内田技术分析力士乐柱塞泵故障与维修的研究

        力士乐柱塞泵是利用柱塞在泵的缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积发生改变，反复吸入和排出液体增高其压力的泵，是液压系统的一个重要装置。柱塞泵按柱塞的排列方向不同可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两大类。柱塞泵与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵容积效率高，可达0.92～0.98，因而额定工作压力高，可达35MPa左右，可输出较高转速，功率与质量之比是所有液压泵中最大的。柱塞泵输出流量大，压力脉动较小，运行平稳，易于改变排量，可以制造成各种类型的变量泵。由于柱塞泵综合性能好，而被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，如工程机械、航空及武器装备等领域。但柱塞泵结构比较复杂，成本较高，使用时对油液的清洁度要求较高，自吸能力差，使用与维护要求高。

　　    1.力士乐轴向柱塞泵的故障分析与维修

　　    力士乐轴向柱塞泵是将数个柱塞均匀地布置在一个多孔的缸体圆周上，且使柱塞轴线与缸体中心线平行或倾斜一个角度的液压泵，按其配流方式不同可分为配流盘配流和阀式配流两大类。配流盘配流柱塞泵根据传动方式和结构特点不同，可以分为斜盘式和斜轴式，选取斜盘式轴向柱塞泵为例。

　　    1.1斜盘式轴向柱塞泵的结构和工作原理

　　    斜盘式轴向柱塞泵结构和工作原理，泵工作时斜盘和配流盘固定不动，电动机带动传动轴、缸体及柱塞一起旋转。柱塞尾部有弹簧，使柱塞的球头端始终与斜盘工作表面保持紧密接触，柱塞缸体内的柱塞孔壁及配流盘共同构成密封空腔。当传动轴按图示方向旋转时，位于最上端的柱塞在斜盘的约束下开始向右移动使密闭容积减小，油液从配流盘压油口排入系统，实现压油过程；最下端的柱塞沿着斜盘工作表面逐渐向左伸出，油液在大气压力下进入缸孔内，实现吸油过程。

　　    1.2斜盘式轴向柱塞泵故障分析

　　    力士乐轴向柱塞泵工作时，失效主要表现是流量逐渐降低，直到超过最低使用极限；或者突然发生故障停止工作。导致这两种现象的发生，一般是由于以下几个方面造成的：轴承与传动轴咬合咬粘而损坏；柱塞孔间隙增大；柱塞球头磨损，柱塞被卡死不动；单向阀阀口密封不好，内漏以及弹簧损坏，柱塞不动。

　　    造成以上损坏现象主要是因为以下几个原因，以Q*PCY14-1B恒功率变量柱塞泵为例。如图1-2所示，该泵属于斜盘式轴向柱塞泵，其传动轴与轴承出现接触摩擦，使轴承温度升高致损坏；柱塞孔被柱塞长期运动磨损，间隙增大导致高低压油串通，引起内漏，流量降低；柱塞尖端部与推力球轴承接触，由于体积小，散热慢，尖端因摩擦生热被氧化后磨损，致使泵的流量降低；长期不更换液压油，不能按时清洗油池或由于粗精过滤器的故障，柱塞经常被杂物卡死；由于高压油的作用或油质量差导致阀座的阀口和骨架油封内漏；如图所示柱塞的球头与滑靴以及滑靴与斜盘之间的摩擦致使滑靴和球头失效。

　　    1.3轴向柱塞泵维修措施及注意事项

　　    根据上述原因，修复应做以下工作：定期清洗粗精过滤器和油池，定期更换液压油，保证柱塞泵有一个正常良好的工作环境；发现损坏零件应及时更换，如轴承、阀座、弹簧及密封标准件等等；研磨柱塞孔，应根据柱塞配隙，使其精度能满足柱塞泵使用性能的要求；加工柱塞尖端部时，要保证具有较高的硬度和光洁度，使其摩擦阻力小且耐磨，延长使用寿命。

　　

        2.力士乐径向柱塞泵的故障分析与维修

　　    径向柱塞式液力机械，其结构型式有多种，其共同特征是各柱塞排列在传动轴的半径方向上，即各柱塞的中心线都垂直于传动轴的中心线。由于这种液力机械的柱塞可排列成多列，因而可有较多的柱塞，作为泵时流量可较大。根据配流的方式不同分为轴配流和阀配流两种形式，选取轴配流式径向柱塞泵为例。

　　    2.1轴配流式径向柱塞泵的结构和工作原理

　　    轴配流式径向柱塞泵结构和工作原理：

　　    主要是由定子（1）缸体（3）衬套（4）柱塞（5）及配流轴（2）组成。

　　    2.2轴配流式径向柱塞泵故障分析

　　    根据对径向柱塞泵结构特点的分析，我们认为由于滑靴与定子接触处为线接触，特别容易磨损，很可能就是故障点。通过拆检，果然发现滑靴与定子的贴合圆弧面磨损严重，圆弧面上的合金层已有磨痕，部分合金层已磨掉，定子内曲面的磨损程度稍轻，仅仅只有划痕。由于滑靴圆弧推力面大于活塞上的推力面，使其无法紧紧贴紧在定子内曲面上，因此运动密封不严而造成内泄漏增大，致使液压系统无法建立起较高的压力。

　　    2.3轴配流式径向柱塞泵维修措施

　　    根据轴的损坏程度加工去掉损坏层且磨至某一尺寸待用，一般第一次磨损的轴都可修复，根据加工后的轴的尺寸和轴套的磨损程度配制新轴套。在实际的修理中，我们选用了舍弃轴套保留轴的方案，在加工轴套时由滚针磨损情况而缩小轴套的轴承部分尺寸以恢复其配合深度。

　　    另外，我们还适当加大了轴与套的间隙，一般选用0.12～0.18mm之间，这样虽对泵的压力及流量稍有影响但减少了轴与套的扫镗机会，大大延长了泵的使用寿命。为了控制困油和噪声，必须按指标修理配油机构以及确定配流时间，提高轴承的几何精度和装配质量，保证其良好的润滑条件达到降低困油和噪声的目的。柱塞泵在使用的过程中要定期更换液压油，保证柱塞泵有一个正常良好的工作环境，发现损坏的零件应及时修理更换，以免对柱塞泵造成更大的损坏。定期检查吸油管道连接处的密封及油箱，避免泵吸空气使油液含有空气，形成气泡，对泵产生气蚀，产生强烈的振动和气穴噪声。

　　

        3.总结

　　    力士乐柱塞泵使用寿命的长短，与平时的维护保养、液压油的数量和质量、油液清洁度等有关。避免油液中的颗粒对柱塞泵的摩擦副磨损等，是延长柱塞泵寿命的有效途径。在维修中更换零件应尽量使用原厂生产的零件，这些零件有时比其它仿造的零件价格要贵，但质量及稳定性要好。如果购买售价便宜的仿造零件，短期内似乎是节省了费用，但由此也带来了隐患，也可能对柱塞泵的使用造成更大的危害。在实际工作中，应该深入生产现场，勤于观察，认真思考，要本着先外围、后查看核心部件，先辅助设施、后功能部件，先易后难来展开诊断、修复工作。具体问题，具体分析，举一反三、触类旁通，如此，才可有效、快捷地诊断、修复设备。