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高压柱塞泵对工程机械行业的影响
2018/5/29 16:31:26--燎原重工
        我国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二,但产业大而不强,尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵,90%以上依赖进口。可以说,高压柱塞泵是鲠在我国装备制造业咽喉要道的一根‘刺’。高性能的柱塞泵,美德日等国外4家龙头企业占据中国市场70%以上份额,在技术方面却对中国严密封锁。
        高压柱塞泵是挖改钻机这样的高端液压装备的核心元件,被称作液压系统的“心脏”。液压系统是装备制造业的关键部件之一,被广泛应用于农林机械、化工、轻纺机械、能源工业机械、冶金工业机械、建材工业机械、机床行业,以及军工、航空航天、船舶等等。据相关数据统计,发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。可以说,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,都离不开液压系统。
        一个完整的液压系统由5个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。
        高压柱塞泵属于动力元件。我国国产大飞机C919试飞成功的重要功臣之一,中国二重生产的国际最大的8万吨级模锻液压机,其高压柱塞泵就是进口美国的产品,几十台柱塞泵靠电动机带动把液压油加压后推动油缸产生8万吨的锻打压力。再比如坦克的履带行走,就是依靠内燃机带动液压泵,让油液经由阀门控制通过油管输出去,驱动马达变成旋转运动,然后带动履带行走。我国的坦克、装甲车等军工机械,绝大多数使用的是进口高压柱塞泵。这些进口的液压泵,每台价格都在20万元以上。而这些液压泵的更换和维修,都会受到外国公司供货周期和提供服务的牵制。
        高压柱塞泵的各个零件都被整体“包裹”在铸造壳体里面,如果说高压柱塞泵是液压设备的心脏,那么,柱塞滑靴副可视作这个心房内的心瓣膜。与柱塞、滑靴配对运动的缸孔及止推板都相当于“心房”“心室”的动力部件,他们都在输出动力的时候各司其职,受冲击和交变应力最为频繁,受压最大,运动速度和加速度最高,这些部件除了本身应该具有高硬度和耐磨的特性外,他们还共同依靠铸件壳体的高精度支撑。
        “高压柱塞泵在工作过程中,会受到10—30兆帕的高频率冲击,高压柱塞泵在高频率的冲击下,铸件外壳就要承受巨大的机械力和液压力,不合格的铸件外壳在受力(热)后会变形变大,壳体轻则会出现‘冒汗’现象,重则泄漏,甚至有的柱塞—滑靴还会出现脱开的现象。”陈群立介绍。另外,由于壁厚不均,存在许多孤立的热节,高压柱塞泵铸件内部容易出现缩松缩孔等缺陷,所以高压柱塞泵的铸件对技术、工艺和后续处理等方面的要求很高。
        国内生产的液压柱塞泵与外国品牌相比,在技术先进性、工作可靠性、使用寿命、变量机构控制功能和动静态性能指标上都有较大差距,基本相当于国外上世纪90年代初水平。差距主要表现在产品品种、性能和可靠性等方面。液压产品品种只有国外的1/3,寿命为国外的1/2。我国生产的高压柱塞泵与国外先进水平的差距在于:故障率高,我们的产品有的只用一两个月就出现故障,国外的可以用一两年;平均无故障运行时间,我国的在2000小时以下,国外的可以达到8000小时以上;泵的容积效率低下,我国的柱塞泵长时间运行状况下极易发生过度发热、内损,从而功效急速下降。
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