如果使用不当,斜盘式轴向柱塞泵会出现多种故障。
1 常见故障及原因
1)结构方面
斜盘式柱塞泵主要由柱塞、滑靴、缸体、配流盘、传动轴、斜盘、压盘、球铰、弹簧和伺服变量
机构组成。传动轴穿过缸体、斜盘,两端用轴承支承在壳体上。缸体内匀布有7 或9 只柱塞,缸体通过花键与传动轴联结。柱塞尾部有滑靴,通过压盘及弹簧被压在斜盘上。斜盘通过一对轴承安装在油泵壳体下端,并能在一定范围内摆动。随着传动轴带动缸体的旋转,柱塞一面作圆周旋转运动,一面又作轴向往复运动。基于这种结构特点,轴向柱塞泵通常出现以下故障:
(1)缸体端面与配流盘的磨损:这对摩擦副通常采用静压平衡原理设计,正常使用条件下磨损量很小。当使用一定时间后,由于高速油液反复冲刷配流盘的高压与低压过渡区,使其锐角变钝并出现深浅不一的凹槽,使泵的泄漏增加,严重丧失工作能力。传动轴两端轴承因承受较大径向载荷,使用一定时间后容易磨损,产生轴向窜动或径向跳动间隙。此间隙在缸体旋转时改变了摩擦副表面油膜厚度和压力分布规律,特别是在重载、冲击载荷工况下,配流盘表面出现局部烧伤疲劳剥落和翘曲变形。
剥落的金属粒子会夹杂在相对运动的表面间,或进入柱塞腔,形成严重的磨粒磨损,将缸体与配流盘表面拉出很深的沟槽,致使泵的泄漏增加或完全丧失工作能力。
(2)柱塞的磨损:柱塞与缸体采用精密配合。在规定的油液清洁度等级下,柱塞与缸体出现正常磨损。当油液清洁度超标时会造成柱塞早期磨损和表面局部拉伤。当泵长期工作在全排量、大负荷工况下,柱塞外伸最长,柱塞与缸体接触处润滑状况恶化甚至出现干摩擦,在冲击载荷作用下一瞬间即可将柱塞卡死在缸体中,轻者,可将柱塞抽出,研磨修复后继续使用;重者,柱塞会完全抱死在缸体内,并会拉断滑靴、压盘,甚至造成缸体、柱塞报废的恶性事故。
(3)柱塞球部与滑靴、滑靴与斜盘的磨损。滑靴、斜盘的磨损程度主要取决于柱塞球部节流孔是否经常保持畅通,这是保证斜盘与滑靴之间形成油膜的关键。由于节流孔直径很小,一旦堵塞将破坏原有的润滑状态,加速滑靴与斜盘表面的磨损,同时出现噪声。
(4)伺服变量机构不灵:伺服活塞卡滞,调压弹簧折断,均使斜盘失去控制,使主机无法工作。
2)使用维护方面
(1)选用的液压油牌号不符合厂家规定标准,甚至人为延长液压油的使用期限或采用低档次的机
械油、柴机油补充。
(2)选用的液压油清洁度不符合厂家规定。排除系统故障时,在使用现场大拆大卸,不注意容器
的清洁,将污染的液压油又重新加入油箱中使用。
(3)平时操作不当。发动机启动后不先预热液压系统而马上投入重负荷工作。由于温度低、粘度
相对大,油液尚未完全充满到各摩擦副表面,致使油泵出现过早磨损。另外有些恶劣操作方法,如骤然增加或减少发动机油门或经常长时间超负荷工作,往往会造成泵的液压冲击,降低泵的使用寿命。
(4)使用中不按规定要求保养,不及时清洗更换滤芯。当柱塞泵已经出现故障征兆,如发热、噪
声、震动和流量降低等,仍带病工作,致使情况进一步恶化。
2 油泵使用与维护
1)使用与维护的主要措施
(1)柱塞泵流量大,压力高、转速高,使用环境条件较差,尤其是温差大,必须严格按照生产厂
家要求选用液压油,绝不能使用低档次液压油。选用代用液压油更要慎重。
(2)液压油的清洁度必须达到规定标准。要定期更换液压油,并应尽量避免在恶劣的环境下换油。绝对禁止用柴油或其它清洗剂清洗液压系统,以免放油不净而稀释了液压油。要定期更换液压滤芯,并要切实保证其安装可靠,过滤效果良好。
(3)进入负荷工作之前,应预热液压系统,应调整负荷由轻到重,油温升到600C 左右才能正常工作。操纵发动机油门和控制液压系统操纵手柄时,其动作应连贯轻柔,不要猛轰油门和突然加载。
2)勤检查重维护延长使用寿命
(1)使用过程中,应定期观察油温、油液污染情况,当发现以下异常情况时应迅速停车检查排除:
①油泵发热,油温接近或超过规定温升;②液压滤芯外壁或油箱底部吸附的金属碎末量明显增多;③柱塞泵有明显的振动、麻手感并带有“哗哗”或“吱吱”的摩擦声。
(2)对连续使用3 年以上或工作超过2000 小时的柱塞泵,应特别注意维护保养,不到必要时不全面拆卸检查。如需拆装,必须在规定的环境中进行。拆卸前应先检查传动轴的轴向窜动量,以便装配时决定调整余量。拆卸柱塞要小心,避免头部碰撞,要在柱塞与缸体对应孔上打标记以免混装。卡死在缸体内的柱塞应采取保护措施后再取出,不能硬打,以免损坏或碰伤缸体。拆卸后应注意将柱塞、缸体及配流盘等精密零件用规定的清洁液洗净,注意彻底洗净节流孔,并按照装配顺序摆放到专用隔离盘中。
(3)使用中易磨损的是配流盘与缸体的接触面。若磨损量不大可在玻璃板上用凡尔砂加少许机油直接磨平;平面挠曲严重时应在平面磨床上修平。磨削后配流盘总厚度减小,需在压紧弹簧处加上垫片以补偿弹力的不足。传动轴两端的轴承要特别仔细检查,发现轴承内外环轨道磨损,局部金属脱落,滚珠失去光泽或滚珠支架变形开裂,应立即更换。
(4)装配之前,应按柱塞原配孔位置作简单的密封试验,即将缸体放入装满轻柴油的盆中,用手
堵住缸体孔一头,另一头要封住滑靴节流孔并逐渐用力插入柱塞。此时,若插入不足2/5 柱塞行程,且能长久保压的为合格;若大于3/5 以上行程,说明其泄漏严重,应检查漏处再决定是否更换滑靴、柱塞或缸体。装配时应先装传动轴至泵壳中,调整轴向间隙。若轴向间隙过大,应在泵盖端轴承外圈上加垫,按说明书规定的轴向间隙进行调整。也可用手去感觉,转动时应无出现滞阻力,均匀自如。调整合适后应拆下传动轴,按照顺序进行总装配,注意装配时应将密封件浸上液压油。
(5)凡是修复的柱塞都应上机试运转,尤其对更换所有柱塞件的泵更应重视。
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