柱塞泵的維修與保養(yǎng)

1、關(guān)于柱塞泵的資料在冶金行業(yè)引進(jìn)的成套設(shè)備中，其液壓站大都配置德國力士樂，美國派 克等歐，美，日等國家生產(chǎn)的高壓，大流量液壓柱塞泵機(jī)組。在設(shè)備投 入使用后，由于引進(jìn)時沒有相應(yīng)的液壓柱塞泵技術(shù)說明書，不了解泵的在線狀態(tài)監(jiān)測方法與維護(hù)方法及使用軟壽命，（軟壽命T是設(shè)備設(shè)計時規(guī)定的役齡期限）。因此，有些國內(nèi)企業(yè)設(shè)備管理人員認(rèn)為：外國的 液壓柱塞泵性能好，使用壽命長，只要液壓泵在運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力還能達(dá) 到，就不必檢修，也沒有建立建全相應(yīng)的液壓泵現(xiàn)場點檢規(guī)章制度，從 而造成對進(jìn)口的液壓柱塞泵的管理誤區(qū)。進(jìn)口的液壓柱塞泵與機(jī)械設(shè)備一樣，都是有服役期限。服役期限的長短取決于液壓介質(zhì)的清潔度以及 設(shè)備運(yùn)行中正確監(jiān)

2、測，維護(hù)及保養(yǎng)。 本文中主要論述西泰克在泵在線檢 測，預(yù)知維修，保養(yǎng)維護(hù)，更換和調(diào)整的相關(guān)經(jīng)驗。1 進(jìn)口液壓柱塞泵（簡稱泵）磨損的三個階段進(jìn)口的液壓泵的磨損分為初期磨損，正常磨損，異常磨損三個階段。1.1初期磨損階段：泵在零件制造過程中，零件金屬表面有一定的微觀 不平度（表面粗糙度）軸或孔存在的橢圓度與不直度，在金屬表面發(fā)生 初期相對運(yùn)動時，泵零件間相對高速運(yùn)動，此時摩擦副間會產(chǎn)生輕微的 摩擦磨損，零件處于初期磨損階段。1.2正常磨損階段：經(jīng)過一段時間的磨合，摩擦副間生成新的，精度等 級更高的粗糙度，磨損速度減慢。進(jìn)入一段相對比較長的穩(wěn)定使用階段。1.3異常磨損階段：在此階段中，金屬材料達(dá)到疲

3、勞周期的額定壽命， 金屬表面將產(chǎn)生疲勞層，疲勞層在泵高溫高壓的特殊使用狀態(tài)下，金屬表層易發(fā)生顆粒狀脫落，因此，磨損急劇增長，最后導(dǎo)致零件失效。1.4泵在運(yùn)行中的相對運(yùn)動的三對摩擦副（靜壓軸承關(guān)系）零件之間的 磨損，使零件間的縫隙增大，泵內(nèi)泄漏量隨之增多，油溫也相應(yīng)升高。泵軟壽命是從初期磨合期到穩(wěn)定使用階段進(jìn)而到疲勞剝落期階段（劇烈磨損階段）。這三個階段時間的長短主要取決于所使用的液壓介質(zhì)的清 潔度。1.5影響泵的軟壽命還有另外一個決定性因素，就是泵的軸承的使用壽命。因為軸承在泵殼內(nèi)軸向載荷轉(zhuǎn)動，泵殼內(nèi)的三大摩擦副（1缸體配流面與配流盤；2柱塞桿與缸孔；3滑靴與斜盤）零件高速摩擦轉(zhuǎn)動， 金屬表面

