柱塞泵故障分析與維修探討

廖龍

（大慶油田井下作業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000）

柱塞泵的工作原理就是配套泵機(jī)內(nèi)柱塞的來回滾動，造成配套泵與柱塞之間的間隙時(shí)刻變化，泵是其中的主要部件，有著液體排放及重復(fù)性吸收的功能。根據(jù)柱塞結(jié)構(gòu)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?yàn)槠淞髁扛?、承受壓力小等特點(diǎn)應(yīng)用的十分廣泛，根據(jù)泵排量的不同可以進(jìn)行不同種類的劃分。柱塞泵與齒輪泵、葉片泵相比較優(yōu)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(huán)境中都能夠使用。柱塞泵的缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)比較繁瑣，成本比較高、自吸能力較差，柱塞泵在工作運(yùn)行過程中對清潔度有著嚴(yán)格的要求，這就會造成柱塞泵的維修和養(yǎng)護(hù)成本增加。

1 液壓設(shè)備故障的特點(diǎn)

1.1 故障的多樣性和復(fù)雜性

液壓設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的故障，對其故障影響的因素也比較多，經(jīng)常出現(xiàn)的有震動噪聲故障、系統(tǒng)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(lián)系，尤其是一些新設(shè)備在第一次使用的時(shí)候，出現(xiàn)故障的概率比較大。

1.2 故障的隱蔽性

液壓系統(tǒng)的工作運(yùn)行與密閉管道內(nèi)的壓力油液有著密切的關(guān)系，我們從設(shè)備的外觀是無法觀察到內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作狀況的，因此液壓系統(tǒng)的故障與其他機(jī)械設(shè)備故障存在一定的區(qū)別，具有較強(qiáng)的隱蔽型。

1.3 故障的偶然性和必然性

液壓系統(tǒng)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(guī)律性，不經(jīng)常發(fā)生，例如溢流閥或者換向閥的閥芯被雜質(zhì)或者污染物堵住；必然性故障具有一定的規(guī)律性，例如液壓泵內(nèi)部間隙較大、油液粘度低、系統(tǒng)泄漏等。

1.4 故障的產(chǎn)生和使用條件的相關(guān)性

同一個(gè)系統(tǒng)在不同的條件下發(fā)生的故障也不同，例如環(huán)境因素的影響，一旦環(huán)境溫度較高油液黏度下降，短時(shí)間內(nèi)油液不冷卻就會造成系統(tǒng)泄漏或者壓力下降；環(huán)境溫度較低的時(shí)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(tǒng)出現(xiàn)故障。

2 柱塞泵常見故障的分析

柱塞泵是液壓系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生故障的設(shè)備之一，主要發(fā)生的故障種類有流量波動異常、中位時(shí)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(biāo)準(zhǔn)范圍、液壓油過熱及漏油等。

2.1 柱塞泵液壓系統(tǒng)的污染問題

（1）液壓系統(tǒng)進(jìn)水的原因。①設(shè)備在使用過程中受到外界環(huán)境變化、冷卻系統(tǒng)的滲透、雨雪的潮濕等影響，出現(xiàn)運(yùn)輸、使用、保存過程中液壓系統(tǒng)進(jìn)水，這都會造成液壓系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)水的問題發(fā)生。液壓油中的水主要以3種方式呈現(xiàn)：第一種為液壓油中已經(jīng)溶解的水分，均勻的與液壓油混合在一起，屬于單相物質(zhì)；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(wěn)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(shí)產(chǎn)生的，狀態(tài)相對穩(wěn)定，液壓系統(tǒng)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(yùn)行過程中還會因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生金屬屑，濾清器、閥門、密封系統(tǒng)一旦遇到液壓系統(tǒng)中游走的金屬屑，很容易出現(xiàn)堵塞、卡死、損壞等問題。在溫度較高的情況下，水與液壓油發(fā)生氧化反應(yīng)，液壓油出現(xiàn)氧化變質(zhì)，影響液壓油的使用壽命。②大氣中的水蒸氣進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中?？諝庵械臐穸入S著外界環(huán)境溫度升高也逐漸變大，同時(shí)液壓油中的水分含量也隨之增加。外界環(huán)境溫度下降的時(shí)候，因?yàn)轱柡蜖顟B(tài)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(tài)，一部分還呈現(xiàn)出游離水的狀態(tài)，還有一部分可能在底部沉淀，空氣中的水蒸氣不斷的進(jìn)入到液壓油中，不斷的達(dá)到飽和狀態(tài)，在此循環(huán)過程中，液壓油中的水含量就會不斷增加。

