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軸向雙聯柱塞泵的維修及使用
點擊次數：4266 發布時間：2018-3-6
某90型正面吊的液壓總泵是一種液控變量式軸向雙聯柱塞泵，主要由泵體、柱塞滑靴組件、配流盤、缸體、變量活塞和伺服滑閥等組成，泵的同軸度要求*。
1．主要零部件的故障原因及維修方法
(1)缸體。缸體有兩個非常重要的配合面：①缸體端面與配流盤貼合面；②柱塞孔與柱塞。這兩對相對運動零件間的配合間隙直接關系到泵的輸出壓力與流量，因此缸體的常見故障主要有：
1)缸體與配流盤貼合面磨損或燒壞。缸體與配流盤接觸面間的密封性，是影響軸向柱塞泵能否正常工作的重要因素，由于缸體端面能在壓力油的作用下自動壓緊于配流盤，并且在端面磨損后有自動補償功能，因此兩者之間在正常情況下有良好的密封性，能保證泵達到zui大壓力。但由于缸體是高速旋轉的零件，其端面磨損較均勻，而因配流盤是用定位銷與泵體固定在一起，油液壓力只作用在半圓面上，故其磨損是單邊的。如果對該泵使用或維護保養不當，特別是用油不清潔，就會使其運動副貼合面不正常磨損或燒壞。缸體與配流量貼合面不正常磨損或燒壞故障的原因及維修方法見下表。
缸體與配油盤貼合面的故障原因與維修方法
故 障 原 因 | 維 修 方 法 |
液壓油中有雜物、污物混進運動副 | 清潔會有濾芯并更換液壓油 |
液壓油油品低，易使油膜變薄，抗磨性差而使磨損增加 | 采用抗磨液壓油 |
配油盤長期工作在高溫下，受高壓油作用而產生應力變形 | 增加液壓油冷卻裝置，檢修或更換配流盤 |
缸體花建孔與傳動軸花鍵的配合間隙太小 | 修理傳動軸花鍵，調整配合間隙 |
缸體上的柱塞孔在精鉸時未大道應有的深度或者孔有錐度，導致柱塞在缸體孔內卡死 | 檢修缸體柱塞孔或者重新鑲孔套與柱塞配合 |
配流盤與缸體之間的高、低壓過渡區困泊現象嚴重 | 銼修三角槽部位，保證其達到卸壓要求 |
液壓油不夠，使配流盤與缸體貼合面產生干摩擦 | 使油面長期高過進油口，并有一定背壓 |
缸體軸承的配合間隙過大，使缸體在高速運動時產生振動，四配流盤變形 | 更換軸承、配流盤 |
當缸體端面有輕微磨損或劃傷時，可將端面放在二級精度以上的研磨平板上研磨，保證其平面度允差小于0.005mm，表面粗糙度為Ra0.32µm；當缸體端面磨損較為嚴重時，應將缸體置于平面磨床的工作臺上，磨去磨損或粘損的痕跡，然后拋光至Ra0.32µm，并保證其平面度允差小于0.005mm。
若貼合面磨損嚴重，間隙過大，造成自動補償失效而導致泵高壓油內泄，則應更換缸體。
2)柱塞孔內出現碰傷、拉毛或粘損。柱塞在柱塞孔內做往復運動時，由于缸體在一定傾角下作高速旋轉運動而使柱塞對柱塞孔產生側向力。如果缸體上的柱塞7L在精鉸時未達到應有的深度，或者孔因失圓使柱塞受的側向力增大，就會出現柱塞孔碰傷、拉毛、粘損現象。另外，油液不干凈也會使柱塞孔出現碰傷、拉毛現象。因此，在修理時要根據需要精鉸或研磨缸體柱塞孔(缸孔倒角小于1mm)，或根據需要更換柱塞孔內套，或加大柱塞外徑，以保證其與柱塞的配合尺寸，否則會出現內泄。
(2)配流盤。配流盤與缸體表面的密封性不良，將造成高壓油泄漏而降低泵的輸出壓力、流量。因此配流盤的表面粗糙度和平面度對于泵的工作性能有著很大影響。由于配流盤是與缸體端面相配合的零件，因此，缸體端面磨損原因往往也是配流盤的磨損原因。配流盤的修復方法要視配流盤的磨損情況而定。
對于拉毛、磨損不嚴重的配流盤，可采用手工研磨方法加以修復。研磨前，應先將配流盤的拉毛凸處用油石基本磨平，用柴油清洗干凈表面后，放在加有適當研磨劑的二級精度以上的研磨平板上，對配流盤施加均勻的壓力，以“8”字形的推磨方法或以旋磨與直線相結合的方法進行研磨。為防止研磨時配流盤工作表面傾斜，可在研磨過程中對較厚的部位適時加大些壓力，以達到平面度的允差值。
對于磨損較嚴重的配流盤，在條件許可的情況下，可上平面磨床工作臺。在保證平面變化允差小于0.005mm，表面粗糙度為Ra0.32µm情況下進行表面拋光。若配流盤已嚴重磨損或變形，則必須更換。
