內田技術分析力士樂柱塞泵故障與維修的研究

        力士樂柱塞泵是利用柱塞在泵的缸體內往復運動，使柱塞與泵壁間形成容積發生改變，反復吸入和排出液體增高其壓力的泵，是液壓系統的一個重要裝置。柱塞泵按柱塞的排列方向不同可分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩大類。柱塞泵與齒輪泵和葉片泵相比，柱塞泵容積效率高，可達0.92～0.98，因而額定工作壓力高，可達35MPa左右，可輸出較高轉速，功率與質量之比是所有液壓泵中最大的。柱塞泵輸出流量大，壓力脈動較小，運行平穩，易于改變排量，可以制造成各種類型的變量泵。由于柱塞泵綜合性能好，而被廣泛應用于高壓、大流量和流量需要調節的場合，如工程機械、航空及武器裝備等領域。但柱塞泵結構比較復雜，成本較高，使用時對油液的清潔度要求較高，自吸能力差，使用與維護要求高。

　　    1.力士樂軸向柱塞泵的故障分析與維修

　　    力士樂軸向柱塞泵是將數個柱塞均勻地布置在一個多孔的缸體圓周上，且使柱塞軸線與缸體中心線平行或傾斜一個角度的液壓泵，按其配流方式不同可分為配流盤配流和閥式配流兩大類。配流盤配流柱塞泵根據傳動方式和結構特點不同，可以分為斜盤式和斜軸式，選取斜盤式軸向柱塞泵為例。

　　    1.1斜盤式軸向柱塞泵的結構和工作原理

　　    斜盤式軸向柱塞泵結構和工作原理，泵工作時斜盤和配流盤固定不動，電動機帶動傳動軸、缸體及柱塞一起旋轉。柱塞尾部有彈簧，使柱塞的球頭端始終與斜盤工作表面保持緊密接觸，柱塞缸體內的柱塞孔壁及配流盤共同構成密封空腔。當傳動軸按圖示方向旋轉時，位于最上端的柱塞在斜盤的約束下開始向右移動使密閉容積減小，油液從配流盤壓油口排入系統，實現壓油過程；最下端的柱塞沿著斜盤工作表面逐漸向左伸出，油液在大氣壓力下進入缸孔內，實現吸油過程。

　　    1.2斜盤式軸向柱塞泵故障分析

　　    力士樂軸向柱塞泵工作時，失效主要表現是流量逐漸降低，直到超過最低使用極限；或者突然發生故障停止工作。導致這兩種現象的發生，一般是由于以下幾個方面造成的：軸承與傳動軸咬合咬粘而損壞；柱塞孔間隙增大；柱塞球頭磨損，柱塞被卡死不動；單向閥閥口密封不好，內漏以及彈簧損壞，柱塞不動。

　　    造成以上損壞現象主要是因為以下幾個原因，以Q*PCY14-1B恒功率變量柱塞泵為例。如圖1-2所示，該泵屬于斜盤式軸向柱塞泵，其傳動軸與軸承出現接觸摩擦，使軸承溫度升高致損壞；柱塞孔被柱塞長期運動磨損，間隙增大導致高低壓油串通，引起內漏，流量降低；柱塞尖端部與推力球軸承接觸，由于體積小，散熱慢，尖端因摩擦生熱被氧化后磨損，致使泵的流量降低；長期不更換液壓油，不能按時清洗油池或由于粗精過濾器的故障，柱塞經常被雜物卡死；由于高壓油的作用或油質量差導致閥座的閥口和骨架油封內漏；如圖所示柱塞的球頭與滑靴以及滑靴與斜盤之間的摩擦致使滑靴和球頭失效。

　　    1.3軸向柱塞泵維修措施及注意事項

　　    根據上述原因，修復應做以下工作：定期清洗粗精過濾器和油池，定期更換液壓油，保證柱塞泵有一個正常良好的工作環境；發現損壞零件應及時更換，如軸承、閥座、彈簧及密封標準件等等；研磨柱塞孔，應根據柱塞配隙，使其精度能滿足柱塞泵使用性能的要求；加工柱塞尖端部時，要保證具有較高的硬度和光潔度，使其摩擦阻力小且耐磨，延長使用壽命。

　　

        2.力士樂徑向柱塞泵的故障分析與維修

　　    徑向柱塞式液力機械，其結構型式有多種，其共同特征是各柱塞排列在傳動軸的半徑方向上，即各柱塞的中心線都垂直于傳動軸的中心線。由于這種液力機械的柱塞可排列成多列，因而可有較多的柱塞，作為泵時流量可較大。根據配流的方式不同分為軸配流和閥配流兩種形式，選取軸配流式徑向柱塞泵為例。

　　    2.1軸配流式徑向柱塞泵的結構和工作原理

　　    軸配流式徑向柱塞泵結構和工作原理：

　　    主要是由定子（1）缸體（3）襯套（4）柱塞（5）及配流軸（2）組成。

　　    2.2軸配流式徑向柱塞泵故障分析

　　    根據對徑向柱塞泵結構特點的分析，我們認為由于滑靴與定子接觸處為線接觸，特別容易磨損，很可能就是故障點。通過拆檢，果然發現滑靴與定子的貼合圓弧面磨損嚴重，圓弧面上的合金層已有磨痕，部分合金層已磨掉，定子內曲面的磨損程度稍輕，僅僅只有劃痕。由于滑靴圓弧推力面大于活塞上的推力面，使其無法緊緊貼緊在定子內曲面上，因此運動密封不嚴而造成內泄漏增大，致使液壓系統無法建立起較高的壓力。

　　    2.3軸配流式徑向柱塞泵維修措施

　　    根據軸的損壞程度加工去掉損壞層且磨至某一尺寸待用，一般第一次磨損的軸都可修復，根據加工后的軸的尺寸和軸套的磨損程度配制新軸套。在實際的修理中，我們選用了舍棄軸套保留軸的方案，在加工軸套時由滾針磨損情況而縮小軸套的軸承部分尺寸以恢復其配合深度。

　　    另外，我們還適當加大了軸與套的間隙，一般選用0.12～0.18mm之間，這樣雖對泵的壓力及流量稍有影響但減少了軸與套的掃鏜機會，大大延長了泵的使用壽命。為了控制困油和噪聲，必須按指標修理配油機構以及確定配流時間，提高軸承的幾何精度和裝配質量，保證其良好的潤滑條件達到降低困油和噪聲的目的。柱塞泵在使用的過程中要定期更換液壓油，保證柱塞泵有一個正常良好的工作環境，發現損壞的零件應及時修理更換，以免對柱塞泵造成更大的損壞。定期檢查吸油管道連接處的密封及油箱，避免泵吸空氣使油液含有空氣，形成氣泡，對泵產生氣蝕，產生強烈的振動和氣穴噪聲。

　　

        3.總結

　　    力士樂柱塞泵使用壽命的長短，與平時的維護保養、液壓油的數量和質量、油液清潔度等有關。避免油液中的顆粒對柱塞泵的摩擦副磨損等，是延長柱塞泵壽命的有效途徑。在維修中更換零件應盡量使用原廠生產的零件，這些零件有時比其它仿造的零件價格要貴，但質量及穩定性要好。如果購買售價便宜的仿造零件，短期內似乎是節省了費用，但由此也帶來了隱患，也可能對柱塞泵的使用造成更大的危害。在實際工作中，應該深入生產現場，勤于觀察，認真思考，要本著先外圍、后查看核心部件，先輔助設施、后功能部件，先易后難來展開診斷、修復工作。具體問題，具體分析，舉一反三、觸類旁通，如此，才可有效、快捷地診斷、修復設備。