（2）雜質(zhì)污染。柱塞泵在工作運(yùn)行過程中，液壓系統(tǒng)中的每個(gè)零部件之間都會發(fā)生摩擦，摩擦過程中會產(chǎn)生一定量的雜質(zhì)與金屬屑，一旦柱塞泵中進(jìn)入雜質(zhì)與金屬屑，就會對一些關(guān)鍵零部件產(chǎn)生磨損，嚴(yán)重的情況下產(chǎn)生破壞，影響柱塞泵的正常工作運(yùn)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(diǎn)：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(nèi)，造成液壓能損失；然后是機(jī)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(chǎn)生熱量；最后回油過濾器堵塞發(fā)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(jié)構(gòu)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(xiàn)過熱現(xiàn)象，就要根據(jù)實(shí)際情況對油箱容積確定，對零部件之間空隙進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)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(huán)可能出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，柱塞泵內(nèi)部元件一旦出現(xiàn)磨損及腐蝕，就會發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

3 液壓系統(tǒng)中柱塞泵的診斷與維修

以上就是我們對柱塞泵經(jīng)常出現(xiàn)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(tǒng)雜質(zhì)及柱塞泵密封不良引起，下面我們針對出現(xiàn)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(yùn)行狀態(tài)，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(xiàn)堵塞，適當(dāng)?shù)脑黾游涂诘慕孛娣e；（2）檢測液壓油的溫度，一旦溫度超過標(biāo)準(zhǔn)范圍就要立即降溫處理；（3）對變量機(jī)構(gòu)的偏角進(jìn)行調(diào)整，日常的維修和養(yǎng)護(hù)中也要高度重視；（4）檢查安全閥，保障液壓系統(tǒng)壓力值處于正常范圍，日常維修保養(yǎng)中檢查安全閥的彈簧，一旦發(fā)現(xiàn)損壞就要立即更換；（5）對液壓閥定期進(jìn)行清洗，避免其中存在較多的雜質(zhì)造成液壓閥無法正常開啟，如果發(fā)現(xiàn)壓力值正常而某處無壓力現(xiàn)象時(shí)，就要查看是否因?yàn)殡s質(zhì)對管路、節(jié)流閥等造成堵塞，及時(shí)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(diǎn)：（1）對過濾器和吸油管可能出現(xiàn)堵塞的位置進(jìn)行疏通，定期檢查濾油器和吸油管，一旦發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)及時(shí)清理干凈；（2）及時(shí)排除泵內(nèi)的多余空氣，一旦發(fā)現(xiàn)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(xiàn)松動，定期進(jìn)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(xiàn)象，并采取相應(yīng)的解決措施，保障油位在合理的范圍之內(nèi)，同時(shí)油位過低也可能是油液粘度較高造成的，需要對油箱進(jìn)行排空，更換新的油液。

3.3 液壓泵異常發(fā)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(diǎn)：（1）保障缸體與柱塞之間的孔隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)；（2）更換長時(shí)間使用過的軸承；（3）卸油管滿足排油需求；（4）避免油道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，液壓泵在工作運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)壓力調(diào)頂較大、油粘度升高、冷卻器堵塞、摩擦損失、嚴(yán)重內(nèi)泄時(shí)都會出現(xiàn)異常發(fā)熱現(xiàn)象，這時(shí)候液壓泵的零部件就會隨著溫度的升高發(fā)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(jù)實(shí)際情況找到液壓系統(tǒng)過熱的影響因素，采取針對性措施，保障液壓泵的安全、穩(wěn)定運(yùn)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(diǎn)：（1）泵軸不轉(zhuǎn)造成的泵不輸油，我們可以首先對缸體與柱塞進(jìn)行檢查，保障柱塞球頭的完整，及時(shí)更換液壓油，然后對控制回路及電路的連接情況進(jìn)行檢查，最后檢查泵軸連接狀況及吸油腔內(nèi)的是否存在雜質(zhì)；（2）泵軸反轉(zhuǎn)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(jī)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(shù)疏通吸油濾油器、吸油管，適當(dāng)?shù)膶τ臀贿M(jìn)行調(diào)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(zhuǎn)速適當(dāng)提升。

4 結(jié)語

經(jīng)過以上的研究和分析發(fā)現(xiàn)，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(yǎng)工作，同時(shí)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(jìn)一步對柱塞泵使用年限提升。只有對柱塞泵故障原因進(jìn)行分析，制定科學(xué)合理的維修措施，才能發(fā)揮柱塞泵的功能，實(shí)現(xiàn)其良好的工作運(yùn)行。