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REXROTH轴向柱塞泵的效率检测方法
点击次数:191 更新时间:2026-02-02

REXROTH轴向柱塞泵的效率检测方法

轴向柱塞泵的效率核心分为容积效率机械效率总效率(容积效率 × 机械效率),其中容积效率反映泵的内泄损耗,机械效率反映泵的摩擦损耗,总效率是泵整体能量转换的核心指标。检测方法分台架精准检测法(实验室 / 专业维修车间,数据最准确,适配性能标定、出厂检测)和现场简易检测法(工业现场在机检测,快速估算,适配工况排查、磨损初判),同时配套效率计算方法检测核心校准要求,派克 PV 系列等斜盘式轴向柱塞泵均通用此规范。

核心效率定义与计算公式

所有检测方法的基础均围绕以下公式,检测的核心是精准获取公式中各物理量:
  1. 容积效率(η₀):泵实际输出流量与理论流量的比值,反映内泄(配流盘、柱塞、滑靴磨损导致)造成的流量损失

    其中:为泵铭牌排量,单位为泵实际转速,单位);为泵实际输出流量,单位

  2. 机械效率(ηₘ):泵的液压输出功率与输入机械功率的比值,反映泵内部摩擦(柱塞与缸体、滑靴与斜盘、轴承等)造成的功率损失

    其中:为泵液压输出功率;为泵输入机械功率(电机 / 原动机传递至泵轴的功率)。

  3. 总效率(η):泵最终的能量转换效率,是实际应用中最核心的考核指标

    补充:液压输出功率快捷计算公式 为泵出口额定压力,单位为泵实际流量,单位),结果单位为,适配现场快速计算。

一、台架精准检测法(一级检测,精准度≥98%)

适配泵出厂性能标定、大修后验收、磨损程度精准判定,需搭建标准液压测试台,配套高精度计量仪器,在额定工况(40-50℃油温、额定转速、额定压力) 下检测,能同时获取容积效率、机械效率、总效率,是行业内的标准检测方法。

1. 核心检测设备配置

检测指标所需仪器精度要求安装位置
泵轴输入机械功率扭矩转速传感器 + 功率分析仪扭矩精度 ±0.2% FS,转速精度 ±0.1% FS泵轴与原动机(电机 / 液压马达)之间,同轴连接
实际输出流量高精度容积式流量计 / 科里奥利流量计流量精度 ±0.1% FS泵出口高压管路(距泵出口≤500mm,满管运行)
泵出口压力精密压力传感器 + 数显仪压力精度 ±0.1% FS泵出口流量计上游(避免节流造成压力损失)
泵实际转速扭矩转速传感器(复用)/ 激光转速仪转速精度 ±0.1% FS泵轴端面(备用校准)
工作油温铂电阻测温仪温度精度 ±0.5℃泵出口管路 / 油箱(实时监测,恒温控制)

2. 检测操作步骤

  1. 测试台搭建:泵与扭矩转速传感器、原动机同轴连接,搭建 “泵→流量计→压力阀→油箱" 的闭式 / 开式检测回路,溢流阀调至泵额定压力 1.1 倍,油箱开启恒温控制(45℃±2℃);

  2. 泵体预热:启动原动机,泵空载运行 10-15 分钟,排空回路内空气,确认油温、转速稳定在额定值,无泄漏、无异响;

  3. 分级加载检测:按25%、50%、75%、100% 额定压力分级加载,每次调节溢流阀后稳定 3-5 分钟,待压力、流量、扭矩、转速数据无波动后,记录每组数据;

  4. 数据采集:每组工况下连续采集 3 组数据,取平均值,避免偶然;

  5. 效率计算:按核心公式分别计算各压力点的容积效率、机械效率、总效率,绘制效率 - 压力特性曲线(轴向柱塞泵总效率通常在额定压力 80% 左右达到峰值,约 85%-92%)。

3.

REXROTH轴向柱塞泵核心优势与适用场景

  • 优势:仪器精度高、工况可控、数据全面,能精准反映泵的真实性能,可判断泵内泄、摩擦损耗的具体程度(如容积效率低则内泄严重,机械效率低则摩擦损耗大);

  • 场景:泵生产出厂检测、专业维修厂大修后验收、设备出厂前系统标定、科研实验。

二、现场简易检测法(二级检测,精准度 80%-90%)

适配工业现场在机检测、无需拆机、快速判断泵效率衰减情况,无需专业测试台,用便携式仪器获取核心参数,通过简化公式估算效率,主要用于磨损初判、工况排查(如判断泵是否因效率过低导致系统能耗高、执行元件动作慢),分容积效率快速检测总效率简易估算两种,优先检测容积效率(轴向柱塞泵故障多为内泄导致容积效率下降)。

(一)容积效率快速检测法(核心测内泄)

1. 所需仪器

便携式数字流量计(精度 ±1.0% FS)、激光转速仪(精度 ±0.5% FS)、数显压力表(精度 ±0.5% FS)、测温仪(测油温)。

2. 检测步骤

  1. 工况准备:将泵与系统无关支路关闭,仅保留 “泵→流量计→溢流阀" 的单回路,确保检测过程中无其他负载干扰,泵空载预热至油温 40-50℃;

  2. 参数检测:启动泵,调至额定转速、额定压力,稳定后用流量计测泵实际输出流量,用激光转速仪测泵轴实际转速,记录泵铭牌排量

  3. 效率计算:按容积效率公式直接计算,正常新泵容积效率≥95%,<90% 为中度磨损,<85% 为重度磨损(现场快速判定阈值)。

3. 简易替代方案(无流量计,间接估内泄)

