柱塞泵的結構，使用及維修方法

 

液壓泵的種類很多，有齒輪泵、葉片泵、螺桿泵、軸向柱塞泵、徑向柱塞泵等幾大類。

液壓系統的效率主要取決于液壓泵的容積效率，當容積效率下降到72%時，就需要進行常規維修，更換軸承和老化的密封件，要更換或修復超出配合間隙的磨擦副，使其性能得到恢復。

     現以直軸斜盤式柱塞泵為主，與大家分享一下它的結構、使用及維修方法。

一、柱塞泵的結構

     軸向柱塞泵的柱塞沿軸向圓周均勻分布地裝在缸體中，液壓油經配油盤上的吸油口進入液壓缸。由于斜盤與配油盤都固定不動，當傳動軸帶動液壓缸回轉時，在低壓進油與斜盤的作用下，柱塞就在液壓缸中做往復直線運動，完成吸油與壓油過程。缸體每轉一轉，每個柱塞運動一次，完成一次吸油與壓油。斜盤式軸向柱塞泵按其結構可分為點接觸式與滑履式兩種。點結觸式結構簡單，只適用于中、低壓（壓力為6.3MPa以下），滑履式結構復雜，由于柱塞垢球面是通過滑履的平面與斜盤接觸，壓力分散，故可以用于中、高壓（工作壓力為21~32MPa)。

     在斜盤式軸向柱塞泵中，CY型軸向柱塞泵是較為典型的一種，額寶壓力為32MPa，額定流量有：2.5、10、25、63、80、107、120、160、250（L/min)等規格。這種柱塞泵分定量泵與變量泵兩種。目前國內常用的有手動變量、伺服變量、壓力補償變量、恒壓變量等形式。

     目前用得比較多的主要是CY14—1B型軸向柱塞泵，它采用配油盤配油，缸體旋轉的動動形式。在滑履與變量頭之間，配油盤與缸體之間采用了靜壓平衡結構，因而有結構緊湊、體積小、重量輕、效率高、使用壽命長等許多優點。適用于鍛壓、冶金、礦山、般舶、運輸、建筑等機械及其他高中壓液壓系統中。

二、供油形式

    直軸斜盤式柱塞泵分為壓力供油型、自吸供油型兩種。壓力供油型液壓泵大都采用有氣壓的油箱，也有液壓泵本身帶有補油分泵向液壓泵進油口提供壓力油的。自吸油型液壓泵的自吸油能力很強，無需外力供油。

    氣壓供油的液壓油箱，在每次啟動機器后，必須等液壓油箱達到使用氣壓后，才能操作機械。如液壓油箱的氣壓不足時就擔任機器，會對液壓泵內的與滑鞭造成拉脫現象，出會造成泵體內回程板與壓板的非正常磨損。采用補油泵供油的柱塞泵，使用3000h后，操作人員每日需對柱塞泵檢查1-2次，檢查液壓泵運轉聲響是否正常。如發現液壓缸速度下降或悶車時，就應該對補油泵解體檢查，檢查葉輪邊沿是否有刮傷現象，內齒輪泵間隙是否過大。

    對于自吸油型柱塞泵，液壓油箱內的油液不得低于油標下限，要保持足夠數量的液壓油。液壓油的清潔度越高，液壓泵的使用壽命越長。

三、液壓泵用軸承

   柱塞泵最重要的部件是軸承，如果軸承出現游隙，則不能保證液壓泵內部三對磨擦副的正常間隙，同時也會破壞各磨擦副的靜液壓支承油膜厚度，降低柱塞泵軸承的使用壽命。據液壓泵制造廠提供的資料，軸承的平均使用壽命為10000h，超過此值就需要更換新的。

   拆卸下來的軸承，沒有專業檢測儀器是無法檢測出軸承的游隙的，只能采用目測，如發現滾柱表面有劃痕或變色，就必須更換。

   在更換軸承時，應注意原軸承的英文字母和型號，柱塞泵軸承大都采用大載荷容量軸承，最好購買原廠家，原規格的產品，如果更換另一種品牌，應請教對軸承有經驗的人員查表對換，目的是保持軸承的精度等級和載荷容量。

四 、三對磨擦副檢查與修復

   柱塞泵的結構復雜，如對其結構不太熟悉，最好不要拆裝，應由專業維修人員進行維修裝配。

 1 柱塞桿與缸體孔

   表1為柱塞泵零件的更換標準，當表中所列的各種間隙超差時，可按下述方法修復：

 

柱塞桿直徑

￠16

￠20

￠25

￠30

￠35

￠40

柱塞桿與缸孔

標準間隙

0.015

0.025

0.025

0.030

0.035

0.040

極限間隙

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

柱塞桿球頭與滑靴球窩

標準間隙

0.01

0.01

0.015

0.015

0.02

0.02

極限間隙

0.3

0.3

0.3

0.35

0.35

0.35

 

