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直轴斜盘式柱塞泵的使用及维修方法

摘要：塞泵是液压系统中的重要元件，大部分液压系统的能源元件都是选用柱塞泵。正确合理地使用柱塞泵、掌握柱塞泵的故障诊断方法及迅速排除措施和手段，对液压系统是至关重要的。元件出现故障，必须迅速排除，才能保证生产的正常稳定进行。

关键词：故障分析 柱塞泵

正文：柱塞泵是利用柱塞在泵缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。据泵阀英才网专家称，柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。
现以直轴斜盘式柱塞泵为例，介绍其使用及常见故障的分析和维修方法。
直轴斜盘式柱塞泵的使用
一．在安装试车之前，必须将油箱、管道、执行元件（如油缸）和阀门等清洗干净，灌入油箱的新油必须用滤油机滤清，防止由于油桶不清洁引起的油液污染。
二．新泵在使用一星期之后，应将油箱内全部油液滤清一次并清洗油箱和滤清器，然后根据系统工作环境工作负载等情况3~6个月更换一次油液，清洗一次油箱。
三．使用过程中严禁因系统发热而掀掉油箱盖，而必须采取其它措施（如设置冷却器）。
四．关于自吸的有关问题：
1.油泵的中心高至油面的距离不大于500mm，吸入压力应在-125mmHg以内。否则发生气蚀，造成零件破损、噪声、振动等故障（图3-1）
2.在吸油管路上安装150目的吸油滤油器，有些柱塞泵生产厂规定在吸入管路上不允许安装滤油器，但这对油箱内汪液的清洁度应有严格要求。在泵出口侧装过滤精度为 25μ的管路滤油器。
3.泵的转速不可大于额定转速。
4.吸入管道通径不小于推荐的数值（见安装外形尺寸产品目录），吸入管道最多一个弯管接头。
5.配油盘如需减少斜盘偏角启动时，则不能保证自吸，用户如需小流量时，应在泵全偏角启动后，再用变量机构改变流量。
五．倒灌自吸
1.油箱的最低油面比油泵的进油口中心高出300mm时，泵可以小偏角启动自吸。
2.吸入管道3的通径不小于推荐值，载止阀2的通径应比吸入管道3通径大一倍。
3.油泵的吸入管道长度L<2500mm，管道弯头不得多于两个，吸入管道至油箱壁的距离H1>3D,吸油管吸入口至油箱底面距离H≥3D
4.对于流量大于160L/min的泵，推荐采用倒灌自吸。
六．立式安装油泵的自吸
1.油泵吸油口至最低汪面的距离不大于500mm。
2.回油管上的灌油接头应高于油泵的轴承润滑线（轴端法兰盖端面）
七．壳体内压力和泄油管的接法
使用中，油泵的壳体内有时要示承受一定的压力，由于油封（回转密封）和压力补偿变量机构上法兰密封垫的限制，壳体内的压力不宜超过0.16~0.2Mpa，并且泄汪管不能和其它回油管连通，要单独回油箱。泄油管的接法有几种。
1.在一般液压系统中，采用图3-4的接法，滤油器前的压力表示值不超过0.16~0.2Mpa。
2.当泵经常在零偏心或系统工作压力低于8Mpa下运转，使泵的漏损过小而引起泵体发热时，可采用图3-4的油路强制循环冷却。
3.当由于液压系统的需要而采用增压油箱时，其压力P≤0.16~0.2Mpa
八．工作介质：
1.推荐采用国产20#或30#液压油或与ISO-VG32~68粘度相当的耐磨损液压油，粘度指数大于90的其它液压油，汪内水分、灰份、酸值必须符合有关液压油的规定。
2.正常的工作油温推荐为10~65ºC，对于超出此温度范围的特殊用途的高温或低温用泵，推荐采用10#航空液压油。并与制造厂具体协商。
九．泵的启动
1.油泵安装后在第一次启动前必须通过泵壳上的泄油口向泵内灌满清洁的液压油。否则不可启动。
2.用手转动联轴器，检查泵轴在旋转中是否力量均匀，安装是否牢固无松动，两联轴器是否同心等。