(3)柱塞一滑靴組件。柱塞一滑靴副是整個液壓柱塞泵中受沖擊和交變應力zui頻繁、受壓zui大、運動速度和加速度zui高、工作zui繁重的組件，因此極易發生故障。在實際使用中，柱塞滑靴副的zui常見故障有以下三種：
1)柱塞球頭脫離滑靴。此故障zui為常見，若不及時發現或處理不當，將會使球頭嚴重磨損斜盤貼合面，甚至使斜盤報廢。因此在泵運行過程中，若聽到“嗒、嗒”的清脆金屬撞擊聲，則表明球頭已脫離滑靴并敲擊斜盤貼合面了。這時需要馬上停止驅動工作泵并進行檢修。柱塞球頭脫離滑靴的故障原因及維修方法見下表。
柱塞球頭脫離滑靴的故障原因與維修方法
故 障 原 因 | 維 修 方 法 |
滑靴疲勞產生裂紋 | 更換滑靴 |
球頭與滑靴有軸向竄動，使柱塞在往復運動中球頭對滑靴包合裙口處不斷承受使之松動的沖擊力而脫離滑靴 | 有條件的情況下，可用包含胎具的壓力機再次進行壓合，嚴重時應更換球頭滑靴 |
滑靴球窩的圓度允差超過0.03mm，與柱塞球頭包合后的徑向間隙大于0.01mm，球窩、球頭接觸面積小于70%，而使球頭在運動中與滑靴有配合運動 | 更換球頭滑靴 |
滑靴材料剛性差 | 采用軋制的QAL9-4鋁青銅棒 |
2)柱塞咬死在缸體孔中。造成柱塞咬死的原因主要是缸孔變形，其他原因是由于支撐球鉸的銷掉了或銷陷入底座中，或回程盤已變形、磨損。當泵起動時則回程盤易觸碰在缸體上，造成柱塞變形而咬死缸孔；缸體預緊彈簧折斷和缸體支撐圓錐滾子軸承損壞，也會造成柱塞因受大的側向力而咬死缸孔中。
對于磨損超差的柱塞和缸體，一般采取更換的辦法。若缸孔變形不嚴重，可以精鉸或更換柱塞孔內套，也可換上圓柱外徑已加大的柱塞來保證運動副的配合間隙，但要保證缸體的動平衡。
3)滑靴與斜盤貼合面的磨損或燒壞。此故障極易導致滑靴脫落而影響泵的性能。
其故障原因與維修方法見下表。
滑靴與斜盤貼合面的故障原因與維修方法
故 障 原 因 | 維 修 方 法 |
油液雜質阻塞滑靴的小孔，使滑靴與斜盤貼合面形成干磨損而燒壞 | 清潔液壓油濾芯、油箱或換油，檢修或更換燒壞的滑靴、斜盤 |
變量機構存在故障，使泵在嚴重超載的情況下斜盤仍報紙較大傾角，結果使滑靴端面啃毛 | 檢修變量機構，特別是對變量活塞環與配合套的間隙進行修復，保證斜盤的正常調節 |
柱塞球頭孔的角度偏小，在zui大工作傾角時，滑靴小孔無油，與斜盤貼合面形成干摩擦而燒壞 | 需由廠家在模具上把球頭孔角修模大才能修復 |
斜盤兩圓弧面與軸瓦接觸不良（70%以上）。在泵建立壓力后，斜盤有跳動現象，使貼合面變形磨損 | 刮研、修配瓦、保證接觸面積不小于70%；調整變量活塞的配合間隙，保證圓弧面與軸瓦間的油膜壓力 |
缸體支承圓錐滾子軸承架松動而引起斜盤有跳動 | 更換軸承 |
球頭脫離滑靴，使球頭撞擊斜盤貼合面 | 更換柱塞滑靴 |
滑靴、斜盤的表面粗糙度及選用的材料沒達到要求 | 采用軋制的QAL9-4鋁青銅并對滑靴、斜盤的貼合面進行平磨 |
對于磨損的滑靴與斜盤，輕微者進行研磨、拋光；較重者先上平面磨床磨削，然后研磨至要求精度；嚴重者也可考慮通過表面鍍鉻、鍍鎳或低溫鍍鐵來修復或更換。
2．泵的調整
由于此型泵是液控變量式柱塞泵，因此當泵的主要零部件都已按允差值修復并正確裝配好后，仍不能正常使用，還需對其變量機構進行調整，使泵的輸出壓力值與流量值隨泵的工況相應變化，并與發動機轉速相匹配。否則將使泵在嚴重超載的情況下，斜盤仍保持較大傾角而損壞泵或者使發動機轉速反常，因此，對泵進行正確的調整尤為重要。
若沒有模擬試驗臺，可將泵安裝在車上進行調整。其具體方法為：
1)把泵安裝在車上并接好油管，然后把壓力表安裝在相應測試點LS1、M1、LS2、M2、X1、X2上。如圖63所示為泵的液壓原理圖，其中LSl、LS2為泵的信息油路外控壓力值（由機車的方向機提供），X1、X2為泵保護發動機功率的壓力值(X1=X2=9MPa)。
2)怠速起動發動機，在安全的地方觀察壓力表并調節相應的變量螺釘M1、M2分別使LS1-M1=2.2MPa，LS2-M2=2.2MPa。接著調節螺釘X1、X2，分別使X1=X2=9MPa。泵的主視圖如圖64所示。
3)若調到以上值后起動發動機，不做液壓動作時發動機轉速提不起來，那么可同時向外稍微旋出螺釘M1、M2，使泵的輸出流量變小，而使發動機轉速提高。在此調節過程中，也需兼顧液壓動作的快慢。