淺析柱塞泵配油盤缺陷引起的故障及處理

王大偉

摘要：控制油系統設備中，柱塞泵是一種大流量、高性能的變量直軸式柱塞泵。在燃機、汽輪機控制系統中，它作為高壓供油裝置中的主要動力元件，為系統提供穩定、充足的液壓動力油。在機組正常啟停和運行期間，柱塞泵根據實際流量需要供給變流量且恒壓的穩定油液，當泵體各部件發生缺陷時會造成油壓不穩等異常，本文淺析配油盤缺陷引起的故障及處理。

關鍵詞：傳動軸;缸體;軸承;滑靴組件;密封;配流盤

0 引言

柱塞泵主要部件有傳動軸、缸體、軸承、滑靴組件、各處密封件和配流盤，均為影響柱塞泵穩定運行的重要部件。其中配流盤的缺陷影響較為隱秘，故障狀態較為難辨，本文對此進行分析，做處理建議。

1 柱塞泵結構及工作原理

1.1結構簡述

泵中的缸體由驅動軸通過電機驅動，裝在缸體孔中的柱塞連著柱塞滑靴和滑靴壓板，滑靴頂在斜盤上。當缸體轉動時，柱塞滑靴沿斜盤滑動，使柱塞沿平行于缸體的旋轉軸線作往復運動。配流盤上的油口布置成當柱塞被拉出時掠過進口，當柱塞被推入時掠過出口。泵的排量取決于柱塞的尺寸、數量及行程。而柱塞行程則取決于斜盤傾角。改變斜盤傾角可加大或減小柱塞行程。斜盤傾角可用下述任何一種方法調整，如手動控制、伺服控制、壓力補償控制及負載傳感加限壓器控制等。圖1所示典型柱塞泵結構剖面圖。

1.2 壓力補償器控制工作原理

補償器包括一個殼體，內含控制閥芯、加載彈簧、端盤和加載彈簧機構。通過調整加載彈簧的預緊力，可以確定泵的設定壓力。

系統壓力（泵出口壓力）作用于控制閥芯的左端，只要系統壓力低于加載彈簧設定值，控制閥芯就被彈簧推向左端，從而使得伺服活塞連接于泵體泄油口，伺服彈簧則把泵保持于全排量。當泵出口壓力升高到設定壓力時，控制閥芯克服彈簧力向右端移動，使伺服活塞連接于泵的壓力進口。該壓力克服伺服彈簧力使伺服活塞移動并減小泵的斜盤傾角。隨著系統壓力升高斜盤傾角減小從而減小柱塞行程直到泵的輸出流量減小到剛好把系統壓力維持于設定值所需要的流量。

2 柱塞泵常見缺陷列舉

2.1 密封老化：密封部件老化為柱塞泵常見缺陷，是周期性檢修中常規項目，使用磷酸酯抗燃油的設備，通常實用氟橡膠作為密封件基材，能夠有效防止腐蝕。設備運行中出現的高溫、壓力波動沖擊、油流沖擊和振動等因素，會造成密封老化或材料磨蝕，更換時應確保安裝到位。

2.2 傳動軸磨損：傳動軸作為各部件連接件，軸上各處部件接觸處均為磨損主要發生位置，檢修時，應注意傳動軸的彎曲度、局部磨損量符合使用要求，運行時若出現柱塞泵異聲大，振動變大則應考慮傳動軸磨損可能，傳動軸的測量和修復標準應滿足出廠要求。

2.3 缸體存在雜質和局部磨損：由于缸體始終運行于液壓油環境中，各處材料的磨損碎屑，最終會對缸體造成局部磨損，部分剝落材料會積聚在泵體流動死角內，拆解泵體時如發現缸內存在金屬碎屑等，需進一步判斷磨損源頭，注意缸體打擊磨損處的修磨。

2.4 軸承磨損和松動：與密封件檢查相同，軸承一般也是周期性檢修中常規項目，軸承內圈、外圈盤動，聽音等應無異常狀態，每次檢修時應進行更換。

2.5滑靴組件磨損：滑靴組件作為柱塞泵主要活動部件，如果油質顆粒度指標不佳，會造成滑靴表面拉毛，嚴重的會造成磨痕加深，材料缺失等情況，使用廠家推薦的檢查方式，可以判斷滑靴組件是否符合繼續使用要求，超標部件需進行更換。

2.6 配流盤磨損：配流盤作為柱塞泵中固定部件，常規檢查中一般采取目視檢查，檢查配流槽附近區域是否存在材料剝落、磨蝕印記，流道中是否存在材料剝落等異常，也可采用著色探傷等輔助手段檢查。

3 配流盤缺陷分析及缺陷處理

配流盤引起的缺陷辨識具有一定的不確定性。當配流槽附近區域出現少量磨損，通常不會引起柱塞泵工作異常，但要注意一旦磨損的工作區域出現以下幾種情況時，可以認定工作異常有配流盤缺陷引起。

3.1 配流槽邊緣缺陷及處理：進口或者出口配流槽附近流道邊緣曲線不光滑不連續，此情況往往造成泵出口油壓在一定范圍內快速晃動，視曲線間斷情況而不同;處理方式為對邊緣進行修研精磨，使其連貫且平滑過渡，修磨后需檢查修復處平整度，不可高出基礎。

3.2 配流槽附近缺陷及處理：出口配流槽附近是否存在連續或斷續狀的材料損失，這種情況會造成出口油壓局部形成通路，造成出口油壓周期性波動，且異聲增大，同樣也是周期性波動;處理方式一般為材料缺失根部打止裂孔，缺失材料處掏空清理，再進行焊接后打磨平整。焊接可以采用激光冷焊等方式進行。

3.3 進出口配流槽缺陷及處理：該情況出現更加極端的情況下，進口、出口配流槽之間的中間區域存在摩擦印記或磨損印記，造成進口、出口配流槽間形成通路造成泄壓，泵出口壓力無法加載且流量減少，即泵出口高壓側油液在配流盤上串通到進口低壓側一段，該種情況出現時，需要對配流盤就行配對研磨，直到磨到進口、出口配流槽間通路消失。如下圖2，配流盤典型缺陷圖。

4 結論

配流盤是柱塞泵穩定運行的重要部件，該部件出現缺陷檢查時較易忽略，其影響較為隱秘，故障狀態較為難辨，需對配流盤發生的表象進行分析，針對性得做處理和檢修操作。根據其缺陷型式，選擇最為可靠的檢修方案實施，有效延續配流盤和柱塞泵的使用壽命。