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柱塞泵的结构,使用及维修方法
柱塞泵的结构,使用及维修方法
 
液压泵的种类很多,有齿轮泵、叶片泵、螺杆泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵等几大类。
液压系统的效率主要取决于液压泵的容积效率,当容积效率下降到72%时,就需要进行常规维修,更换轴承和老化的密封件,要更换或修复超出配合间隙的磨擦副,使其性能得到恢复。
     现以直轴斜盘式柱塞泵为主,与大家分享一下它的结构、使用及维修方法。
一、柱塞泵的结构
     轴向柱塞泵的柱塞沿轴向圆周均匀分布地装在缸体中,液压油经配油盘上的吸油口进入液压缸。由于斜盘与配油盘都固定不动,当传动轴带动液压缸回转时,在低压进油与斜盘的作用下,柱塞就在液压缸中做往复直线运动,完成吸油与压油过程。缸体每转一转,每个柱塞运动一次,完成一次吸油与压油。斜盘式轴向柱塞泵按其结构可分为点接触式与滑履式两种。点结触式结构简单,只适用于中、低压(压力为6.3MPa以下),滑履式结构复杂,由于柱塞垢球面是通过滑履的平面与斜盘接触,压力分散,故可以用于中、高压(工作压力为21~32MPa)。
     在斜盘式轴向柱塞泵中,CY型轴向柱塞泵是较为典型的一种,额宝压力为32MPa,额定流量有:2.5、10、25、63、80、107、120、160、250(L/min)等规格。这种柱塞泵分定量泵与变量泵两种。目前国内常用的有手动变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量等形式。
     目前用得比较多的主要是CY14—1B型轴向柱塞泵,它采用配油盘配油,缸体旋转的动动形式。在滑履与变量头之间,配油盘与缸体之间采用了静压平衡结构,因而有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、使用寿命长等许多优点。适用于锻压、冶金、矿山、般舶、运输、建筑等机械及其他高中压液压系统中。
二、供油形式
    直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型、自吸供油型两种。压力供油型液压泵大都采用有气压的油箱,也有液压泵本身带有补油分泵向液压泵进油口提供压力油的。自吸油型液压泵的自吸油能力很强,无需外力供油。
    气压供油的液压油箱,在每次启动机器后,必须等液压油箱达到使用气压后,才能操作机械。如液压油箱的气压不足时就担任机器,会对液压泵内的与滑鞭造成拉脱现象,出会造成泵体内回程板与压板的非正常磨损。采用补油泵供油的柱塞泵,使用3000h后,操作人员每日需对柱塞泵检查1-2次,检查液压泵运转声响是否正常。如发现液压缸速度下降或闷车时,就应该对补油泵解体检查,检查叶轮边沿是否有刮伤现象,内齿轮泵间隙是否过大。
    对于自吸油型柱塞泵,液压油箱内的油液不得低于油标下限,要保持足够数量的液压油。液压油的清洁度越高,液压泵的使用寿命越长。
三、液压泵用轴承
   柱塞泵最重要的部件是轴承,如果轴承出现游隙,则不能保证液压泵内部三对磨擦副的正常间隙,同时也会破坏各磨擦副的静液压支承油膜厚度,降低柱塞泵轴承的使用寿命。据液压泵制造厂提供的资料,轴承的平均使用寿命为10000h,超过此值就需要更换新的。
   拆卸下来的轴承,没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙的,只能采用目测,如发现滚柱表面有划痕或变色,就必须更换。
   在更换轴承时,应注意原轴承的英文字母和型号,柱塞泵轴承大都采用大载荷容量轴承,最好购买原厂家,原规格的产品,如果更换另一种品牌,应请教对轴承有经验的人员查表对换,目的是保持轴承的精度等级和载荷容量。
四 、三对磨擦副检查与修复
   柱塞泵的结构复杂,如对其结构不太熟悉,最好不要拆装,应由专业维修人员进行维修装配。
 1 柱塞杆与缸体孔
   表1为柱塞泵零件的更换标准,当表中所列的各种间隙超差时,可按下述方法修复:
 
柱塞杆直径
¢16
¢20
¢25
¢30
¢35
¢40
柱塞杆与缸孔
标准间隙
0.015
0.025
0.025
0.030
0.035
0.040
极限间隙
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
柱塞杆球头与滑靴球窝
标准间隙
0.01
0.01
0.015
0.015
0.02
0.02
极限间隙
0.3
0.3
0.3
0.35
0.35
0.35
 
