摘要:液壓泵是液壓系統中的“心臟”,當液壓系統出現問題時,首先想到液壓泵。通過對各種液壓泵故障的分析,列出了常見故障及產生原因,最后找出解決方法并探討了液壓泵的合理使用。
關鍵詞:液壓泵;故障;原因;
液壓泵是液壓設備中重要的元件,按結構不同分為齒輪泵,葉片泵,柱塞泵,螺桿泵等。若液壓泵出現故障液壓系統將無法正常工作。筆者通過對液壓泵工作中常出現的的故障進行分析,以求實現對液壓泵故障的宏觀把握,能夠快速排除使故障率最小化。其選用原則主要有:是否要求變量,要求變量選用變量泵;工作壓力,柱塞泵的額定壓力最高;工作環境,齒輪泵的抗污能力最好;噪聲指標,雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵;效率,軸向柱塞泵的總效率最高。
1.常見液壓泵故障分析及解決方法
雖然液壓泵種類較多,但液壓泵的工作原理和功能是相同的,因此可以將液壓泵作為單獨一個對象進行研究。經過對各種液壓泵工作中常出現的故障進行調查分析,液壓泵常出現的共性故障總結如下。
1.1 液壓泵不出油或無壓力
液壓泵不出油或無壓力,整個液壓系統將無法工作,影響系統的工作效率。其原因有:①原動機和液壓泵轉向不一致;②油箱油位過低;③吸油管或濾油器堵塞;④啟動時轉速過低;⑤油液粘度過大或葉片移動不靈活;⑥葉片泵配油盤與泵體接觸不良或葉片在滑槽內卡死;⑦進油口漏氣;⑧組裝螺釘過松。
相應的解決方法:①糾正轉向;②補油至油標線;③清洗吸油管路或濾油器,使其暢通;④使轉速達到液壓泵的最低轉速以上;⑤檢查油質,更換粘度適合的液壓油或提高油溫;⑥修理接觸面,重新調試,清洗滑槽和葉片,重新安裝;⑦更換密封件或接頭;⑧擰緊螺釘。
1.2 流量不足或壓力不能升高
液壓泵流量和壓力不足時,導致執行元件的速度和壓力不穩定,不能實現對外做功,因此應查找原因,穩定流量和提高壓力。
液壓泵流量不足或壓力不能升高的原因有很多:①吸油管或濾油器部分堵塞;②吸油端連接處密封不嚴,有空氣進入,吸油位置太高;③葉片泵個別葉片裝反,運動不靈活;④泵蓋螺釘松動;⑤系統泄漏;⑥齒輪泵軸向和徑向間隙過大;⑦葉片泵定子內表面磨損;⑧柱塞泵柱塞與缸體或配油盤與缸體間磨損,柱塞回程不夠或不能回程,引起缸體與配油盤間失去密封;⑨柱塞泵變量機構失靈;⑩側板端磨損嚴重,漏損增加;⑥溢流閥失靈。
相應解決的方法是:①出去臟物,使吸油暢通;②在吸油端連接處涂油,若有好轉,則緊固連接件,或更換密封,降低吸油高度;③逐個檢查,不靈活葉片應重新研配;④適當擰緊;⑤對系統進行順序檢查;⑥找出間隙過大部位,采取措施;⑦更換零件;⑧更換柱塞,修磨配油盤與缸體的接觸面,保證接觸良好,檢查或更換中心彈簧;⑨檢查變量機構,糾正其調整誤差;⑩更換零件;⑧檢修溢流閥。
1.3 噪音嚴重及壓力波動
噪音嚴重及壓力波動,對液壓系統的工作性能和工作環境有較大的影響。其原因有:①吸油管或濾油器部分堵塞;②吸油端連接處密封不嚴,有空氣進入,吸油位置太高;③從泵軸油封處有空氣進入;④泵蓋螺釘松動;⑤泵與連軸器不同心或松動;⑥油液粘度過高,油中有氣泡;⑦吸人口濾油器通過能力太小;⑧ 轉速太高;⑨泵體腔道阻塞;⑩齒輪泵齒形精度不高或接觸不良,泵內零件損壞;⑩齒輪泵軸向間隙過小,齒輪內孔與端面垂直度或泵蓋上兩孔平行度超差溢流閥阻尼孔堵塞;⑩管路振動。
相應解決的方法是:①除去臟物,使吸油管暢通;
②在吸油端連接處涂油,若有好轉,則緊固連接件,或更換密封,降低吸油高度;③更換密封;④適當擰緊;⑤重新安裝,使其同心,緊固連接件;⑥換粘度適當液壓油,提高油液質量;⑦改用通過能力較大的濾油器;⑧使轉速降至允許最高轉速以下;⑨清理或更換泵體;⑩更換齒輪或研磨修整,更換損壞零件;⑾檢查并修復有關零件拆卸溢流閥清洗;⑿采取隔離消振措施。
1.4 過熱
出現液壓泵過熱故障的主要原因:①油液粘度過高或過低;②側板和軸套與齒輪端面嚴重磨擦;③油液清潔度差,內部磨損加劇,使容積效率下降,油從內部間隙泄漏節流而產生熱量;④油箱容積太小,散熱不良;⑤系統超載,主要表現在壓力或轉速過高;
相應解決的方法是:①更換成粘度適合的液壓油;②修理或更換側板和軸套;③換油;④加大油箱,擴大散熱面積;⑤調整壓力和轉速。
1.5 泄漏
液壓泵泄漏多少直接決定液壓泵的輸出流量,將影響到液壓系統速度的穩定性和輸出功率的大小。故障的主要原因:①柱塞泵中心彈簧損壞,使缸體與配油盤問失去密封性;②油封或密封圈損傷;③密封表面不良;④泵內零件間磨損,間隙過大。
