某型液壓泵壓力高故障原因分析

郭曉義 王鵬飛

(凌云科技集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430040)

某型液壓泵在試驗(yàn)產(chǎn)品性能時(shí)發(fā)現(xiàn)出口壓力指示為25MPa，油泵輸出壓力不正常。

1 某型液壓泵的故障現(xiàn)象

某型液壓泵在試驗(yàn)產(chǎn)品性能時(shí)發(fā)現(xiàn)出口壓力比正常狀態(tài)時(shí)高2MPa，經(jīng)對(duì)液壓泵進(jìn)行性能試驗(yàn)檢查，發(fā)現(xiàn)油泵在零流量和最大流量狀態(tài)下，壓力切換遲緩，不能正常工作。

2 故障排除

針對(duì)液壓泵出現(xiàn)的故障現(xiàn)在為檢查該產(chǎn)品是否有輸出壓力異?，F(xiàn)象，對(duì)可能引起故障的原因進(jìn)行分析，繪制故障樹(shù)如圖1。

圖1 壓力泵輸出壓力高故障樹(shù)分析

根據(jù)所列的故障樹(shù)，對(duì)5 個(gè)底事件進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果見(jiàn)表1。

表1

為驗(yàn)證故障樹(shù)中底事件，將產(chǎn)品安裝在油泵試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行性能檢查。

按照實(shí)驗(yàn)條件：轉(zhuǎn)速在7500r/min 時(shí)，調(diào)整出口壓力為最大壓力(最大壓力應(yīng)為23Mpa)，將出口流量調(diào)整為零，檢查出口壓力是否在正常范圍內(nèi)。調(diào)整出口壓力為額定壓力，使得出口流量為最大(流量最大為90 L/min)，檢查是否在規(guī)定范圍內(nèi)。

(1)檢查油泵的輸出壓力，出口壓力比正常壓力高2.1Mpa。

(2)檢查產(chǎn)品的額定流量比正常流量高1 L/min。

(3)將該產(chǎn)品安裝在試驗(yàn)臺(tái)上檢查在試驗(yàn)過(guò)程中油泵不能從額定流量到零流量之間瞬間轉(zhuǎn)換，在額定壓力下不能正?；氐筋~定流量，轉(zhuǎn)換不正常。在瞬間試驗(yàn)時(shí)油泵的出口壓力有脈動(dòng)現(xiàn)象，在后期試驗(yàn)多次后脈動(dòng)現(xiàn)象消失。(圖2)

圖2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖

結(jié)合故障情況對(duì)故障的原理進(jìn)行分析，

按步驟進(jìn)行分解，先分解產(chǎn)品的分油蓋，查找分油蓋中的分油活門(mén)是否正常。

將分油蓋進(jìn)行線切割，檢查分油蓋內(nèi)部的情況。當(dāng)將分油蓋切割開(kāi)后發(fā)現(xiàn)分油蓋的內(nèi)孔中有異物存在，經(jīng)切割開(kāi)以后發(fā)現(xiàn)在第二個(gè)分油孔中有異物堵塞，液壓油不能從分油孔中流動(dòng)，在分油活門(mén)的工作面上有異?？圹E，如圖3 所示。

圖3 分油蓋和分油活門(mén)分解圖

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行剖切后的分析，造成故障的原因是由于分油活門(mén)卡滯造成，卡滯的原因是由于在活門(mén)與分油蓋相貫穿的通油孔之間有異物卡滯在活門(mén)的通油槽內(nèi)，導(dǎo)致活門(mén)無(wú)法移動(dòng)，從而無(wú)法轉(zhuǎn)換液壓油。

3 液壓泵工作原理

液壓泵主要由安裝座、殼體、主軸、轉(zhuǎn)子、柱塞、斜盤(pán)、隨動(dòng)活塞、推力軸承、滾子軸承、分油蓋、分油活門(mén)、傳動(dòng)軸等組成。