4、相對運(yùn)動時，金屬與金屬產(chǎn)生接觸摩擦，發(fā)生粘結(jié)和切削，而 且由于局部高溫，造成大尺寸金屬氧化物顆粒疲勞剝落，剝落的金屬顆 粒因無法排出泵殼外而積存在液壓泵殼內(nèi)。因泵殼體充滿液壓油，沉積的金屬顆粒與液壓油混雜在一起隨泵主軸及缸體的轉(zhuǎn)動又在殼體內(nèi)旋 流漂移，造成泵內(nèi)軸承的加劇磨損。軸承磨損到一定程度后游隙增大， 軸承游隙增大后軸承的回轉(zhuǎn)精度降低后，無法保證缸體與配流盤的相對運(yùn)動精度，因此又破壞了泵三對摩擦副之間的靜液壓的平衡，被破壞的靜液壓支承（三對摩擦副）又會加速磨損。即使所使用的液壓介質(zhì)達(dá)到清潔度標(biāo)準(zhǔn)， 軸承還有一個基本的額定使用 壽命。軸承的額定壽命分為（1）公稱額定壽命；（2）修正的額定壽命

5、；（3）深入計算的額定壽命。泵用軸承基本額定壽命是指足夠大一組的相同型號軸承中有90%在首次出現(xiàn)疲勞征兆前達(dá)到或超過的壽命。 額定壽命計算的基礎(chǔ)與ISO281 一致，是Lundberg和Palmgren的疲勞理論，該理論考慮了很多因素， 包括材料的疲勞極限，潤滑，載荷與潤滑間隙內(nèi)的相互關(guān)系以及軸承的 摩擦特性和載荷分布，在基本額定壽命的計算中應(yīng)考慮其它因素，例如潤滑和污染的影響。但是如果油液中有大于10 um金屬顆粒磨損影響因 素，就無法精確計算。該理論在遇有磨粒磨損情況下，通常給出一個最 終額定壽命值。液壓柱塞泵使用的是 INA公司滾柱軸承。達(dá)到FZG試驗 的至少耐磨損等級10級，潔凈度為N

6、AS1638之8級，用 遷0.仝100的 過濾器的液壓油的軸承軟壽命。2、特殊環(huán)境下的液壓柱塞泵軸承2.1在高溫易燃環(huán)境下工作的液壓系統(tǒng)中，使用難燃的HF（H:Hydraulic fluid 液壓油液：F:fire-resista nt難燃）液壓介質(zhì)。例如煉鋼廠使用的液壓介質(zhì)是HFC“水乙二醇”工作液，這種油液與礦物油基液壓油液 相比，粘度/溫度特性較差。HF油液消除空氣和污物的能力也較差，潤 滑特性也與礦物油基液壓油相差甚遠(yuǎn)。間隙摩擦引起的磨粒磨損'侵蝕和滾動軸承疲勞等都產(chǎn)生新的污染顆粒，因此，德國力士樂公司所生產(chǎn)的E-系列液壓柱塞泵和馬達(dá)的技術(shù)數(shù)據(jù)已作了調(diào)整，針對HF工作液的特性對

7、柱塞泵所使用的軸承采用代有“ RR鍍層的特殊軸承。（軸承 Rrcorrotect 耐腐性鍍層）但這種代有“ RR鍍層軸承的使用壽命低于 礦物油基液壓油的50%（ HFD無水油液，磷酸酯不在此范圍內(nèi)）2.2代有SL型號是德國力士樂公司為長期工作在高壓環(huán)境下而設(shè)計的一種重載荷超長壽命泵，SL型號的泵是采用帶靜壓平衡超長壽命重載軸 承，與標(biāo)準(zhǔn)型號泵相比，“ SL”型號泵有較長的使用壽命，泵可長期在 高壓狀態(tài)下工作。在31.5MPa,公稱轉(zhuǎn)數(shù)和油液粘度36m川/s下軟壽命 為10, OOOh小時。此泵設(shè)有專用于沖洗軸承的U油口。3、影響泵軟壽命的因素3.1軸承的摩損是影響泵軟壽命的決定因素，泵用軸承是

