柱塞泵故障分析與維修探討

廖龍

（大慶油田井下作業分公司，黑龍江 大慶 163000）

柱塞泵的工作原理就是配套泵機內柱塞的來回滾動，造成配套泵與柱塞之間的間隙時刻變化，泵是其中的主要部件，有著液體排放及重復性吸收的功能。根據柱塞結構的不同，我們可以將其分為2種形式，一種為徑向，一種為軸向。柱塞泵因為其流量高、承受壓力小等特點應用的十分廣泛，根據泵排量的不同可以進行不同種類的劃分。柱塞泵與齒輪泵、葉片泵相比較優勢比較明顯，尤其是其容量比較大，耐久性比較好，使用壽命比較長，在一些比較特殊的環境中都能夠使用。柱塞泵的缺點就是結構比較繁瑣，成本比較高、自吸能力較差，柱塞泵在工作運行過程中對清潔度有著嚴格的要求，這就會造成柱塞泵的維修和養護成本增加。

1 液壓設備故障的特點

1.1 故障的多樣性和復雜性

液壓設備經常出現各種各樣的故障，對其故障影響的因素也比較多，經常出現的有震動噪聲故障、系統壓力故障、柱塞泵故障等，故障與故障之間可能存在緊密的聯系，尤其是一些新設備在第一次使用的時候，出現故障的概率比較大。

1.2 故障的隱蔽性

液壓系統的工作運行與密閉管道內的壓力油液有著密切的關系，我們從設備的外觀是無法觀察到內部結構與工作狀況的，因此液壓系統的故障與其他機械設備故障存在一定的區別，具有較強的隱蔽型。

1.3 故障的偶然性和必然性

液壓系統的故障可以分為必然性和偶然性2種，偶然性故障具有不規律性，不經常發生，例如溢流閥或者換向閥的閥芯被雜質或者污染物堵住；必然性故障具有一定的規律性，例如液壓泵內部間隙較大、油液粘度低、系統泄漏等。

1.4 故障的產生和使用條件的相關性

同一個系統在不同的條件下發生的故障也不同，例如環境因素的影響，一旦環境溫度較高油液黏度下降，短時間內油液不冷卻就會造成系統泄漏或者壓力下降；環境溫度較低的時候，油液的黏度增加，會造成液壓泵吸油比較困難，人為操作失誤也會造成系統出現故障。

2 柱塞泵常見故障的分析

柱塞泵是液壓系統中經常發生故障的設備之一，主要發生的故障種類有流量波動異常、中位時排油量不歸零、輸出流量不足、流量異常波動、振動及噪音超出標準范圍、液壓油過熱及漏油等。

2.1 柱塞泵液壓系統的污染問題

（1）液壓系統進水的原因。①設備在使用過程中受到外界環境變化、冷卻系統的滲透、雨雪的潮濕等影響，出現運輸、使用、保存過程中液壓系統進水，這都會造成液壓系統內部進水的問題發生。液壓油中的水主要以3種方式呈現：第一種為液壓油中已經溶解的水分，均勻的與液壓油混合在一起，屬于單相物質；第二種為液壓油中的游離水，液壓油中的游離水與溶解水基本處于平衡的狀況，游離水的形狀為水滴型，穩定性差，在作用力不同的情況下有的懸浮、有的締合、有的下沉；第三種為乳化水，乳化水主要是游離水被乳化膜包圍時產生的，狀態相對穩定，液壓系統的潤滑油膜會受到游離水的影響，造成其潤滑性能的下降，腐蝕速度的增加，工作運行過程中還會因為摩擦產生金屬屑，濾清器、閥門、密封系統一旦遇到液壓系統中游走的金屬屑，很容易出現堵塞、卡死、損壞等問題。在溫度較高的情況下，水與液壓油發生氧化反應，液壓油出現氧化變質，影響液壓油的使用壽命。②大氣中的水蒸氣進入到液壓系統中。空氣中的濕度隨著外界環境溫度升高也逐漸變大，同時液壓油中的水分含量也隨之增加。外界環境溫度下降的時候，因為飽和狀態液壓油中的溶解水逸出到空氣中，一些沒有逸出的溶解水就會遺留在液壓油中。液壓油中的水分隨著外界溫度的不斷變化可能回到溶解水狀態，一部分還呈現出游離水的狀態，還有一部分可能在底部沉淀，空氣中的水蒸氣不斷的進入到液壓油中，不斷的達到飽和狀態，在此循環過程中，液壓油中的水含量就會不斷增加。

（2）雜質污染。柱塞泵在工作運行過程中，液壓系統中的每個零部件之間都會發生摩擦，摩擦過程中會產生一定量的雜質與金屬屑，一旦柱塞泵中進入雜質與金屬屑，就會對一些關鍵零部件產生磨損，嚴重的情況下產生破壞，影響柱塞泵的正常工作運行。

