摘要:液压泵是液压系统中的“心脏”,当液压系统出现问题时,首先想到液压泵。通过对各种液压泵故障的分析,列出了常见故障及产生原因,最后找出解决方法并探讨了液压泵的合理使用。
关键词:液压泵;故障;原因;
液压泵是液压设备中重要的元件,按结构不同分为齿轮泵,叶片泵,柱塞泵,螺杆泵等。若液压泵出现故障液压系统将无法正常工作。笔者通过对液压泵工作中常出现的的故障进行分析,以求实现对液压泵故障的宏观把握,能够快速排除使故障率最小化。其选用原则主要有:是否要求变量,要求变量选用变量泵;工作压力,柱塞泵的额定压力最高;工作环境,齿轮泵的抗污能力最好;噪声指标,双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵;效率,轴向柱塞泵的总效率最高。
1.常见液压泵故障分析及解决方法
虽然液压泵种类较多,但液压泵的工作原理和功能是相同的,因此可以将液压泵作为单独一个对象进行研究。经过对各种液压泵工作中常出现的故障进行调查分析,液压泵常出现的共性故障总结如下。
1.1 液压泵不出油或无压力
液压泵不出油或无压力,整个液压系统将无法工作,影响系统的工作效率。其原因有:①原动机和液压泵转向不一致;②油箱油位过低;③吸油管或滤油器堵塞;④启动时转速过低;⑤油液粘度过大或叶片移动不灵活;⑥叶片泵配油盘与泵体接触不良或叶片在滑槽内卡死;⑦进油口漏气;⑧组装螺钉过松。
相应的解决方法:①纠正转向;②补油至油标线;③清洗吸油管路或滤油器,使其畅通;④使转速达到液压泵的最低转速以上;⑤检查油质,更换粘度适合的液压油或提高油温;⑥修理接触面,重新调试,清洗滑槽和叶片,重新安装;⑦更换密封件或接头;⑧拧紧螺钉。
1.2 流量不足或压力不能升高
液压泵流量和压力不足时,导致执行元件的速度和压力不稳定,不能实现对外做功,因此应查找原因,稳定流量和提高压力。
液压泵流量不足或压力不能升高的原因有很多:①吸油管或滤油器部分堵塞;②吸油端连接处密封不严,有空气进入,吸油位置太高;③叶片泵个别叶片装反,运动不灵活;④泵盖螺钉松动;⑤系统泄漏;⑥齿轮泵轴向和径向间隙过大;⑦叶片泵定子内表面磨损;⑧柱塞泵柱塞与缸体或配油盘与缸体间磨损,柱塞回程不够或不能回程,引起缸体与配油盘间失去密封;⑨柱塞泵变量机构失灵;⑩侧板端磨损严重,漏损增加;⑥溢流阀失灵。
相应解决的方法是:①出去脏物,使吸油畅通;②在吸油端连接处涂油,若有好转,则紧固连接件,或更换密封,降低吸油高度;③逐个检查,不灵活叶片应重新研配;④适当拧紧;⑤对系统进行顺序检查;⑥找出间隙过大部位,采取措施;⑦更换零件;⑧更换柱塞,修磨配油盘与缸体的接触面,保证接触良好,检查或更换中心弹簧;⑨检查变量机构,纠正其调整误差;⑩更换零件;⑧检修溢流阀。
1.3 噪音严重及压力波动
噪音严重及压力波动,对液压系统的工作性能和工作环境有较大的影响。其原因有:①吸油管或滤油器部分堵塞;②吸油端连接处密封不严,有空气进入,吸油位置太高;③从泵轴油封处有空气进入;④泵盖螺钉松动;⑤泵与连轴器不同心或松动;⑥油液粘度过高,油中有气泡;⑦吸人口滤油器通过能力太小;⑧ 转速太高;⑨泵体腔道阻塞;⑩齿轮泵齿形精度不高或接触不良,泵内零件损坏;⑩齿轮泵轴向间隙过小,齿轮内孔与端面垂直度或泵盖上两孔平行度超差溢流阀阻尼孔堵塞;⑩管路振动。
相应解决的方法是:①除去脏物,使吸油管畅通;
②在吸油端连接处涂油,若有好转,则紧固连接件,或更换密封,降低吸油高度;③更换密封;④适当拧紧;⑤重新安装,使其同心,紧固连接件;⑥换粘度适当液压油,提高油液质量;⑦改用通过能力较大的滤油器;⑧使转速降至允许最高转速以下;⑨清理或更换泵体;⑩更换齿轮或研磨修整,更换损坏零件;⑾检查并修复有关零件拆卸溢流阀清洗;⑿采取隔离消振措施。
1.4 过热
出现液压泵过热故障的主要原因:①油液粘度过高或过低;②侧板和轴套与齿轮端面严重磨擦;③油液清洁度差,内部磨损加剧,使容积效率下降,油从内部间隙泄漏节流而产生热量;④油箱容积太小,散热不良;⑤系统超载,主要表现在压力或转速过高;
相应解决的方法是:①更换成粘度适合的液压油;②修理或更换侧板和轴套;③换油;④加大油箱,扩大散热面积;⑤调整压力和转速。
1.5 泄漏
液压泵泄漏多少直接决定液压泵的输出流量,将影响到液压系统速度的稳定性和输出功率的大小。故障的主要原因:①柱塞泵中心弹簧损坏,使缸体与配油盘问失去密封性;②油封或密封圈损伤;③密封表面不良;④泵内零件间磨损,间隙过大。
相应解决的方法是:①更换弹簧;②更换油封或密封圈;③检查修理;④更换或重新配研零件。
液压泵用轴承的检查与修复