   (1)缸体镶装铜套的,可以采用更换铜套的方法修复。首先把一组柱塞杆处径修整到统一尺寸,再用1000#以上的砂纸抛光外径。
    缸体安装铜套的三种方法:
    (a)缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压,过盈装配;(b)采有乐泰胶粘着装配,这咱方法要求铜外套外径表面有沟槽;(c)缸孔攻丝,铜套外径加工螺纹,涂乐泰胶后,旋入装配。
   (2)熔烧结合方式的缸体与铜套,修复方法如下:
   (a)采用研磨棒,手工或机械方法研磨修复缸孔;(b)采用座标镗床,重新镗缸体孔;(c)采用铰刀修复缸体孔。
   (3)采用“表面工程技术”,方法如下:
   (a)电镀技术:在柱塞表面镀一层硬铬;(b)电刷镀技术:在柱塞表面刷镀耐磨材料;(c)热喷涂或电弧喷涂或电喷涂:喷涂高碳马氏体耐磨材料;(d)激光熔敷:在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。
   (4)缸体孔无铜套的缸体材料大都是球墨铸铁的,在缸体内壁上制备非晶态薄膜或涂层。因为缸体孔内壁有了这种特殊物质,所以才能组成硬—硬配对的磨擦副。如果盲目地研磨缸体孔,把缸体孔内壁这层表面材料研掉,磨擦更加的结构性能也就改变了。被去掉涂层的磨擦副,如果强行使用,就会磨擦面温度急剧升高,柱塞杆与缸孔发生胶合。
    另外在柱塞杆表面制备一种独特的薄膜涂层,涂层含有减磨+耐磨+润滑功能,这组磨擦副实际还是硬软配对,一旦人地改变涂层,也就破坏了最佳配对材料的磨擦副,修理这些特殊的柱塞泵,就要送到专业修理厂。
    2 滑靴与斜盘
   滑靴与斜盘的滑动磨擦是斜盘柱塞泵三对磨擦副中最为复杂的一对。
   表1列出柱塞杆球头与滑靴球窝的间隙,如果柱塞与滑靴间隙超差,柱塞腔中的高压油就会从柱塞球头与滑靴间隙中泄出,滑靴与斜盘油膜减薄,严重时会造成静压支承失效,滑靴与斜盘发生金属接触磨擦,滑靴烧蚀脱落,柱塞球头划伤斜盘。柱塞杆球头与滑靴球窝超出公差1.5倍时,必须成组更换之。
    斜盘作用一段时间后,斜盘平面会出现内凹现象,在采用平台研磨前,首先应测量原始尺寸和平面硬度。研磨后,再测出研磨量是多少,如在0.18以内,对柱塞泵使用无防碍;如果超出0.2mm以上,则应采用氮化的方法来保持原有的氮化层厚度。
 
   斜盘平面被柱塞球头刮削出沟槽时,可采用激光熔敷合金粉末的方法进行修复。激光熔敷技术既可保证材料的结合强度,又能保证补熔材料的硬度,且不全降低周边组织的硬度。
   也顺以采用铬相焊条进行手工堆焊,补焊过的斜盘平面需重新热处理,最好采用氮化炉热处理。不管采取哪种方法修复斜盘,都必须恢复原有的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。
  3 配流盘与缸体配流面的修复
   配流盘有平面配流和球面配流两种形式。
   球面配流的磨擦副,在缸体配流面划痕比较浅时,通过研磨手段修复;缸体配流面沟槽较深时,应先采用“表面工程技术”手段填平沟槽后,再进行研磨,不可盲目研磨,,以防铜层变薄或漏油出钢基。
   平面配流形式的磨擦副可以精度比较高的平台上进行研磨。
   缸体和配流盘在研磨前,应先测量总厚度尺寸和应当研磨掉的尺寸,再补偿到调整垫上。配流盘研磨量较大时,研磨后应重新热处理,以确保淬硬层硬度(见表2)。
     表2  柱塞泵零件硬度标准
 
柱塞杆
柱塞杆球头
斜盘表面
配流盘
推荐硬度
>HS84
>HS90
>HS90
>HS90
 
   缸体与配流盘修复后,可采用下述方法检查配合面的泄漏情况,即在配流盘面涂上凡士林油,把泄油道堵死,涂好油配流盘平放在平台或平板玻璃上,再把缸体放在配流盘上,在缸孔中注入柴油,要间隔注油,即一个孔注油,一个孔不注油,观察4h以上,柱塞孔中柴油无泄露和串通,说明缸体与配流盘研磨合格。
五、 使用注意事项
   柱塞泵使用寿命的长短,与平时的维护保养,液压油的数量和质量,油液清洁度等有关。避免油液中的颗粒对柱塞泵磨擦副造成磨损等,也是延长柱塞泵寿命的有效途径。在维修中更换零件应尽量使用原厂生产的零件,这些零件有时比其它仿造的零件价格要贵,但质量及稳定性要好,如果购买售价便宜的仿造零件,短期内似乎是节省了费用,但由此出带来了隐患,也可能对柱塞泵的使用造成更大的危害。液压泵启动前必须先从回油口向泵内灌满清洁的工作油,然后方可启动。先采用点动数次,同时观察油流方向,若油流方向正确,方可正式启动。启动后空载运转20~30分钟,然后可以投入使用。