若现场无流量计,可通过执行元件动作时间法间接估算:在同一系统、同一负载下,记录泵驱动液压缸 / 马达的动作时间,与新机 / 正常状态的动作时间对比,动作时间延长 20% 以上,说明容积效率显著下降(内泄增大);公式参考:为液压缸排量,为液压缸行程,为动作时间),再代入容积效率公式估算。

(二)总效率简易估算法(测系统能耗,快速判整体性能)

1. 所需仪器

钳形功率表(测电机输入功率,精度 ±1.5% FS)、数显压力表(±0.5% FS)、便携式流量计(±1.0% FS)。

2. 检测原理

通过电机输入功率间接替代泵轴输入机械功率(忽略电机效率、联轴器损耗,现场简化计算),通过泵出口压力和流量计算液压输出功率,再按总效率公式估算。

3. 检测步骤

  1. 参数检测:泵在额定工况下稳定运行,用钳形功率表测驱动电机的实际输入功率,用流量计测泵实际输出流量,用压力表测泵出口额定压力

  2. 效率估算

    计算泵液压输出功率 :MPa,:L/min,结果:kW);

    第二步:估算泵轴输入机械功率 为电机效率,三相异步电机满载效率约 85%-90%,取中间值 87% 即可);

    第三步:计算总效率

  3. 判定阈值:现场估算总效率 **<80%** 则说明泵效率显著衰减,需拆机检查磨损(内泄 + 摩擦损耗)。

4. 修正

若需提高精准度,可扣除联轴器损耗(约 1%-2%)管路压力损失(按泵出口压力的 3%-5% 扣除),修正后精准度可提升至 85% 左右。

3. 现场检测注意事项

  1. 检测时需保证泵在额定转速、额定压力、40-50℃油温下运行,偏离额定工况会导致估算增大;

  2. 关闭系统无关支路,确保检测回路为单泵单回路,避免其他执行元件、溢流阀干扰流量、压力数据;

  3. 便携式仪器需紧贴检测部位(如激光转速仪对准泵轴端面标记点,流量计按介质流向安装),保证数据采集准确;

  4. 此方法仅用于效率衰减趋势判断,不可作为泵性能标定、大修验收的依据。

三、特殊工况效率检测(真空 / 高温 / 高压,针对性适配)

针对轴向柱塞泵在高温(油温>60℃)、高压(超额定压力 10% 以上)、真空吸油等特殊工业工况的检测,需在基础检测方法上做针对性调整,核心是补偿工况偏差
  1. 高温工况:油温升高会导致油液粘度降低,内泄增大,效率下降,检测时需实时记录油温,按液压油粘度 - 温度特性曲线修正实际流量,再计算效率;

  2. 高压工况:超额定压力运行时,泵内泄会略有增大,容积效率小幅下降,检测时需控制压力在泵允许的压力内,分级加载并记录效率衰减幅度;

  3. 真空吸油工况:吸油压力过低(<0.8bar)会导致泵吸油不足,实际流量下降,容积效率降低,检测时需同时检测吸油压力,若吸油不畅,需先排查吸油回路再检测效率。

四、效率检测的核心校准与控制要点

无论台架检测还是现场检测,效率数据的精准度依赖工况控制仪器校准,核心注意事项如下:
  1. 仪器校准:所有检测仪器(压力表、流量计、扭矩转速传感器、功率表)需经计量校准且在有效期内,现场便携式仪器每次使用前需做简易校准(如压力表归零、流量计空管校准);

  2. 油温控制:油温是影响效率检测的最核心外部因素,油温每偏离标准值(45℃)±5℃,容积效率偏差约 2%-3%,检测时必须将油温稳定在 40-50℃;

  3. 空气排空:泵腔和检测回路内的空气会导致压力、流量数据剧烈波动,甚至造成气蚀,检测前必须空,直至油液中无气泡;

  4. 同轴度与连接:台架检测时泵与传感器、原动机的同轴度≤0.1mm,避免偏载导致扭矩检测偏差;现场检测时仪器连接牢固,高压管路无泄漏、无节流;

  5. 数据采集:所有参数需在数据稳定后采集,每组工况采集 3 组数据取平均值,剔除异常数据(如偏差>5% 的数值);

  6. 偏差扣除:现场检测用电机功率替代泵轴功率时,需根据电机实际负载率修正电机效率(电机轻载时效率显著降低,如负载率<50%,电机效率约 70%-80%)。

五、效率检测结果的故障判定应用

通过效率检测结果可精准判断泵的故障类型,避免盲目拆机,核心判定逻辑如下:
  1. 容积效率低(<90%),机械效率正常:泵内泄严重,故障为配流盘与缸体磨损、柱塞滑靴脱胶 / 磨损、变量机构密封失效,需拆机更换磨损的密封副部件;

  2. 机械效率低(<85%),容积效率正常:泵内部摩擦损耗大,故障为轴承磨损 / 烧蚀、斜盘与滑靴静压支撑失效(干摩擦)、柱塞与缸体配合间隙过小、油液粘度异常,需排查油液并更换磨损的摩擦部件;

  3. 容积效率、机械效率均低:泵整体严重磨损,需全面拆机检查,更换核心磨损部件(配流盘、缸体、柱塞滑靴、轴承);

  4. 总效率低,现场检测流量、压力正常:非泵本体故障,多为系统管路节流、溢流阀长期开启导致的系统功率损失,需排查液压回路


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