液压泵使用维修技术

1第2章液压泵使用维修技术2.1液压泵概述液压泵正常工作的三个必备条件:必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大——吸油，由大变小——压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。液压泵的分类、选用及符号按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵等。齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵。柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵。按排量能否变量分定量泵和变量泵。单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵。选用原则：是否要求变量，要求变量选用变量泵；工作压力，柱塞泵的额定压力最高；工作环境，齿轮泵的抗污能力最好；噪声指标，双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵；效率，轴向柱塞泵的总效率最高。液压泵的图形符号如图2-1所示。2图2-1液压泵的图形符号2.2齿轮泵的使用与维修2.2.1齿轮泵结构图示及其主要磨损部位CB型齿轮泵结构如图2-2所示。1一后盖；2一螺钉;3一齿轮；4一泵体；5一前盖；6一油封；7一长轴；8一销；9一短轴；10一滚针轴承；11一压盖；12一泄油通槽图2-2CB型齿轮泵图2-3所示为力士乐GC型内啮合齿轮泵。31-泵体1.1-轴承罩2-环形齿轮3-小齿轮轴4-轴承5-轴向补偿板6-泵盖7-安装法兰8-支撑销9-压力区图2-3力士乐GC型内啮合齿轮泵泵的磨损主要是：泵前、后端盖的磨损；齿轮端面的磨损；齿顶与泵壳之间的磨损。这些磨损部位与泵内泄漏及温升有关，也与压力、流量下降有关。泵轴断裂，它与不供油有关；轴承的磨损，它与压力波动及噪声增大有关；密封件的损坏，它与外泄漏有关。2.2.2齿轮泵的安装与调试1齿轮泵的安装齿轮泵与电机必须有较高的同心度，即使是挠性连轴节也要尽量同心。泵的转动轴与电机输出轴之间的安装采用弹性联轴节，其同轴度不得大于0.1mm；采用轴套式联轴节的同轴度不得大于0.05mm；倾斜角不大于1度。泵轴端一般不得承受径向力，不得将带轮、齿轮等传动零件直接安装在泵的轴上。未按上述要求会造成故障。4例如某机构的液压泵，是通过齿轮传动来连接，如图2-4所示。图2-4液压泵与齿轮传动机构经常在使用过一段时间后就出现压力低的故障。原因是该液压泵的内泄过大造成的，通过拆检可发现，液压泵扫膛严重，造成内泄。造成扫膛的原因是轴的弯曲变形，而该泵安装不正确是导致这一问题最根本原因，如图2-5所示。图2-5泵轴的弯曲变形该齿轮泵是通过齿轮传动来连接的，齿轮传动会产生径向力，正是这一径向力加在齿轮泵的悬臂轴上，引起附加挠曲变形，造成了扫膛—压力低的故障。还要注意：5泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚度。在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶隔振垫，以降低噪声。对于安装在油箱上的自吸泵，通常泵中心至油箱液面的距离不大于500mm。对于安装在油箱下面或旁边的泵，为了便于检修，吸入管道上应安装截止阀。进口、出口位置和旋转方向应符合标明的要求，不得搞错接反。要拧紧进出油口管接头连接螺钉，密封装置要可靠，以免引起吸空、漏油，影响泵的工作性能。2齿轮泵的调试泵安装完成后，必须经过泵的检查与调试，观察泵的工作是否正常，有关步骤与要求如图2-6所示。用手转动联轴节，应感轻快，受力均匀。检查泵的旋转方向,应与泵体上标牌所指示的方向相符合。检查液压系统有没有卸荷回路，防止满载启动和停车。检查系统中的安全阀是否在调定的许可压力上。在排油口灌满油液以免泵启动时因干摩擦损坏元件。