Mối quan hệ giữa đầu ra dòng chảy và biến động áp suất của Máy bơm Vicker thủy lực Vickers Trong các hệ thống thủy lực là một yếu tố chính ảnh hưởng đến sự ổn định và hiệu quả của hệ thống. Để cân bằng mối quan hệ giữa hai người, cần phải bắt đầu từ nhiều khía cạnh như tối ưu hóa thiết kế, phân tích cơ học chất lỏng, lựa chọn vật liệu và kiểm soát hoạt động. Sau đây là các giải pháp và phương pháp cụ thể:
1. Nguồn xung dòng và biến động áp lực
Trong máy bơm dây thủy lực, đầu ra dòng chảy không hoàn toàn trơn tru, nhưng có một hiện tượng xung nhất định, sẽ gây ra biến động áp suất trong hệ thống. Những lý do chính bao gồm:
Không đủ số lưỡi: Đầu ra dòng chảy của bơm cánh có liên quan trực tiếp đến số lượng lưỡi. Số lượng lưỡi càng ít, xung dòng càng lớn.
Rò rỉ nội bộ: Rò rỉ giữa các khu vực áp suất cao và áp suất thấp sẽ làm nặng thêm sự không ổn định của dòng chảy và áp lực.
Giải phóng mặt bằng cơ học: Quá lớn hoặc quá nhỏ Một khoảng trống giữa rôto và stato sẽ ảnh hưởng đến đầu ra dòng chảy và độ ổn định.
Đặc điểm dầu thủy lực: Độ nhớt, độ nén và hàm lượng bong bóng của dầu thủy lực sẽ ảnh hưởng đến phản ứng động của hệ thống.
Do đó, việc giải quyết vấn đề đầu ra dòng chảy và dao động áp suất đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố này.
2. Tối ưu hóa thiết kế
(1) Tăng số lượng lưỡi dao
Nguyên tắc: Tăng số lượng lưỡi có thể làm giảm hiệu quả xung dòng, bởi vì nhiều lưỡi có thể làm cho đầu ra dòng chảy đồng đều hơn.
Thực hiện: Theo các yêu cầu ứng dụng cụ thể, số lượng lưỡi phải được chọn hợp lý (thường là 8 đến 12 lưỡi) và độ chính xác xử lý của lưỡi và khe nên được đảm bảo trong quá trình thiết kế.
(2) Tối ưu hóa hình dạng lưỡi
Nguyên tắc: Hình dạng hình học của lưỡi kiếm trực tiếp ảnh hưởng đến khu vực tiếp xúc của nó với thành bên trong của stato và hiệu suất niêm phong. Bằng cách tối ưu hóa độ cong, độ dày và góc cạnh dẫn của lưỡi, rò rỉ và ma sát có thể giảm.
Việc triển khai: Công nghệ thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) và phân tích phần tử hữu hạn (FEA) được sử dụng để mô phỏng chuyển động lưỡi và tìm thiết kế hình dạng tốt nhất.
(3) Cải thiện thiết kế kênh dòng chảy
Nguyên tắc: Tối ưu hóa hình dạng kênh dòng chảy bên trong thân máy bơm (như đầu vào dầu, ổ cắm dầu và khu vực chuyển tiếp) có thể làm giảm nhiễu loạn và mất năng lượng trong dòng chảy chất lỏng.
Thực hiện: Thông qua phân tích mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) của các đặc điểm động lực học chất lỏng, một kênh dòng chảy mượt mà hơn được thiết kế để giảm tổn thất áp suất.
3. Vật liệu và quy trình sản xuất
(1) Gia công độ chính xác cao
Nguyên tắc: Hiệu suất của máy bơm cánh cần độ chính xác gia công cực cao của các thành phần, đặc biệt là độ thanh thải giữa rôto, stato và van.
Thực hiện: Sử dụng Công cụ máy CNC có độ chính xác cao (CNC) để xử lý các thành phần chính và kiểm soát độ nhám bề mặt và dung sai kích thước.
(2) Vật liệu chống hao mòn
Nguyên tắc: Sử dụng vật liệu chống mài mòn, độ bền cao (như cacbua xi măng hoặc lớp phủ gốm) để sản xuất các van và stator để giảm rò rỉ do hao mòn.