轴承的使用寿命
柱塞泵中最重要的部件是轴承,使用过程中如果出现轴承游隙超差,则不能保证液压泵内部柱塞杆与缸体孔、滑靴与斜盘、配流盘与缸体配流面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。使用过程
中,要根据说明书的规定定期维修和定期更换轴承。根据生产厂资料,轴承的平均使用寿命约为10 h,超过此值就需要更换新的轴承。
轴承的检测
轴承的检测项目主要是轴承游隙,轴承游隙的检测要用到专业检测仪器,因此,维修过程中,只能采用目测的方法进行简单的检查,如发现轴承的滚柱表面有划痕或变色现象,就必须更换轴承。
更换轴承时的注意事项
在更换轴承时,应注意原轴承的英文字母(表示精度等级)和型号,柱塞泵上使用的轴承大都采用大载荷容量轴承,更换时最好购买原厂家,原规格的产品。如果一时不能买到,需要代换时,应查表代换,目的是保持轴承的精度等级和载荷容量,否则将影响泵的使用效果,严重时将会降低泵的使用寿命。
2.液压泵的维护及注意事项
2.1 齿轮泵
外啮合齿轮泵自吸性能最好,耐污染性强,结构简单,价格便宜,应用广泛。其缺点是不能变量,属于定量泵,国产齿轮泵额定压力为10—20MPa。但能做成三联、四联式实现分级变量,而且可以制成派生产品齿轮式分流器,可实现数缸同步。
泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚度。在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶隔振垫,以降低噪声。对于安装在油箱上的自吸泵,通常泵中心至油箱液面的距离不大于500mm。对于安装在油箱下面或旁边的泵,为了便于检修,吸入管道上应安装截止阀。进口、出口位置和旋转方向应符合标明的要求,不得搞错接反。要拧紧进出油口管接头连接螺钉设备上,如简易小型油压机等。
目前,国内齿轮泵大多用在移动式设备上,如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。国外齿轮泵的额定压力较高,采用多联泵能代替一部分轴向柱塞泵,用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。
2.2 叶片泵
液压系统需要流量变化时,特别是需要大流量的时间比需要小流量的时间要短时,最好采用双联泵或变量泵。
如机床的进给机构,当快进时,需要流量大,工进时,需要流量小,二者相差几十倍甚至更多。为了满足快进时液压缸需要的大流量,要选用流量较大的泵,但到工进时,液压缸需要的流量很小,使绝大部分高压液压油经溢流阀溢流。这不仅消耗了功率,还会使系统发热。为了解决这个问题,可以选用变量叶片泵。当快进时,压力低,泵排量(流量)最大;当工进时,系统压力升高,泵自动使排量减小,基本上没有油从溢流阀溢流。也可以采用双联叶片泵,低压时大小2个泵一起向系统供油,工进高压时,小泵高压小流量供油,大泵低压大流量经卸荷阀卸荷后供油。
2.3 螺杆泵
2.3.1 螺杆泵的停车
螺杆泵停车时,应先关闭排出停止阀,并待泵完全停转后关闭吸入停止阀。
螺杆泵因工作螺杆长度较大,刚性较差,容易引起弯曲,造成工作失常。对轴系的连接必须很好对中;对中工作最好是在安装定位后进行,以免管路牵连造成变形;连接 管路 时应独立固定,尽可能减少对泵的牵连等。此外,备用螺杆,在保存时最好采用悬吊固定的方法,避免因放置不平而造成的变形。
2.3.2 螺杆泵的起动
螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动,以防过载或吸空。螺杆泵虽然具有干吸能力,但是必须防止干转,以免擦伤工作表面。假如泵需要在油温很低或粘度很高的情况下起动,螺杆泵应在吸排阀和旁通阀全开的情况下起动,让泵起动时的负荷最低,直到原动机达到额定转速时,再将旁通阀逐渐关闭。当旁通阀开启时,液体是在有节流的情况下在泵中不断循环流动的,而循环的油量越多,循环的时间越长,液体的发热也就越严重,甚至使 泵 因高温变形而损坏,必须引起注意。
2.3.3 螺杆泵的运转
螺杆泵必须按既定的方向运转,以产生一定的吸排。
泵工作时,应注意检查压力、温度和机械轴封的工作。对轴封应该允许有微量的泄漏,如泄漏量不超过 20-30 秒 / 滴,则认为正常。假如螺杆泵在工作时产生噪音,这往往是因油温太低,油液粘度太高,油液中进入空气,联轴节失中或泵过度磨损等原因引起。
参考文献
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