8、在特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下及特定軸向載荷摩擦力矩的特殊軸承。例如德國力士樂A4VS（型號直軸斜盤式泵用的軸承是瑞典INA軸承公司專為力士樂泵特殊制造的， 此種軸承滾動接觸區(qū)內(nèi)赫茲壓力與軸承配合面的面積與普通軸承有很 大的區(qū)別，它與普通軸承的區(qū)別是泵用軸承針對泵運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)的特殊 載荷情況，采用了對數(shù)曲線修形滾子的圓柱滾子軸承即-滾子母線為直線的修形理論與均布載荷的母線滾子軸承內(nèi)圈和滾子接觸面的對稱 指數(shù)修形曲線的特殊滾柱軸承。柱塞泵在工作壓力達(dá)到峰值壓力時，其分布在泵缸體孔中360°內(nèi)分度圓中的九只柱塞中只有四只柱塞在向泵排口壓縮高壓力油而產(chǎn)生的偏 載反作用力施加在主軸前端的圓柱滾子軸承160

9、°區(qū)域內(nèi)上，這種現(xiàn)象使軸承承受主軸變形所產(chǎn)生的偏載荷力和多波峰式的突加沖擊載荷力， 在這兩種外力作用下，軸承不可避免地存在邊界應(yīng)力集中即“偏載邊緣 效應(yīng)”，這勢必降低軸承額定使用壽命，同時也對泵的軟壽命帶來影響。3.2油液污染，主要是人為造成的污染，當(dāng)更換液壓濾芯時沒有把濾筒 內(nèi)的油液排凈或根本就不排出濾筒內(nèi)的油液就抽換濾芯，造成濾筒內(nèi)的 污染物從濾筒的排口直接流入油箱。當(dāng)一個仝10m顆粒進(jìn)入到泵中， 就會造成配流面的一道劃痕，當(dāng)這道劃痕在高壓油液長時間的沖刷下， 就會演變成一道溝槽，就這么一道溝槽就會造成泵失效。3.3吸空，對泵軟壽命影響最大的是泵吸入帶有空氣的油液，在此要糾 正液

10、壓界人員的一個錯誤觀念， 就是液壓管道不漏油不等于管道不漏空 氣。當(dāng)油液管道及各部接頭處密圭寸處于小的失效范圍內(nèi)，管道在一個大 氣壓環(huán)境下是不泄漏油液的， 當(dāng)泵排量增大時，泵吸油口 S處就會出現(xiàn) 虹吸現(xiàn)象，外部大氣壓高出泵吸油 S口幾倍的大氣壓，泵吸油口就會從 失效的部位吸入空氣。當(dāng)空氣進(jìn)入到泵配流區(qū)域從低壓區(qū)轉(zhuǎn)換到高壓區(qū) 時，在高壓油的擠壓作用下，氣泡爆炸破裂，就會對缸體配流面與配流 盤間造成穴蝕現(xiàn)象。穴蝕嚴(yán)重時造成缸體配流面銅層間隔區(qū)竄通。另一種泵吸入空氣的原因是液壓油箱容積小或油箱內(nèi)間隔板設(shè)計不合理，當(dāng)液壓系統(tǒng)回油時所帶入到油液中的空氣氣泡還沒有被徹底消出時就被 泵吸油口吸走了，也會照成

11、上述病因。3.4撓性聯(lián)軸器不對稱，電機(jī)軸與泵主軸不同軸度大于 0. 1mm寸，高速 轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的振動直接反應(yīng)到泵主軸軸承上，影響主軸前端軸承壽命。3.5多泵工作時的共振：大型液壓站群泵組工作時，每臺泵應(yīng)有自己單 獨的帶有減震座的泵架，泵架與泵架間隔必需有減震措施防止共振。3.6維修方式不當(dāng)，任何的不當(dāng)維修方式，都會造成泵的徹底損壞。泵 的解體與裝配是一道精細(xì)而復(fù)雜的工作，工作人員必須在修泵前仔細(xì)閱 讀所承修的泵，馬達(dá)的維修技術(shù)參數(shù)，按規(guī)程調(diào)整靜壓軸承間隙。最佳 的辦法是由專業(yè)人員來維修。4、液壓柱塞泵在線監(jiān)測診斷與預(yù)知維修4.1本世紀(jì)初，以現(xiàn)代電子測試技術(shù)，計算機(jī)分析等先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測、 診斷儀

