脈沖發(fā)生器柱塞泵實際應(yīng)用中常見問題

管錫斌

摘要：柱塞泵位于脈沖發(fā)生器的中上部，是脈沖發(fā)生器的重要組件安之一，是推桿前行的動力來源。它將液壓油泵入活塞室，推動活塞前行，從而帶動與活塞相連的推桿向前運動。柱塞泵的正常與否，排量是否達標(biāo)，直接影響脈沖發(fā)生器的工作狀態(tài)。本文通過總結(jié)分析實際工作中遇到的各種問題，結(jié)合實際測試，將問題說明并解決。

關(guān)鍵詞：柱塞；排量；單向閥；活塞

一、柱塞泵的組成

柱塞泵總成由9部分組成，其中柱塞又分為3部分。主要組件如下：

1、 泵體；2、底盤；3、排出閥座；4、固定螺絲 ；5、柱塞；6、彈簧；7、鋼球；8、密封圈；9、定位銷。

其中，柱塞由以下組件構(gòu)成：

1、 吸入蓋；2、鋼球；3、柱體。

二、柱塞泵的工作原理

柱塞泵的6個柱塞在斜盤和彈簧的共同作用下，分別在各自的腔室內(nèi)來回往復(fù)運動。斜盤在磁軸的帶動下做高速旋轉(zhuǎn)，斜盤與柱塞間有一個壓力軸承，與斜盤的低面相接觸的柱塞被壓下，而同時斜盤高面處的柱塞被彈簧頂起。每個柱塞內(nèi)和柱塞筒底部的排出閥座處各有一個單向球閥。油從柱塞頂部的小孔流入柱塞內(nèi)部，在壓差的作用下進入柱塞筒內(nèi)，斜盤將柱塞壓下時，柱塞筒內(nèi)的油又被壓入活塞室?？刂崎y吸合時，活塞室內(nèi)的油無法流出，隨著柱塞注入活塞室的油量增多，從而推動活塞前行。

三、柱塞泵幾個重要參數(shù)

1、排出閥座與鋼球接觸的斜面，其與閥體底面夾角應(yīng)為45°，表面粗糙度應(yīng)達到Ra=0.2μm。底部圓孔的直徑應(yīng)是1.6mm，斜面上邊緣的直徑應(yīng)是3mm。

2、彈簧的高度是16mm，誤差在0.15mm之間。節(jié)距是3mm。彈簧兩端的粗糙度是Ra=3.2μm。彈簧的外徑是6.1mm。

3、柱塞內(nèi)部與鋼球接觸的斜面為45°，表面粗糙度是Ra=0.2μm。其頂部球面粗糙度是Ra=0.2μm，圓柱外表面粗糙度是Ra=0.1μm。圓柱體外表直徑是6.5mm，放入泵體內(nèi)的腔室后，與腔室的間隙要在0.006-0.009mm之間。

4、泵體內(nèi)部6個放柱塞的腔室內(nèi)表面粗糙度是Ra=0.2μm。

四、柱塞泵常見問題及處理

柱塞泵的主要問題就是排量不達標(biāo)。使用后的柱塞泵隨著使用時間的延長，性能逐漸變差甚至是完全不能正常工作，主要原因就是由于以上幾個參數(shù)被破壞，而造成這些參數(shù)不能達標(biāo)的情況，我們結(jié)合實際維修工作與下井時井內(nèi)數(shù)據(jù)綜合分析起來主要有以下幾種：

1、柱塞周邊磨損

每個柱塞外圍的粗糙度和與腔體的間隙都有如上的參數(shù)要求。其在獨自的腔室內(nèi)往復(fù)運動，長時間使用之后不可避免的會有磨損，磨損使得柱塞與腔室的間隙變大，又或者是液壓油內(nèi)的雜質(zhì)進入間隙之中，在往復(fù)運動的摩擦過程中，柱塞外表面或者是腔室的內(nèi)表面出現(xiàn)劃痕，導(dǎo)致腔室的密閉性變差。從而造成通過泵底部排出閥的油量變少。最終造成柱塞泵排量不達標(biāo)。由于材質(zhì)的原因，通常磨損嚴重的是柱塞，而不是泵腔。所以，一般情況下，更換柱塞就可以解決此問題。另一方面，在組裝脈沖發(fā)生器以及注油的過程中，要注意防止雜質(zhì)進入脈沖發(fā)生器內(nèi)部。

2、柱塞頂磨損

柱塞頂部并非是一個平面，而是一個球面，其半徑和粗糙度都有參數(shù)要求。斜盤在旋轉(zhuǎn)時，通過壓力軸承，與柱塞頂部相接觸。長期高速的擠壓研磨會對柱塞頂部造成損傷。部分柱塞長期使用后，會有銹蝕及氧化現(xiàn)象。通常更換柱塞即可。

3、彈簧磨損

彈簧的作用是在斜盤將柱塞壓下后，將柱塞復(fù)位。由于彈簧直徑小于柱塞腔體的內(nèi)徑，所以長期使用后的彈簧外徑一般不會有磨損，但會使彈簧與柱塞的接觸面磨平。另外，在斜盤長時間的高速旋轉(zhuǎn)下，彈簧反復(fù)受壓伸縮會影響彈簧彈力，甚至使彈簧斷裂，致使柱塞不能復(fù)位，排量達不到要求，泵不能正常工作。在維修保養(yǎng)時，要注意觀察彈簧端面以及長度是否變短。及時更換受損彈簧。

4、排出閥座磨損

排出閥座安裝在柱塞泵體的底部，與球接觸的球座部位的粗糙度和角度都有參數(shù)要求，在閥反復(fù)開啟、閉合的過程中，鋼球的撞擊會對球座造成損傷，嚴重者，甚至?xí)骨蜃冃巍p傷的閥座無法繼續(xù)起到閉合的作用，泵內(nèi)的油不能有效排出，排量不能達標(biāo)。更換排出閥座即可。另外，要保證注入的液壓油的清潔，保養(yǎng)時，要將排出閥座清理干凈。

5、鋼球磨損

柱塞泵的兩個部位有鋼球，分別是兩個單向閥。一是在排出閥座內(nèi)，另一處是在柱塞內(nèi)。柱塞內(nèi)的鋼球一端與吸入蓋相接觸，另一端與柱塞內(nèi)部的斜面接觸而形成單向閥。兩處的鋼球在工作時，都會與其他部件互相撞擊。長此以往，鋼球都會有所損傷，嚴重者甚至?xí)l(fā)生變形。損壞的鋼球不能有效閉合單向閥，造成排量不達標(biāo)。發(fā)現(xiàn)損壞的鋼球應(yīng)及時更換。

6、吸入蓋損壞

吸入蓋一端與鋼球接觸，另一端與彈簧接觸。上緊絲扣后，一般不會發(fā)生影響排量的嚴重磨損，但由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的原因，吸入蓋較容易發(fā)生斷裂。保養(yǎng)時，要取出柱塞并卸下吸入蓋觀察有無損壞。及時更換受損吸入蓋。