3.检查泵电动机的旋向是否与规定的旋向相符。对于油流可换向中的泵（例如伺服变量泵）还应检查其刻度盘的指示方向是否与进出油口方向相符合（当进出油按泵上标牌所示时，则指针应在刻度盘的正向，反之为反向）。
4.液压系统中应有空负载循环回路，以至不使泵满载启动与停车，非党员则将降低泵的使用寿命并引起电机过载，液压系统中的安全阀调整压力不得大于35.0Mpa。
5.泵启动时先将启动按扭启停数次，确认油流方向正确与泵声音正常后再连续启动。
十．负载过转
1.低负载运转：在上述准备工作完成后，先使泵在1.0~2.0Mpa压力下运转10~20分钟。
2.满负载运转：低负载运转后，逐渐调整溢流阀、安全阀的压力至液压系统的最高压力运转15分钟，检查系统是否正常。如是否漏油，泵和液压系统声音是否正常，泵壳上的最高温度一般比油箱内油泵入口处的油温高10~20ºC，尚属正常。例如当油箱内油温达65ºC时，泵壳上的最高温度不超过70~80ºC。
3.上述负载运转完毕后，泵方可进入正常工作。
4.最高使用压力下的运转时间，不得超过一个循环时间的10%，一般在6秒以内。
直轴斜盘式柱塞泵的常见故障的分析
一． 油泵吸不上油或无压力
1.原动机与油泵旋向不一致---纠正原动机旋向
2.油泵传动键脱落---重新安装传动键
3.进出油口接反---按说明书选用正确接法
4.油箱内油面过低，吸入管口露出液面----补充油液至最低油标线以上
5.转速太低吸力不足----提高转速达到油泵最低转速以上
6.油粘度过高，使叶片运动不灵活-----选用推荐粘度的工作油
7.油温过低，使油粘度过高-----加温至推荐正常工作油温
8.吸入管道或过滤装置堵塞造成吸油不畅-----清洗管道或过滤装置，除去堵塞物，更换或过滤油箱内油液
9.吸入口过滤器过滤精度过高造成吸油不畅------按说明书正确选用过滤器
10.系统油液过滤精度低导致叶片在槽内卡住------拆洗、修磨油泵内脏件，仔细重装，并更换油液
11.小排量油泵吸力不足----向泵内注满油
12.吸入管道漏气-----检查管道各连接处，并予以密封、坚固
二．流量不足达不到额定值
1.转速未达到额定转速-------按说明书指定额定转速选用电机转速
2.系统中有泄漏------检查系统，修补泄漏点
3.由于油泵长时间工作、振动使泵盖螺钉松动----适当拧紧螺钉
4.吸入管道漏气-----查各连接处，并予以密封、紧固
5.吸油不充分 　
①油箱内油面过低-------补充油液至最低油标线以上
②入口滤油器堵塞或通流量过----清洗过滤器或选用通流量为油泵流量2倍以上的滤油器
③吸入管道堵塞或通径小----清洗管道，选用不小于油泵入口通径的吸入管
④油粘度过高或过低 ----选用推荐粘度工作油
6．变量泵流量调节不当 ----重新调节至所需流量
三．压力升不上去
1.油泵不上油或流量不足 ----同前述排除方法
2.溢流阀调整压力太低或出现故障----重新调试溢流阀压力或修复溢流阀
3.系统中有泄漏 ----检查系统、修补泄漏点
4.由于油泵长时间工作振动，使泵盖螺钉松动 ----适当拧紧螺钉
5.吸入管道漏气 ----检查各连接处，并予以密封、紧固
6.吸油不充分 ----同前述排除方法
7.变量泵压力调节不当----重新调节至所需压力
直轴斜盘式柱塞泵的维修方法
直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型和自吸油型两种。压力供油型液压泵大都采用有气压的油箱，也有液压泵木身带有补油分泵向液压泵进油日提供压力油的。自吸油型液压泵的自吸油能力很强，无需外力供油。靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，必须等液压油箱达到使用气压后，才能操作机械。否则会造成泵体内回程板与压板的非止常磨损。采用补油泵供油的柱塞泵，使用3 000 h后，操作人员每日需对柱塞泵检查1 -2次，检查液压泵运转声响是否止常。如发现液压缸速度下降或闷车时，就应该对补油泵解体检查，检查叶轮边缘是否有刮伤现象，内齿轮泵间隙是否过大。对于自吸油型柱塞泵，液压油箱内的油液不得低于油标下限，要保持足够数最的液压油。液压油的清洁度越高，液压泵的使用寿命越长。