Thực hiện: Làm cứng bề mặt của các van (như mạ nitriding hoặc mạ crôm) để mở rộng tuổi thọ dịch vụ và cải thiện hiệu suất niêm phong.
(3) Thiết kế hấp thụ sốc
Nguyên tắc: Thêm các yếu tố hấp thụ sốc (như miếng đệm cao su hoặc giảm chấn) vào cấu trúc cơ thể bơm có thể hấp thụ các rung động được tạo ra trong quá trình hoạt động, do đó làm giảm biến động áp suất.
Thực hiện: Thêm các thiết bị hấp thụ sốc vào bên ngoài vỏ máy bơm hoặc trên khung lắp.
4. Quản lý dầu thủy lực
(1) Chọn dầu thủy lực phù hợp
Nguyên tắc: Độ nhớt và tính chất chống bong bóng của dầu thủy lực có tác động quan trọng đến sự ổn định của dòng chảy và áp suất.
Thực hiện: Chọn dầu thủy lực thích hợp (như dầu thủy lực chống mặc hoặc dầu thủy lực nhiệt độ thấp) theo phạm vi nhiệt độ vận hành và các yêu cầu hệ thống, và thay thế thường xuyên để giữ sạch sẽ.
(2) Ngăn chặn xâm thực và bong bóng
Nguyên tắc: Bong bóng trong dầu thủy lực có thể gây ra xung dòng và dao động áp suất.
Việc thực hiện:
Đảm bảo rằng đường hút không bị cản trở để tránh xâm thực do hít phải không khí.
Cài đặt các bộ lọc và các thiết bị khử trùng trong hệ thống thủy lực để giảm sự tạo ra các bong bóng.
5. Chiến lược kiểm soát
(1) Van bù áp suất
Nguyên tắc: Bằng cách cài đặt van bù áp suất, đầu ra dòng chảy có thể được điều chỉnh tự động khi tải thay đổi để duy trì tính ổn định của áp suất hệ thống.
Thực hiện: Tích hợp một thiết bị bù áp lực tại ổ cắm bơm và điều chỉnh giá trị đặt theo các điều kiện làm việc thực tế.
(2) Kiểm soát chuyển đổi tần số
Nguyên tắc: Bằng cách điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua bộ chuyển đổi tần số, đầu ra luồng bơm có thể được điều khiển linh hoạt để thích ứng với các yêu cầu tải khác nhau.
Thực hiện: Kết hợp các cảm biến để theo dõi áp suất hệ thống trong thời gian thực và sử dụng bộ chuyển đổi tần số để điều chỉnh động tốc độ động cơ.
(3) Áp dụng các bộ tích lũy
Nguyên tắc: Lắp đặt các bộ tích lũy trong các hệ thống thủy lực có thể hấp thụ biến động áp suất tức thời và đóng vai trò đệm.
Thực hiện: Kết nối bộ tích lũy với ống đầu ra của máy bơm để tối ưu hóa công suất và áp suất sạc của nó.
6. Xác minh và tối ưu hóa thử nghiệm
(1) Kiểm tra động
Nguyên tắc: Thực hiện các thử nghiệm động trên bơm cánh trên băng ghế thử để đánh giá đầu ra dòng chảy và dao động áp suất của nó trong các điều kiện làm việc khác nhau.
Triển khai: Ghi dữ liệu lưu lượng và áp suất, phân tích các mẫu dao động của chúng và điều chỉnh các tham số thiết kế dựa trên kết quả.
(2) Phân tích mô phỏng
Nguyên tắc: Sử dụng CFD và các công cụ mô phỏng động lực đa cơ thể để dự đoán hiệu suất của bơm cánh trong hoạt động thực tế.
Thực hiện: So sánh kết quả mô phỏng với dữ liệu thử nghiệm và liên tục tối ưu hóa thiết kế cho đến khi đạt được sự cân bằng tốt nhất.
Thông qua các phương pháp trên, mâu thuẫn giữa đầu ra dòng chảy và dao động áp suất có thể giảm đáng kể trong khi đảm bảo hoạt động hiệu quả của bơm dây thủy lực, do đó đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cao của hệ thống thủy lực.3
