液压柱塞泵的使用与维修

工程机械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。
本文以直轴斜盘式柱塞泵为主，介绍其使用及维修方法。
1.液压泵的供油形式
直轴斜盘式柱塞泵分为压力供油型的自吸油型两种。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。
靠气压供油的液压油箱，在每次启动机器后，必须等液压渍箱达到使用气压后，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。
2.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口。
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。
3.三对磨擦副检查与修复
3.1 柱塞杆与缸体孔
表1为柱塞泵零件的更换标准（参见图1），当表中所列的各种间隙超差时，可按下述方法修复：
（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。
3.2 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（参见图2），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。
柱塞杆与缸孔 柱塞杆直径 φ16 φ20 φ25 φ30 φ35 φ40
标准间隙 0.015 0.025 0.025 0.030 0.035 0.040
极限间隙 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090
柱塞杆球头
与滑靴球窝 标准间隙 0.010 0.010 0.015 0.015 0.020 0.020
极限间隙 0.30 0.30 0.30 0.35 0.35 0.35
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。
3.3 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
柱塞杆推荐硬件 HS84
柱塞杆球头推荐硬度 >HS90
斜盘表面推荐硬度 >HS90
配流盘推荐硬度 >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。
4 结语
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。
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柱塞泵典型故障的快速修复
柱塞泵柱塞球头的磨损直接影响到泵的使用性能。导致系统工作压力降低或不能正常工作，快速修复，可使其恢复性能。
我一台WLY63型挖掘机在作业过程中，突然出现工作装置无力，挖掘、提升速度缓慢; 液压柱塞泵的出油管振动厉害，驾驶员调整溢流阀的压力后，依然振动，并将油管多次振裂。
拆开油泵后发现有大量的铁屑，压紧柱塞球头的压盘已碎，柱塞球头有6个已严重磨损，(柱塞 与缸体、缸体与配流盘都完好无损)，磨损的球头在没有压盘的控制下，与滑靴不能建立起油膜，继而产生剧烈的液压冲击，致使油管振动而破裂。施工现场要求快速修复球头，配制压盘。
具体修复方法:
(1)经测量柱塞球头直径为￠27mm，如能只修复球头，就方便快捷了。于是找来一个与柱 塞球头大小完全相等的单向推力球轴承用钢球，由于轴承用的钢球材质是轴承用钢，坚硬而耐 磨，能满足柱塞球头的使用要求。
(2)将钢球退火后，随炉保温冷却。如果在野外，可采取氧一乙炔火焰加热，用砂土保温冷 却。目的是降低其硬度，以便于钻削加工。
(3)将磨损的球头用车床加工出直径￠12mm、长16mm的圆柱，并将其加工成细牙螺 纹M12×1×14。同时在根部加工出一小段带圆弧面的边线圆柱(直径为￠14mm，长1mm)，以方便与钢球的圆弧面相配合。(图1)

(4)将退火后的钢球，钻出￠11mm的孔，孔深21mm，并对孔口进行锪孔，深1mm(直径方向)，孔径与磨损球头根部留出的 带圆弧面边线圆柱的直径相同。攻出细牙螺纹M12×1×18，并钻出润滑小孔 .

(5)将加工好的内外螺纹相互配合并拧固紧，测量尺寸，检 查是否符合要求。合格后，对钢球淬火，恢复其硬度和耐磨性， 并用水磨砂布沾油抛光。(图3)

(6)配作压盘，安装泵体，开机调试，油管振动消失，一切恢复正常。
传统方法修复，须更换柱塞或新泵，费用高，而采用本应急方法修复费用低，节约资源，修复 快，不误工，且性能完全能满足需要。用轴承的钢球修复柱塞泵球头。