1.柱塞泵最重要的部件是轴承，如果轴承出现游隙，则不能保证液压泵内部三对摩擦副的止常间隙，同时也会破坏各摩擦副的静液压支承油膜厚度，降低柱塞泵轴承的使用寿命。据液压泵制造厂提供的资料，轴承的平均使用寿命为10 000 h，超过此值就需要更换新件。
拆卸下来的轴承，没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙的，只能采用目测，如发现滚柱表面有划痕或变色，就必须更换。在更换轴承时，应注意原轴承的英文宇母和型号，柱塞泵轴承大都采用大载荷容最轴承，最好购买原厂家、原规格的产品，如果更换另一种品牌，应请对轴承有经验的人员查表对换，目的是保持轴承的精度等级和载荷容最。
2.当各种间隙超差时，可按下述方法修复:缸体镶装铜套的，可以采用更换铜套的方法修复。首先把一组柱塞杆外径修整到统一尺寸，再用1000#以上的砂纸抛光外径。缸体安装铜套的三种方法:缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压，过盖装配;采用乐泰胶茹着装配，这种方法要求铜外套外径表面有沟槽;缸孔攻丝，铜套外径加工螺纹，涂乐泰胶后，旋入装配。熔烧结合方式的缸体与铜套，采用研磨棒、手工或机械方法研磨修复缸孔;采用座标铿床，重新铿缸体孔;采用铰刀修复缸体孔;采用“表面工程技术”方法，在柱塞表面镀一层硬铬;在柱塞表面刷镀耐磨材料;热喷涂或电弧喷涂或电喷涂:喷涂高碳马氏体耐磨材料;激光熔敷:在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末;缸体孔无铜套的缸体材料大都是球墨铸铁的，在缸体内壁上制备非品态薄膜或涂层。因为缸体孔内壁有了这种特殊物质，所以才能组成硬一硬配对的摩擦副。如果盲目地研磨缸体孔，把缸体孔内壁这层表面材料研掉，摩擦更佳的结构性能也就改变了。被去掉涂层的摩擦副，如果强行使用，就会发生摩擦面温度急剧升高，柱塞杆与缸孔发生胶合。另外，在柱塞杆表面制备一种独特的薄膜涂层，涂层含有减磨+耐磨+润滑功能，这组摩擦副实际还是硬一软配对，一旦人为地改变涂层，也就破坏了最佳配对材料的摩擦副，修理这些特殊的柱塞泵，就要送到专业修理厂。
3.配流盘有平面配流和球面配流两种形式。球面配流的摩擦副，在缸体配流面划痕比较浅时，通过研磨手段修复;缸体配流面沟槽较深时，应先采用“表面工程技术”手段填平沟槽后，再进行研磨，不可盲目研磨，以防铜层变薄或露出钢基。
平面配流形式的摩擦副可在精度比较高的平台上进行研磨。缸体和配流盘在研磨前，应先测最总厚度尺寸和应当研磨掉的尺寸，再补偿到调整垫上。配流盘研磨最较大时，研磨后应重新热处理，以确保淬硬层硬度。缸体与配流盘修复后，可采用下述方法检查配合n的泄漏情祝，即在配流盘n涂上凡士林油，把泄油道堵死，涂好油的配流盘平放在平台或平板玻璃上，再把缸体放在配流盘上，在缸孔中注入柴油，要间隔注油，即一个孔注油，一个孔不注油，观察4h以上，柱塞孔中柴油无泄漏和窜通，说明缸体与配流盘研磨合格。

结束语：柱塞泵使用寿命的长短，与平时的维护、液压油的数最和质最、油液清洁度等有关。避免油液中的颗粒对柱塞泵摩擦副造成磨损等，也是延长柱塞泵寿命的有效途径。在维修中更换零件应尽最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，但质最及稳定性要好，如果购买售价便宜的仿造零件，短期内似乎是节省了费用，但由此带来了隐患，也可能对柱塞泵的使用造成更大的危害。

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