12、器為基礎(chǔ)，采用超聲波泄漏監(jiān)測技術(shù)，紅外測溫技術(shù)，泵用軸承 小波分析技術(shù)，對在線使用的泵進(jìn)行定期檢測診斷，根據(jù)所采集故障信 號，繪制出泵在線工作性能曲線圖，做出評估報告。依據(jù)監(jiān)測結(jié)果決定 是否對泵進(jìn)行維修。從而確定泵的最佳維修期，避免了預(yù)防維修中過剩 維修，大大地降低成本。提高泵使用軟壽命，減少了故障停機(jī)損失。以 技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測維修制度取代過去的定期維修制度。也取代了過去的人工巡回檢測即用手摸泵外殼的溫度與振動，用耳聽泵轉(zhuǎn)動時發(fā)出的噪聲是否比以前擴(kuò)大音量的老式方法。 特別是以設(shè)備點檢個人經(jīng)驗為主的技藝 維修，而不是以先進(jìn)的檢測，科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)診斷的維修。4.2監(jiān)測及診斷裝置即為故障診斷手段。故障

13、診斷手段可分為便攜式簡 易診斷和在線精密診斷兩大類別。 液壓泵故障的預(yù)兆主要參數(shù)是壓力降 低，流量減少，溫度上升，變量速度超時，噪音上升與振動增大，泵內(nèi) 泄漏量超標(biāo)等。檢測不同參數(shù)時，應(yīng)根據(jù)液壓泵所反映出來的實際狀況， 現(xiàn)場條件和精度要求的差異，選擇不同的測量方法和工具，儀器。如日 本研制成的液壓泵故障診斷器的原理是通過振動診斷法進(jìn)行檢測，經(jīng)微型計算機(jī)分析處理并做出故障預(yù)報。 可以較快的從泵的外部直接檢測出 泵內(nèi)部磨損情況，從而有效地防止了泵的故障發(fā)生，提高了主機(jī)的可靠 性。泵檢測還可以采用液壓測試儀檢測泵的總效率。液壓測試儀是由流量， 壓力表和溫度計所組成，可聯(lián)接到泵的排口，通過調(diào)節(jié)儀器的各

14、項功能檢測出泵排口在各級壓力下的流量，繪制出泵總效率曲線圖。泵總效率下降到72%寸就必須下線修復(fù)。測試儀與泵泄油口聯(lián)接檢測泵內(nèi)泄量。 泵的泄漏量是隨在線使用時間而 變化的，在固定的周期時間內(nèi)，測出泄漏量的變化就可相應(yīng)得知泵影響 系統(tǒng)能否正常工作的運(yùn)行狀態(tài)變化， 將泄漏量隨時間變化的曲線稱為狀 態(tài)曲線，作為泵工作狀態(tài)的評定指標(biāo)， 可用以進(jìn)行故障預(yù)報和維修期的 確定。泵內(nèi)泄漏狀態(tài)曲線的繪制及分析。 以泵運(yùn)行時間為橫座標(biāo)，內(nèi)泄量和容 積效率為縱座標(biāo)，繪出泵泄漏曲線，泄漏量超出正常值的 50徹必須下 線修復(fù)。4.3查看電流值，冶金行業(yè)的大型液壓站都是由多臺柱塞泵組成的液壓 系統(tǒng)并配有配套的大型蓄能器組

15、，如果其中有一臺泵內(nèi)泄漏量大或達(dá)不到工作壓力時，對整個液壓系統(tǒng)壓力及流量危害不能立即顯現(xiàn)出來， 點檢人員必須每日對工作的泵查看電流表上的電流值并做出記錄。如果泵群組其中的一臺泵工作壓力比另外的泵工作壓力低時，壓力低的泵在電流表上顯示比正常工作的泵電流值低， 即少做功的泵比正常做功的泵 需用的電流低。4.4測量泵殼溫度。液壓柱塞泵內(nèi)泄漏量大，泵內(nèi)的摩擦副間隙增大造 成壓力油泄漏，泄漏的壓力油轉(zhuǎn)變成熱能，事必造成泵殼同正常泵殼的 溫度差別。如果泵內(nèi)軸承疲勞磨損，軸承發(fā)熱并伴有雜音，熱量就在泵 殼外表處顯現(xiàn)出來，以上二種發(fā)熱現(xiàn)象采用“紅外線電子測溫儀”檢測 對比，有問題的泵殼表面溫度就會比正常工作的

