presión de separación. La presión mínima de succión y la capacidad de autosucción son los dos índices de rendimiento de succión de la bomba hidráulica, que se definen de la siguiente manera.

① La presión mínima de succión garantiza que la bomba hidráulica pueda absorber aceite normalmente a la máxima velocidad. La presión mínima permitida en la succión se denomina presión mínima de succión de la bomba hidráulica.

② La capacidad de autocebado de la bomba hidráulica puede absorber aceite por sí sola gracias a la presión atmosférica. La presión de succión mínima (presión absoluta) de una bomba autocebante debe ser inferior a la presión atmosférica. La capacidad de autocebado se expresa generalmente mediante el grado de vacío (la diferencia entre la presión atmosférica y la presión absoluta). Cuanto mayor sea el grado de vacío, mayor será la capacidad de autocebado de la bomba hidráulica.

Para garantizar el funcionamiento normal de la bomba hidráulica, el grado de vacío del puerto de succión de aceite de la bomba hidráulica no debe ser demasiado grande, es decir, la presión absoluta P2 del puerto de succión de aceite de la bomba no debe ser demasiado baja, de lo contrario, cuando la presión absoluta es menor que la presión de separación de aire PG del aceite, el aire disuelto en el aceite se separará y precipitará para formar cavitación, lo que conduce a la cavitación. Por lo tanto, es necesario limitar el grado de vacío del puerto de succión de la bomba hidráulica o aumentar la presión del puerto de succión de aceite de la bomba hidráulica. Por lo tanto, es fácil ver que las medidas para limitar el grado de vacío del puerto de succión de aceite o aumentar la presión del puerto de succión de aceite de la bomba hidráulica no solo deben aumentar el diámetro de la tubería de succión de aceite, acortar la longitud de la tubería de succión de aceite y reducir la resistencia local para reducir (ρ v2g2) / 2 y △ P, sino también limitar la altura de succión de aceite HS de la bomba hidráulica. La altura de succión de aceite de los distintos tipos de bombas hidráulicas varía, generalmente con un HS ≤ 0,5 m. Si la bomba hidráulica se instala por debajo del nivel del líquido del tanque de aceite para generar un reflujo (cuando el HS es negativo), resulta más ventajoso reducir el grado de vacío en el puerto de succión de aceite de la bomba hidráulica.

Del ejemplo anterior se desprende que, a cierta velocidad de la bomba hidráulica, para evitar la cavitación, se debe aumentar al máximo la presión total en el puerto de succión. Las medidas específicas se pueden tomar en función de los siguientes aspectos.

① Aumente el diámetro de la tubería de succión de la bomba para reducir la velocidad del flujo del líquido.

② Intente acortar la altura entre la bomba hidráulica y el nivel del líquido del tanque de aceite.

③ Se utiliza un filtro de gran capacidad en el extremo del tubo de succión de aceite y la bomba hidráulica está sumergida en el aceite del tanque de aceite (Fig. n) para reducir la pérdida de resistencia.

④ La bomba de alto flujo adopta un tanque de aceite elevado, es decir, el tanque de aceite está instalado encima de la bomba hidráulica (Figura o), formando un reflujo.

⑤ La bomba auxiliar está configurada para suministrar aceite a una presión determinada al puerto de succión de la bomba hidráulica principal. Por ejemplo, en el sistema hidráulico mostrado en la Figura P, la bomba auxiliar 1 suministra aceite a presión a la succión de las bombas hidráulicas principales 2 y 3 (ambas accionadas por el mismo motor hidráulico 4), y la presión de succión se ajusta mediante la válvula de alivio 5. La presión máxima de descarga de las bombas 2 y 3 se ajusta mediante las válvulas de alivio 6 y 7, respectivamente.

⑥ Se utiliza un tanque de aceite presurizado, es decir, se cierra y se introduce aire a baja presión. Como se muestra en la Figura Q, la composición y el principio del tanque de aceite presurizado son los siguientes: la bomba hidráulica 2 aspira aceite del tanque 9, completamente cerrado, y este se llena con aire filtrado y seco. La presión de carga (ligeramente superior a la atmosférica) se ajusta mediante la válvula reductora de presión 5, que suele estar entre 0,05 y 0,07 MPa. Para evitar una presión inadecuada, se activan la válvula de seguridad de presión de aire 4, el manómetro de contacto eléctrico 3 y la alarma. Dado que el aumento de la presión del tanque de combustible aumenta el contenido de aire en el aceite, el tanque de combustible presurizado solo se utiliza en ocasiones especiales (como el sistema hidráulico de aviones de pasajeros, etc.).

⑦ Para la bomba utilizada en ocasiones de baja temperatura, se deben tomar medidas de calentamiento del aceite en el tanque de aceite para evitar la cavitación debido a la baja temperatura del aceite y la alta viscosidad.

Cabe señalar que el rendimiento de succión de la bomba hidráulica depende únicamente de su propia estructura. El paso de entrada de las bombas de engranajes y de tornillo es relativamente suave, lo que mejora el rendimiento de succión. Sin embargo, el rendimiento de succión de las bombas de paletas y de émbolo es deficiente debido a la resistencia del mecanismo de distribución de la válvula de entrada. La resistencia al flujo de la válvula de entrada es máxima y el rendimiento de succión es el peor.

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