轴向双联柱塞泵的维修及使用
时间：2018-03-06 阅读：4045
某90型正面吊的液压总泵是一种液控变量式轴向双联柱塞泵，主要由泵体、柱塞滑靴组件、配流盘、缸体、变量活塞和伺服滑阀等组成，泵的同轴度要求*。
1．主要零部件的故障原因及维修方法
(1)缸体。缸体有两个非常重要的配合面：①缸体端面与配流盘贴合面；②柱塞孔与柱塞。这两对相对运动零件间的配合间隙直接关系到泵的输出压力与流量，因此缸体的常见故障主要有：
1)缸体与配流盘贴合面磨损或烧坏。缸体与配流盘接触面间的密封性，是影响轴向柱塞泵能否正常工作的重要因素，由于缸体端面能在压力油的作用下自动压紧于配流盘，并且在端面磨损后有自动补偿功能，因此两者之间在正常情况下有良好的密封性，能保证泵达到zui大压力。但由于缸体是高速旋转的零件，其端面磨损较均匀，而因配流盘是用定位销与泵体固定在一起，油液压力只作用在半圆面上，故其磨损是单边的。如果对该泵使用或维护保养不当，特别是用油不清洁，就会使其运动副贴合面不正常磨损或烧坏。缸体与配流量贴合面不正常磨损或烧坏故障的原因及维修方法见下表。
缸体与配油盘贴合面的故障原因与维修方法
故 障 原 因 | 维 修 方 法 |
液压油中有杂物、污物混进运动副 | 清洁会有滤芯并更换液压油 |
液压油油品低，易使油膜变薄，抗磨性差而使磨损增加 | 采用抗磨液压油 |
配油盘长期工作在高温下，受高压油作用而产生应力变形 | 增加液压油冷却装置，检修或更换配流盘 |
缸体花建孔与传动轴花键的配合间隙太小 | 修理传动轴花键，调整配合间隙 |
缸体上的柱塞孔在精铰时未大道应有的深度或者孔有锥度，导致柱塞在缸体孔内卡死 | 检修缸体柱塞孔或者重新镶孔套与柱塞配合 |
配流盘与缸体之间的高、低压过渡区困泊现象严重 | 锉修三角槽部位，保证其达到卸压要求 |
液压油不够，使配流盘与缸体贴合面产生干摩擦 | 使油面长期高过进油口，并有一定背压 |
缸体轴承的配合间隙过大，使缸体在高速运动时产生振动，四配流盘变形 | 更换轴承、配流盘 |
当缸体端面有轻微磨损或划伤时，可将端面放在二级精度以上的研磨平板上研磨，保证其平面度允差小于0.005mm，表面粗糙度为Ra0.32µm；当缸体端面磨损较为严重时，应将缸体置于平面磨床的工作台上，磨去磨损或粘损的痕迹，然后抛光至Ra0.32µm，并保证其平面度允差小于0.005mm。
若贴合面磨损严重，间隙过大，造成自动补偿失效而导致泵高压油内泄，则应更换缸体。
2)柱塞孔内出现碰伤、拉毛或粘损。柱塞在柱塞孔内做往复运动时，由于缸体在一定倾角下作高速旋转运动而使柱塞对柱塞孔产生侧向力。如果缸体上的柱塞7L在精铰时未达到应有的深度，或者孔因失圆使柱塞受的侧向力增大，就会出现柱塞孔碰伤、拉毛、粘损现象。另外，油液不干净也会使柱塞孔出现碰伤、拉毛现象。因此，在修理时要根据需要精铰或研磨缸体柱塞孔(缸孔倒角小于1mm)，或根据需要更换柱塞孔内套，或加大柱塞外径，以保证其与柱塞的配合尺寸，否则会出现内泄。
(2)配流盘。配流盘与缸体表面的密封性不良，将造成高压油泄漏而降低泵的输出压力、流量。因此配流盘的表面粗糙度和平面度对于泵的工作性能有着很大影响。由于配流盘是与缸体端面相配合的零件，因此，缸体端面磨损原因往往也是配流盘的磨损原因。配流盘的修复方法要视配流盘的磨损情况而定。
对于拉毛、磨损不严重的配流盘，可采用手工研磨方法加以修复。研磨前，应先将配流盘的拉毛凸处用油石基本磨平，用柴油清洗干净表面后，放在加有适当研磨剂的二级精度以上的研磨平板上，对配流盘施加均匀的压力，以“8”字形的推磨方法或以旋磨与直线相结合的方法进行研磨。为防止研磨时配流盘工作表面倾斜，可在研磨过程中对较厚的部位适时加大些压力，以达到平面度的允差值。
对于磨损较严重的配流盘，在条件许可的情况下，可上平面磨床工作台。在保证平面变化允差小于0.005mm，表面粗糙度为Ra0.32µm情况下进行表面抛光。若配流盘已严重磨损或变形，则必须更换。
(3)柱塞一滑靴组件。柱塞一滑靴副是整个液压柱塞泵中受冲击和交变应力zui频繁、受压zui大、运动速度和加速度zui高、工作zui繁重的组件，因此极易发生故障。在实际使用中，柱塞滑靴副的zui常见故障有以下三种：