16、液壓泵殼溫度高。點檢人員應(yīng)每4h小時用“電子測溫儀”檢測一次泵主軸外部、泵殼體中部、 泵后蓋處等三處溫度并在泵溫升曲線表上標(biāo)出溫度記錄， 此溫度曲線表 可與泵監(jiān)測診數(shù)據(jù)表同時提供給技術(shù)人員，便于技術(shù)人員對泵做出正確 的判斷。5、液壓柱塞泵在線沖洗方法5.1針對在線使用的液壓柱塞泵殼內(nèi)積存的固體顆粒無法排出等問題， 德國力士樂公司液壓泵設(shè)計人員在液壓泵殼的兩側(cè)設(shè)計加裝了用于沖 洗裝置應(yīng)用的K1'K2沖洗油口，用于定期沖洗泵殼內(nèi)積存的金屬顆粒。 通常泵是用液壓過濾機(jī)從 K1 口進(jìn)油從K2 口出油進(jìn)行沖洗，如果是德國 力士樂A2F355或A2V/A2P355A6V/A7V25以上的液壓泵備有

17、專用于沖洗 軸承的U口，在沖洗泵作業(yè)同時另一條管路經(jīng)U 口沖洗主軸軸承。過濾機(jī)必須采用過濾比 卩10仝100濾芯，這樣可以得到清潔的液壓油來沖洗 泵內(nèi)的殘留的金屬顆粒。沖洗時柱塞泵必須有變量行程并施加載荷運(yùn) 轉(zhuǎn)，沖洗時須注意泵殼體內(nèi)壓力不得超出0.2MPa,因為泵主軸旋轉(zhuǎn)密封最高耐壓0.3MPS。為了確保泵沖洗時不得超壓， 德國力士樂公司生產(chǎn)了 專用于泵沖洗的低壓力開啟的沖洗閥，（沖洗閥訂貨件號：466468/503.20.01.16 ）此閥安裝在濾油工作管路 A和B之間，當(dāng)管路A和 B之間壓差超過0.3-0.5MPa時，沖洗閥由高壓開啟，多余的油液流出低 壓側(cè)經(jīng)由升壓溢流閥（油口 T）泄到B

18、低壓回路中。5.2對使用“ HF液壓介質(zhì)的“ E”系列型號泵、馬達(dá)，應(yīng)在硬壽命達(dá)到 5 000小時必須拆開清洗，必須特別注意清洗死角，適用的清洗材料列于VDMA2341。對代用“ SL”型號的泵，馬達(dá)的殼體必須是通過油口U沖洗。6、建立監(jiān)控與檢測維修制度6.1泵是整套液壓系統(tǒng)元件中價值最高的部件，如果不對泵進(jìn)行在線監(jiān) 控與檢測就很難預(yù)測該泵何時需要什么樣的維護(hù)。如果不記錄和不分析所監(jiān)控泵的數(shù)據(jù)，幾乎就沒有可能對在線使用的泵能否按規(guī)定的服役期 運(yùn)行做出準(zhǔn)確判斷。如果一臺泵出現(xiàn)可檢測的劣化跡象，在故障發(fā)生前 有足夠時間可觀察到劣化程度，那么對泵進(jìn)行在線定期檢測就是合理 的。加強(qiáng)維護(hù)保障，才能提高泵的使用壽命（利用率）。國外設(shè)備管理 有一句名言：“維護(hù)是為了利用設(shè)備而進(jìn)行的故障管理”。所以建立以 狀態(tài)檢測為基礎(chǔ)的定檢，定修制度，對在線使用的泵做到每日定時檢測， 做出記錄，繪制壓力、溫度、噪音級、電流值等曲線表，對泵做出狀態(tài) 識別及狀態(tài)趨勢