相應解決的方法是:①更換彈簧;②更換油封或密封圈;③檢查修理;④更換或重新配研零件。
液壓泵用軸承的檢查與修復
軸承的使用壽命
柱塞泵中最重要的部件是軸承,使用過程中如果出現軸承游隙超差,則不能保證液壓泵內部柱塞桿與缸體孔、滑靴與斜盤、配流盤與缸體配流面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。使用過程
中,要根據說明書的規定定期維修和定期更換軸承。根據生產廠資料,軸承的平均使用壽命約為10 h,超過此值就需要更換新的軸承。
軸承的檢測
軸承的檢測項目主要是軸承游隙,軸承游隙的檢測要用到專業檢測儀器,因此,維修過程中,只能采用目測的方法進行簡單的檢查,如發現軸承的滾柱表面有劃痕或變色現象,就必須更換軸承。
更換軸承時的注意事項
在更換軸承時,應注意原軸承的英文字母(表示精度等級)和型號,柱塞泵上使用的軸承大都采用大載荷容量軸承,更換時最好購買原廠家,原規格的產品。如果一時不能買到,需要代換時,應查表代換,目的是保持軸承的精度等級和載荷容量,否則將影響泵的使用效果,嚴重時將會降低泵的使用壽命。
2.液壓泵的維護及注意事項
2.1 齒輪泵
外嚙合齒輪泵自吸性能最好,耐污染性強,結構簡單,價格便宜,應用廣泛。其缺點是不能變量,屬于定量泵,國產齒輪泵額定壓力為10—20MPa。但能做成三聯、四聯式實現分級變量,而且可以制成派生產品齒輪式分流器,可實現數缸同步。
泵的支座或法蘭和電動機應有共同的安裝基礎。基礎、法蘭或支座都必須有足夠的剛度。在底座下面及法蘭和支架之間裝上橡膠隔振墊,以降低噪聲。對于安裝在油箱上的自吸泵,通常泵中心至油箱液面的距離不大于500mm。對于安裝在油箱下面或旁邊的泵,為了便于檢修,吸入管道上應安裝截止閥。進口、出口位置和旋轉方向應符合標明的要求,不得搞錯接反。要擰緊進出油口管接頭連接螺釘設備上,如簡易小型油壓機等。
目前,國內齒輪泵大多用在移動式設備上,如拖拉機、推土機、叉車、自卸車、裝載機等。國外齒輪泵的額定壓力較高,采用多聯泵能代替一部分軸向柱塞泵,用在挖掘機和汽車起重機等需要多種動作的機器上。
2.2 葉片泵
液壓系統需要流量變化時,特別是需要大流量的時間比需要小流量的時間要短時,最好采用雙聯泵或變量泵。
如機床的進給機構,當快進時,需要流量大,工進時,需要流量小,二者相差幾十倍甚至更多。為了滿足快進時液壓缸需要的大流量,要選用流量較大的泵,但到工進時,液壓缸需要的流量很小,使絕大部分高壓液壓油經溢流閥溢流。這不僅消耗了功率,還會使系統發熱。為了解決這個問題,可以選用變量葉片泵。當快進時,壓力低,泵排量(流量)最大;當工進時,系統壓力升高,泵自動使排量減小,基本上沒有油從溢流閥溢流。也可以采用雙聯葉片泵,低壓時大小2個泵一起向系統供油,工進高壓時,小泵高壓小流量供油,大泵低壓大流量經卸荷閥卸荷后供油。
2.3 螺桿泵
2.3.1 螺桿泵的停車
螺桿泵停車時,應先關閉排出停止閥,并待泵完全停轉后關閉吸入停止閥。
螺桿泵因工作螺桿長度較大,剛性較差,容易引起彎曲,造成工作失常。對軸系的連接必須很好對中;對中工作最好是在安裝定位后進行,以免管路牽連造成變形;連接 管路 時應獨立固定,盡可能減少對泵的牽連等。此外,備用螺桿,在保存時最好采用懸吊固定的方法,避免因放置不平而造成的變形。
2.3.2 螺桿泵的起動
螺桿泵應在吸排停止閥全開的情況下起動,以防過載或吸空。螺桿泵雖然具有干吸能力,但是必須防止干轉,以免擦傷工作表面。假如泵需要在油溫很低或粘度很高的情況下起動,螺桿泵應在吸排閥和旁通閥全開的情況下起動,讓泵起動時的負荷最低,直到原動機達到額定轉速時,再將旁通閥逐漸關閉。當旁通閥開啟時,液體是在有節流的情況下在泵中不斷循環流動的,而循環的油量越多,循環的時間越長,液體的發熱也就越嚴重,甚至使 泵 因高溫變形而損壞,必須引起注意。
2.3.3 螺桿泵的運轉
螺桿泵必須按既定的方向運轉,以產生一定的吸排。
泵工作時,應注意檢查壓力、溫度和機械軸封的工作。對軸封應該允許有微量的泄漏,如泄漏量不超過 20-30 秒 / 滴,則認為正常。假如螺桿泵在工作時產生噪音,這往往是因油溫太低,油液粘度太高,油液中進入空氣,聯軸節失中或泵過度磨損等原因引起。
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