液壓系統中柱塞泵的常見故障分析及維修

趙海東，孫忠輝

（1.中國石油天然氣股份有限公司大慶煉化分公司機電儀廠，黑龍江大慶 163000；2.中國石油天然氣股份有限公司大慶煉化分公司聚丙烯廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

液壓系統中柱塞泵是動力源，它和其他液壓泵相比具有明顯的優勢，如具有較高的額定壓力、轉速和驅動功率；工作效率高，使用壽命長，變量方便，單位功率的重量較輕；主要部件的抗壓力和應力較強，能充分發揮出材料的強度性能等優點。但不足是結構復雜，相關零部件數量較多，制造的工藝質量要求較高，自吸性能較差，成本較高，需要較高的過濾精度，油液對污染相對敏感，在使用和維護的過程中要求較嚴。在使用過程中經常發生故障，其中主要原因是系統過熱、傳遞介質的液壓油受到污染等所致。

1 柱塞泵常見故障的診斷

在一些高壓、大流量和需要進行調節流量的場合都會使用柱塞泵，如液壓機、工程機械和煉化企業機組輔助系統等。柱塞泵是液壓系統中的動力源，為保障在生產運行中的順利和維修工作效率，就要做出正確的故障診斷和進行及時監測。液壓系統的污染是柱塞泵在工作中不可避免的，很容易引起柱塞泵發生故障，所以應針對柱塞泵常見故障進行分析和研究，找到相應的故障診斷方法，繼而進行維修。

2 柱塞泵常見故障的分析

柱塞泵經常發生的故障有：輸出流量不足或完全不輸出；中位時排油量不歸零；輸出壓力存在異常，流量產生波動；產生的振動和噪聲較大；液壓油有時出現過熱或漏油現象等。

2.1 柱塞泵液壓系統的污染問題

2.1.1 液壓系統進水的原因。

（1）設備在使用、抽注液壓油、保存、運輸過程中發生液壓系統進水的情況，包括外部環境的變化、冷卻系統的滲透和雨雪潮濕等，這些都可能造成液壓油內出現進水現象。液壓油中水分會呈現3種狀態，①已經溶解到液壓油中的水分，和液壓油均勻的混合在一起的單相物質；②液壓油中水分呈現游離水狀態，液壓油中溶解的水和游離水保持一種平衡的現象，游離水的狀態不穩定，水滴的大小形狀也各不相同，在不同力的作用下有的呈現為懸浮、互相締合或逐漸下沉的狀態；③游離水被乳化膜包圍時產生的乳化水，乳化水比游離水相對穩定，液壓油內進入大量的游離水后，會破壞液壓系統的潤滑油膜，對油品的潤滑性能造成嚴重影響，加速金屬表面的銹蝕，經過運動摩擦后就會產生金屬屑，金屬屑通過液壓系統進行游走，很容易造成濾清器堵塞、閥芯卡死、密封破損等現象。因為液壓油的工作溫度較高，水在其中很容易與液壓油發生氧化反應，液壓油造成氧化變質，造成液壓油的使用壽命下降。

（2）大氣中的水蒸氣進入到液壓系統中。當外界環境較溫暖時，空氣中的濕度較大，液壓油中的水分含量也逐漸增加。當外界空氣變冷時，液壓油中的溶解水因為飽和狀態逸出到空氣中，而來不及逸出的就在液壓油中變成微小水滴。當外界溫度在進行變化的時候，水滴在液壓油中又變回溶解水，聚集在一起，有的在液壓油中呈現游離水狀態，有的則沉淀到底部，液壓油又繼續從空氣中吸收水蒸氣來達到自身的飽和狀態，這種反復的循環就會逐漸增加液壓油中的水含量。

2.1.2 雜質污染

柱塞泵在正常工作過程中，因為液壓系統各個零部件之間的摩擦，會產生一定的金屬屑和雜質，金屬屑和雜質會隨著液壓油進入到柱塞泵中，柱塞泵中的某些元件可能會因為金屬屑和雜質造成破壞，尤其是比較精密的元件等。

2.2 柱塞泵過熱

主要有3個因素導致柱塞泵的過度發熱，①液體之間的摩擦生熱，液壓能造成的損失是因為高壓油通過縫隙泄漏到低壓腔內，進行熱能的轉化；②機械摩擦生熱，運動部件之間因為物體的表面處于較干和半干的時候，它們之間相互的摩擦就會產生熱量；③回油過慮器堵塞產生熱量，回油過濾器的堵塞會造成壓力過高，導致液壓油的溫度升高和柱塞泵的結構過熱的情況出現。因此，為有效降低柱塞泵的過度發熱和液壓油溫度過高，就要合理的選擇和定位油箱容積、冷卻器和運動零件之間的空隙等。