1)柱塞球头脱离滑靴。此故障zui为常见，若不及时发现或处理不当，将会使球头严重磨损斜盘贴合面，甚至使斜盘报废。因此在泵运行过程中，若听到“嗒、嗒”的清脆金属撞击声，则表明球头已脱离滑靴并敲击斜盘贴合面了。这时需要马上停止驱动工作泵并进行检修。柱塞球头脱离滑靴的故障原因及维修方法见下表。
柱塞球头脱离滑靴的故障原因与维修方法
故 障 原 因 | 维 修 方 法 |
滑靴疲劳产生裂纹 | 更换滑靴 |
球头与滑靴有轴向窜动，使柱塞在往复运动中球头对滑靴包合裙口处不断承受使之松动的冲击力而脱离滑靴 | 有条件的情况下，可用包含胎具的压力机再次进行压合，严重时应更换球头滑靴 |
滑靴球窝的圆度允差超过0.03mm，与柱塞球头包合后的径向间隙大于0.01mm，球窝、球头接触面积小于70%，而使球头在运动中与滑靴有配合运动 | 更换球头滑靴 |
滑靴材料刚性差 | 采用轧制的QAL9-4铝青铜棒 |
2)柱塞咬死在缸体孔中。造成柱塞咬死的原因主要是缸孔变形，其他原因是由于支撑球铰的销掉了或销陷入底座中，或回程盘已变形、磨损。当泵起动时则回程盘易触碰在缸体上，造成柱塞变形而咬死缸孔；缸体预紧弹簧折断和缸体支撑圆锥滚子轴承损坏，也会造成柱塞因受大的侧向力而咬死缸孔中。
对于磨损超差的柱塞和缸体，一般采取更换的办法。若缸孔变形不严重，可以精铰或更换柱塞孔内套，也可换上圆柱外径已加大的柱塞来保证运动副的配合间隙，但要保证缸体的动平衡。
3)滑靴与斜盘贴合面的磨损或烧坏。此故障极易导致滑靴脱落而影响泵的性能。
其故障原因与维修方法见下表。
滑靴与斜盘贴合面的故障原因与维修方法
故 障 原 因 | 维 修 方 法 |
油液杂质阻塞滑靴的小孔，使滑靴与斜盘贴合面形成干磨损而烧坏 | 清洁液压油滤芯、油箱或换油，检修或更换烧坏的滑靴、斜盘 |
变量机构存在故障，使泵在严重超载的情况下斜盘仍报纸较大倾角，结果使滑靴端面啃毛 | 检修变量机构，特别是对变量活塞环与配合套的间隙进行修复，保证斜盘的正常调节 |
柱塞球头孔的角度偏小，在zui大工作倾角时，滑靴小孔无油，与斜盘贴合面形成干摩擦而烧坏 | 需由厂家在模具上把球头孔角修模大才能修复 |
斜盘两圆弧面与轴瓦接触不良（70%以上）。在泵建立压力后，斜盘有跳动现象，使贴合面变形磨损 | 刮研、修配瓦、保证接触面积不小于70%；调整变量活塞的配合间隙，保证圆弧面与轴瓦间的油膜压力 |
缸体支承圆锥滚子轴承架松动而引起斜盘有跳动 | 更换轴承 |
球头脱离滑靴，使球头撞击斜盘贴合面 | 更换柱塞滑靴 |
滑靴、斜盘的表面粗糙度及选用的材料没达到要求 | 采用轧制的QAL9-4铝青铜并对滑靴、斜盘的贴合面进行平磨 |
对于磨损的滑靴与斜盘，轻微者进行研磨、抛光；较重者先上平面磨床磨削，然后研磨至要求精度；严重者也可考虑通过表面镀铬、镀镍或低温镀铁来修复或更换。
2．泵的调整
由于此型泵是液控变量式柱塞泵，因此当泵的主要零部件都已按允差值修复并正确装配好后，仍不能正常使用，还需对其变量机构进行调整，使泵的输出压力值与流量值随泵的工况相应变化，并与发动机转速相匹配。否则将使泵在严重超载的情况下，斜盘仍保持较大倾角而损坏泵或者使发动机转速反常，因此，对泵进行正确的调整尤为重要。
若没有模拟试验台，可将泵安装在车上进行调整。其具体方法为：
1)把泵安装在车上并接好油管，然后把压力表安装在相应测试点LS1、M1、LS2、M2、X1、X2上。如图63所示为泵的液压原理图，其中LSl、LS2为泵的信息油路外控压力值（由机车的方向机提供），X1、X2为泵保护发动机功率的压力值(X1=X2=9MPa)。
2)怠速起动发动机，在安全的地方观察压力表并调节相应的变量螺钉M1、M2分别使LS1-M1=2.2MPa，LS2-M2=2.2MPa。接着调节螺钉X1、X2，分别使X1=X2=9MPa。泵的主视图如图64所示。
3)若调到以上值后起动发动机，不做液压动作时发动机转速提不起来，那么可同时向外稍微旋出螺钉M1、M2，使泵的输出流量变小，而使发动机转速提高。在此调节过程中，也需兼顾液压动作的快慢。