不少于2min的空负荷运转，检查泵的运转声音是否正常和液流的方向是否正确。将溢流阀的压力调整到1.OMPa以下转动5～10min，检查系统的动作、外泄漏、噪声、温升等是否正常。将溢流阀的压力调整至液压系统的安全保护压力运行。6图2-6齿轮泵调试步骤与要求2.2.3齿轮泵常见故障及其原因1泵不出油首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。其次，检查齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞。2油封被冲出1)齿轮泵旋向不对。2)齿轮泵轴承受到轴向力。3)齿轮泵承受过大的径向力。3建立不起压力或压力不够多与液压油的清沽度有关，如油液选用不正确或油液的清洁度达不到标准要求，均会加速泵内部的磨损，导致内泄。应选用含有添加剂的矿物液压油，防止油液氧化和产生气泡。过滤精度为：输入油路小于60μm，回油路为10～25μm。4流量达不到标准1)进油滤芯太脏，吸油不足。2)泵的安装高度高于泵的自吸高度。3)齿轮泵的吸油管过细造成吸油阻力大。一般最大的吸油流速为0.5～1.5m／s。4)吸油口接头漏气造成泵吸油不足。通过观察油箱里是否有气泡即可判断系统是否漏气。5轮泵炸裂铝合金材料齿轮泵的耐压能力为38～45MPa，在其无制造缺陷的前提下，齿轮泵炸裂肯定是受到了瞬间高压所致。1)出油管道有异物堵住，造成压力无限上升。2)安全阀压力调整过高，或者安全阀的启闭特性差，反应滞7后，使齿轮泵得不到保护。3)系统如使用多路换向阀控制方向，有的多路阀可能为负开口，这样将遇到因死点升压而憋坏齿轮泵。6发热1)系统超载，主要表现在压力或转速过高。2)油液清洁度差，内部磨损加剧，使容积效率下降，油从内部间隙泄漏节流而产生热量。3)出油管过细，油流速过高，一般出油流速为3～8m／s。7噪音严重及压力波动1）滤油器污物阻塞不能起滤油作用；或油位不足，吸油位置太高，吸油管露出油面。2）泵体与泵盖的两侧没有上纸垫产生硬物冲撞，泵体与泵盖不垂直密封，旋转时吸入空气。3）泵的主动轴与电机联轴器不同心，有扭曲磨擦；或泵齿轮啮合精度不够。2.2.4齿轮泵的合理使用齿轮泵自吸性能最好，耐污染性强，结构简单，价格便宜。其缺点是不能变量。但能做成三联、四联式实现分级变量，而且可以制成派生产品齿轮式分流器，可实现数缸同步。目前，国内齿轮泵大多用在移动式设备上，如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。国外齿轮泵的额定压力较高，采用多联泵能代替一部分轴向柱塞泵，用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。齿轮泵非常通用，除了用在移动式设备上以外，也用于工作压力不太高的固定设备上，如简易小型油压机，液压千斤顶，以及一些自制的简易液压设备上。8齿轮泵可以在低压状态下用作液压马达。额定压力为10MPa的齿轮泵，用到2～3MPa，一般没有问题。2.2.5联合收割机双联齿轮泵拆卸与安装实例联合收割机等液压系统动力元件采用双联齿轮泵。拆装与安装时应注意以下事项。1拆卸注意事项1)油泵从机体上拆下后，立即用塑料盖或塞子把油管接头和泵的开口堵上，以防脏物进入液压系统。然后，用干净的柴油或汽油清洗泵的外部。2)为保证拆后正确装配，拆前应用废锯条或类似工具沿泵轴线方向在前盖、中心泵体、泵壳、后盖上划“x”形或“V”形标记。3)液压泵是精密元件，要确保整个泵在拆卸过程中无尘和杂质混入，不能用抹布、棉纱擦试零件，零件清洗后用压缩空气吹干或风干。4)需要在台钳上夹紧轴泵时，注意不要夹在中心泵体上，以防变形。5)拆卸油泵时，先用专用工具取下8个螺栓，再用木棒敲击转动轴轴头，便可分解齿轮泵。注意撞击主动轴时不要用力过大，轻轻敲击，多敲几次拆卸顺序如图2-8所示。图2-8双联齿轮泵拆卸顺序卸后盖从泵轴后端卸下两个小齿轮卸下小齿轮平键从泵的前部卸下泵壳从前盖和两齿轮轴上卸下中心泵体从前盖和泵体卸下铜侧板、酚醛垫片、保护垫片和“v”形橡胶密封垫片。