2.3 柱塞泵密封不良

主要指的是內部的密封環在柱塞泵液壓油由高壓向著低壓滲透的過程中產生的損壞，泄漏的原因是因為內部的元件出現磨損或銹蝕的情況等。

3 柱塞泵常見故障的診斷方法

3.1 4覺診斷方法

“聽、摸、看、聞”4覺診斷法是比較常用的一種對柱塞泵進行診斷的方法，要求維修人員要具有十分豐富的維修柱塞泵經驗，熟練掌握柱塞泵的相關知識。工作步驟是：①進行柱塞泵外觀的檢查和運轉聲音的判斷；②觸摸柱塞泵的表面殼體；③查看是否出現振動異常，殼體的溫度是否升高；④查看液壓油是否有發臭和變質的味道出現。四覺診斷法只能對一些比較簡單的故障進行診斷，是最初階段的診斷方法，通過對柱塞泵表面問題檢查后，在進行更加深入的診斷。

3.2 液壓試驗臺檢測

柱塞泵的各種參數和數據在液壓試驗臺上都可以進行檢測，如空載時的輸出流量和轉速，在測量柱塞泵試驗臺上的輸出流量和轉速等。人們用空載流量替換柱塞泵的理論流量，液壓實驗臺上泵的有效容積通過計算即可以得出。將計算得到的有效容積和正常情況的有效容積進行對比，兩者之間如果存在較大的差異，說明需要對柱塞泵進行維修和檢查。液壓試驗臺檢測法與四覺診斷法相比較，具有更加直觀、科學的優點，柱塞泵的運行情況通過數據就能直觀的表現出來。

4 維修處理方法探討

4.1 泵不輸油處理方法

（1）液壓泵泵軸不轉導致的不輸油。①檢測柱塞和缸體配合情況，及時更換液壓油，檢查柱塞球頭是否完好。如果出現異常應送回廠家進行維修或更換柱塞；②檢查電路及控制回路連接情況，如電機是否正常工作，能否正常吸油；③清理吸油腔，檢查泵軸上的連接鍵等。

（2）液壓泵泵軸反轉導致的不輸油。檢查泵的接線情況，主要是對液壓泵和電機之間的連接情況進行仔細核對，避免出現人為的安裝錯誤。

（3）泵不吸油導致的不能輸油。①調整油位，對吸油管、吸油濾油器和泵吸入腔等進行及時的疏通處理；②保持管路良好的密封情況，對濾油器和油液進行更換；③提高液壓泵的轉速，檢查柱塞泵的中心彈簧，如果損壞應及時更換。

4.2 壓力異常處理方法

①加大吸油口的截面積，防止吸油口出現堵塞；②檢測液壓油溫度，若溫度過高要進行適當的降溫處理；③適當調整變量機構偏角，需拆開檢查和維修零件間相互配合情況；③保持吸油管的密封性良好。

4.3 排油量不足處理方法

①疏通吸油管和濾油器的堵塞位置；②及時排出泵內多余空氣，如果柱塞損壞要及時進行更換或維修；③緊固柱塞泵的連接處結構，防止松動。

4.4 液壓泵異常發熱處理方法

①檢查柱塞和缸體間的空隙，看其是否符合標準；②適當更換長時間使用的軸承；③使卸油管滿足排油要求；④油道不能發生堵塞情況，保證液壓油溫度穩定，應與外界熱源進行隔離。

5 液壓系統的狀態監控

（1）對液壓系統溫度監測。液壓系統的運行是否順利主要受溫度的影響較大，液壓系統液壓油的工作溫度為（15～80）℃，最佳工作溫度（25～55）℃。液壓油的黏度會隨著溫度的升高而降低，密封件容易損壞。所以需要實時檢測柱塞泵殼體的溫度，一旦發現柱塞泵的殼體溫度過高，儀器可以及時進行報警，迅速找到引起溫度過高的原因，做出相應的故障診斷。

（2）對于元件的狀態監測。對柱塞泵的各種元件的數值進行監測，尤其是設備轉速、液壓油受污染程度、電磁閥電流等。液壓油污染主要有水產生的污染和雜質產生的污染，對這些問題要進行實時檢測，防止液壓系統出現問題。

6 結束語

經過以上研究發現，想要排除故障就要做到正確的分析故障產生的原因，當柱塞泵發生故障的時候，一定要找到相關的原因，然后進行逐一排查，直至找到發生故障的真正原因為止。在進行柱塞泵內部各種元件的拆裝過程中，一定要熟練掌握安裝方法和拆卸技巧，在工作前要做好相應的調試工作，仔細核對安裝和設置的參數，定期進行維修和保養工作，以保障設備的使用率和使用壽命。