   （1）缸體鑲裝銅套的，可以采用更換銅套的方法修復。首先把一組柱塞桿處徑修整到統一尺寸，再用1000#以上的砂紙拋光外徑。

    缸體安裝銅套的三種方法：

    （a）缸體加溫熱裝或銅套低溫冷凍擠壓，過盈裝配；（b）采有樂泰膠粘著裝配，這咱方法要求銅外套外徑表面有溝槽；（c）缸孔攻絲，銅套外徑加工螺紋，涂樂泰膠后，旋入裝配。

   （2）熔燒結合方式的缸體與銅套，修復方法如下：

   （a）采用研磨棒，手工或機械方法研磨修復缸孔；（b）采用座標鏜床，重新鏜缸體孔；（c）采用鉸刀修復缸體孔。

   （3）采用“表面工程技術”，方法如下：

   （a）電鍍技術：在柱塞表面鍍一層硬鉻；（b）電刷鍍技術：在柱塞表面刷鍍耐磨材料；（c）熱噴涂或電弧噴涂或電噴涂：噴涂高碳馬氏體耐磨材料；（d）激光熔敷：在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。

   （4）缸體孔無銅套的缸體材料大都是球墨鑄鐵的，在缸體內壁上制備非晶態薄膜或涂層。因為缸體孔內壁有了這種特殊物質，所以才能組成硬—硬配對的磨擦副。如果盲目地研磨缸體孔，把缸體孔內壁這層表面材料研掉，磨擦更加的結構性能也就改變了。被去掉涂層的磨擦副，如果強行使用，就會磨擦面溫度急劇升高，柱塞桿與缸孔發生膠合。

    另外在柱塞桿表面制備一種獨特的薄膜涂層，涂層含有減磨+耐磨+潤滑功能，這組磨擦副實際還是硬軟配對，一旦人地改變涂層，也就破壞了最佳配對材料的磨擦副，修理這些特殊的柱塞泵，就要送到專業修理廠。

    2 滑靴與斜盤

   滑靴與斜盤的滑動磨擦是斜盤柱塞泵三對磨擦副中最為復雜的一對。

   表1列出柱塞桿球頭與滑靴球窩的間隙，如果柱塞與滑靴間隙超差，柱塞腔中的高壓油就會從柱塞球頭與滑靴間隙中泄出，滑靴與斜盤油膜減薄，嚴重時會造成靜壓支承失效，滑靴與斜盤發生金屬接觸磨擦，滑靴燒蝕脫落，柱塞球頭劃傷斜盤。柱塞桿球頭與滑靴球窩超出公差1.5倍時，必須成組更換之。

    斜盤作用一段時間后，斜盤平面會出現內凹現象，在采用平臺研磨前，首先應測量原始尺寸和平面硬度。研磨后，再測出研磨量是多少，如在0.18以內，對柱塞泵使用無防礙；如果超出0.2mm以上，則應采用氮化的方法來保持原有的氮化層厚度。

 

   斜盤平面被柱塞球頭刮削出溝槽時，可采用激光熔敷合金粉末的方法進行修復。激光熔敷技術既可保證材料的結合強度，又能保證補熔材料的硬度，且不全降低周邊組織的硬度。

   也順以采用鉻相焊條進行手工堆焊，補焊過的斜盤平面需重新熱處理，最好采用氮化爐熱處理。不管采取哪種方法修復斜盤，都必須恢復原有的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。

  3 配流盤與缸體配流面的修復

   配流盤有平面配流和球面配流兩種形式。

   球面配流的磨擦副，在缸體配流面劃痕比較淺時，通過研磨手段修復；缸體配流面溝槽較深時，應先采用“表面工程技術”手段填平溝槽后，再進行研磨，不可盲目研磨，，以防銅層變薄或漏油出鋼基。

   平面配流形式的磨擦副可以精度比較高的平臺上進行研磨。

   缸體和配流盤在研磨前，應先測量總厚度尺寸和應當研磨掉的尺寸，再補償到調整墊上。配流盤研磨量較大時，研磨后應重新熱處理，以確保淬硬層硬度（見表2）。

     表2  柱塞泵零件硬度標準

 

柱塞桿

柱塞桿球頭

斜盤表面

配流盤

推薦硬度

>HS84

>HS90

>HS90

>HS90

 

   缸體與配流盤修復后，可采用下述方法檢查配合面的泄漏情況，即在配流盤面涂上凡士林油，把泄油道堵死，涂好油配流盤平放在平臺或平板玻璃上，再把缸體放在配流盤上，在缸孔中注入柴油，要間隔注油，即一個孔注油，一個孔不注油，觀察4h以上，柱塞孔中柴油無泄露和串通，說明缸體與配流盤研磨合格。

五、 使用注意事項

   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磨擦副造成磨損等，也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，但由此出帶來了隱患，也可能對柱塞泵的使用造成更大的危害。液壓泵啟動前必須先從回油口向泵內灌滿清潔的工作油，然后方可啟動。先采用點動數次，同時觀察油流方向，若油流方向正確，方可正式啟動。啟動后空載運轉20~30分鐘，然后可以投入使用。