液壓泵主軸通過(guò)傳動(dòng)軸與應(yīng)急動(dòng)力裝置連接，當(dāng)應(yīng)急動(dòng)力裝置開(kāi)始傳動(dòng)，液壓泵也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸通過(guò)花鍵與轉(zhuǎn)子連接而一起旋轉(zhuǎn)。柱塞裝于轉(zhuǎn)子的柱塞孔內(nèi)，另一端通過(guò)壓板、卡盤(pán)與斜盤(pán)連接。轉(zhuǎn)子帶動(dòng)柱塞一起旋轉(zhuǎn)，柱塞的頭部在裝于斜盤(pán)的墊板面上滑動(dòng)。該面與垂直于主軸的平面成一夾角γ，因此，柱塞在隨同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也沿著轉(zhuǎn)子的柱塞孔作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行吸油和排油。

轉(zhuǎn)子通過(guò)液壓李赫彈簧力貼合在分油蓋上，分油蓋上揩油進(jìn)油和排油兩個(gè)月牙形槽。當(dāng)處于吸油行程時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子柱塞孔與分油蓋上的進(jìn)油槽接通；當(dāng)處于排油行程時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子柱塞孔與分油蓋上的排油槽接通。柱塞及其孔各九個(gè)，主軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，每對(duì)柱塞和氣孔都一次完成一個(gè)吸油和排油的過(guò)程。這樣來(lái)完成液壓泵吸油和排油的連續(xù)過(guò)程。

液壓泵的供油量由轉(zhuǎn)速和每一轉(zhuǎn)的排油量?jī)蓚€(gè)因素決定。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，供油量和調(diào)節(jié)通過(guò)改變斜盤(pán)的傾角γ 來(lái)實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)液壓泵出口壓力為額定值時(shí)，γ 最大，泵的供油量最大。當(dāng)出口壓力逐漸上升到最大壓力時(shí)，作用于分油活門(mén)一端的液壓力將克服調(diào)節(jié)彈簧力而使分油活門(mén)移動(dòng)，從而使高壓油與隨動(dòng)活塞腔溝通，作用于隨動(dòng)活塞一段的液壓力克服回位彈簧的彈簧力使斜盤(pán)的角變小，直至γ≈0，這時(shí)出口供油量為零，其壓力達(dá)到最大值。反之，當(dāng)出口壓力逐漸降低時(shí)，作用于分油活門(mén)另一端的調(diào)節(jié)彈簧的彈簧力克服液壓力而使分油活門(mén)向另一方向移動(dòng)，使抵押率油與隨動(dòng)活塞的腔溝通，回位彈簧的彈簧力克服作用于隨動(dòng)活塞一端的液壓力，使斜盤(pán)的γ 角變大，直至γ 達(dá)到最大值，這時(shí)出口供油量最大。

4 故障結(jié)論

采集從油泵中流出的液壓油無(wú)肉眼可見(jiàn)的金屬顆粒，按照GJB420B 的檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，結(jié)果為5 級(jí)，優(yōu)于6 級(jí)的要求，從以上的檢查結(jié)果中可以分析得出，產(chǎn)品內(nèi)部無(wú)異常磨損，分油活門(mén)中的異物屬于在清洗殼體時(shí)有異物進(jìn)入分油蓋的通油孔內(nèi)部卡澀，在清洗時(shí)沒(méi)有沖洗出來(lái)。

5 制定措施

完善油泵的清洗方法，尤其是小孔的清洗方法，在清洗小孔時(shí)應(yīng)使用專用的清洗工具深入到分油活門(mén)的小孔中進(jìn)行清洗，然后用注射器對(duì)每一個(gè)通油孔進(jìn)行沖洗。油泵分解完成后在非操作狀態(tài)下，應(yīng)始終保持分油活門(mén)與分油蓋各自油封后配合在一起，不能將兩者分開(kāi)放置，以防止生銹、變形和有異物進(jìn)入。