2.2 柱塞泵過熱

造成柱塞泵過熱的影響因素主要有以下3點：首先液體之間的摩擦生熱，高壓油通過縫隙泄漏到低壓腔內，造成液壓能損失；然后是機械摩擦生熱，零部件的表面一般都比較干燥，在相互摩擦的過程中就會產生熱量；最后回油過濾器堵塞發生熱量，壓力隨著回油過濾器的堵塞不斷升高，就會造成柱塞泵的結構過熱、液壓油的溫度升高。所以想要避免柱塞泵和液壓油出現過熱現象，就要根據實際情況對油箱容積確定，對零部件之間空隙進行科學合理的設置。

2.3 柱塞泵密封不良

柱塞泵液壓油在由高壓向著低壓滲透的過程中，密封環可能出現破損的現象，柱塞泵內部元件一旦出現磨損及腐蝕，就會發生泄漏的現象。

3 液壓系統中柱塞泵的診斷與維修

以上就是我們對柱塞泵經常出現的幾種故障的分析，主要是由于柱塞泵過熱、柱塞泵液壓系統雜質及柱塞泵密封不良引起，下面我們針對出現的故障，制定有針對性的維修措施，保障柱塞泵處于最佳的運行狀態，延長柱塞泵的使用壽命。

3.1 壓力異常的處理方法

通常情況下，處理壓力異常的方法有以下幾種：（1）避免吸油口出現堵塞，適當的增加吸油口的截面積；（2）檢測液壓油的溫度，一旦溫度超過標準范圍就要立即降溫處理；（3）對變量機構的偏角進行調整，日常的維修和養護中也要高度重視；（4）檢查安全閥，保障液壓系統壓力值處于正常范圍，日常維修保養中檢查安全閥的彈簧，一旦發現損壞就要立即更換；（5）對液壓閥定期進行清洗，避免其中存在較多的雜質造成液壓閥無法正常開啟，如果發現壓力值正常而某處無壓力現象時，就要查看是否因為雜質對管路、節流閥等造成堵塞，及時清理干凈。

3.2 排油量不足的處理方法

通常情況下，處理排油量不足的方法主要有以下幾點：（1）對過濾器和吸油管可能出現堵塞的位置進行疏通，定期檢查濾油器和吸油管，一旦發現雜質及時清理干凈；（2）及時排除泵內的多余空氣，一旦發現零部件損壞要立即更換；（3）避免柱塞泵連接位置的螺栓出現松動，定期進行緊固，定期檢查油箱油位，一旦油位過低檢查是否存在漏油現象，并采取相應的解決措施，保障油位在合理的范圍之內，同時油位過低也可能是油液粘度較高造成的，需要對油箱進行排空，更換新的油液。

3.3 液壓泵異常發熱的處理方法

通常情況下，處理液壓泵過熱的方法主要有以下幾點：（1）保障缸體與柱塞之間的孔隙在標準范圍之內；（2）更換長時間使用過的軸承；（3）卸油管滿足排油需求；（4）避免油道出現堵塞現象，液壓泵在工作運行過程中一旦出現壓力調頂較大、油粘度升高、冷卻器堵塞、摩擦損失、嚴重內泄時都會出現異常發熱現象，這時候液壓泵的零部件就會隨著溫度的升高發生膨脹，零部件的膨脹會造成液壓閥卡死，因此我們需要根據實際情況找到液壓系統過熱的影響因素，采取針對性措施，保障液壓泵的安全、穩定運行。

3.4 泵不輸油的處理方法

通常情況下，處理泵不輸油的方法主要有以下幾點：（1）泵軸不轉造成的泵不輸油，我們可以首先對缸體與柱塞進行檢查，保障柱塞球頭的完整，及時更換液壓油，然后對控制回路及電路的連接情況進行檢查，最后檢查泵軸連接狀況及吸油腔內的是否存在雜質；（2）泵軸反轉造成的泵不輸油，檢查泵的接線情況，保障接線的正確無誤，尤其重視電機與液壓泵之間的接線情況；（3）泵不吸油造成的泵不輸油，首先數疏通吸油濾油器、吸油管，適當的對油位進行調整，然后是檢查管路的密封狀況，保障密封良好，最后對液壓泵的轉速適當提升。

4 結語

經過以上的研究和分析發現，想要延長柱塞泵的使用壽命，就要高度重視柱塞泵的日常維修和保養工作，同時也要充分考慮到柱塞泵的整潔性。所以我們盡量消除油液之間的摩擦力，進一步對柱塞泵使用年限提升。只有對柱塞泵故障原因進行分析，制定科學合理的維修措施，才能發揮柱塞泵的功能，實現其良好的工作運行。