92安装注意事项1)检查所有零件使用磨损情况，注意轴套润滑槽必须在高压腔一侧，轴套不能从座孔中窜出。用优质金刚砂布擦去所有的划痕和毛刺，处理后注意清洗。2)安装时，易损件必须垒部更新，包括铜侧板、酚醛垫片、保护垫片、“V”形橡胶密封垫、“O”形密封圈和轴端油封。3)用机油或液压油润滑所有零件后再进行装配。4)把“V”形橡胶密封垫片安装在前盖和泵壳的凹处，并使唇边向下安装，安装时既要细心，又要有耐心，要保证唇边不颠倒，所有唇边都应放到槽中，决不允许有翻边现象。5)按原划好标记装配各零件，安装次序与拆卸次序相反进行。中心泵体的半月型空腔不要对着前盖，而应朝向泵壳方向。装入泵壳槽内“O”型密封圈必须平展，不应有扭曲现象。6)安装好各零件后，用螺栓拧紧，拧紧力矩37～40N.m。7)用机油或液压油涂抹转动轴油封，并小心将其装到主动齿轮轴上，密封唇朝内，用木捶轴敲使油封定位。安装时注意不要将密封唇装反，不要损坏油封。8)油泵装配完后，安装传动皮带轮，用手旋转皮带轮时会有些阻力，但旋转几圈后，应能转动自如。9)将油泵安装在机体上，油管和软管安装在泵上，给泵加入干净液压油，连接油管法兰盘，安装法兰盘前要保证无空气进入。启动发动机，在不操纵液压控制手柄情况下，中速动转3min；在同样转速下，操纵控制手柄约3min，以建立压力；然后加大油门至最高转速，操纵控制手柄3min关闭发动机，检查齿泵有无漏油现象。2.2.6影响齿轮泵寿命的因素10齿轮泵最大的缺陷是寿命过短。外啮合齿轮泵的设计寿命为5000h，但目前一般达不到此要求。1轴承的设计与选用齿轮泵设计要考虑其寿命。齿轮泵报废的大多数情况是因为轴承损坏所至。目前较为理想的轴承材料是SF型复合材料。此材料是以钢板为基体，烧结铜网为中间层，以塑料(填充四氟己烯、改性聚甲醛)为摩擦面的润滑材科该材料机械强度高、磨擦系数小、噪声低、耐磨性好．抗腐蚀性好、导热性好、尺寸小、成本低，可在无油或少油润滑工况下和较宽的工作温度范围内使用。实践证明，SF材料轴承的使用使齿轮泵的使用寿命大大提高。2端面间隙问题齿轮泵在使用中常因内泄精增加、容积效率下降、压力下降而报废。齿轮端面泄漏占总泄漏量的75％～80％。因此，合理的端面间隙至关重要。齿轮泵合理断面间隙如表2-1所示。表2-1齿轮泵端面间隙排量（mL）间隙（mm）2.5～100.02～0.04l6～320.02～0.05400.02～0.06如果间隙超过表2-1范围，则容积效率低，压力达不到额定压力；若间隙太小，运行中因磨损使间隙急剧加大，使内泄漏增加。3工艺原因为保证齿轮泵前、后端盖之间的合理间隙，齿轮泵的加工和装配十分重要。齿轮两端面与孔轴心线的垂直度误差不能超过0.01mm，且装存轴上后，其轴向应处于浮动状态。为保证装配后两轴的相互位置，在加工前后两轴承孔时，中心距误差不应超11过0.03mm。另外，输入轴端断裂也是常见现象。必须掌握好轴的热处理工艺，使其具有一定的强度和硬度，又有较高的抗冲击韧性，防止其断裂。4材料、组件的合理选用为保证齿轮泵运行中具有合理的间隙与配合，相关材料的耐磨性是重要的性能指标。选用合理的材料和适当的热处理工艺很重要。油封漏油也是常见的报废原因。要选用材质好的油封，同时在加工装配时注意油封与衬套的配合要牢固，油封内孔与泵轴应具有足够的张紧力，不能漏油。5安装使用泵输入轴颈与电机轴联接时，同轴度误差不能超过0.1mm。切记不能用皮带联接。应根据泵使用说明书选用合适的液压油，且在泵入口处加过滤器，根据液压系统的工作环境定期过滤、更换液压油。2.2.7齿轮泵修复工艺1泵体的修复由于吸油腔和排油腔压力相差很大，齿轮和轴承都受到径向不平衡力的作用，因此泵体内壁的磨损都发生在吸油腔一侧，可采用电镀青铜合金工艺来修复。电镀之前，泵体内必须用油石或金钢砂粉修整光洁。电镀工艺简单介绍如下：(1)镀前处理处理方法与一般电镀青铜合金工艺处理方法一样。(2)电解液配方电解液配方如表2-2所示。12表2-2电解液配方成分或参数量值氯化亚铜(CuCl2)20～30g／L锡酸钠(Na2SnO33H2O)60～70g／L游离氰化钠(NaCN)3～4g／L氢氧化钠(NaOH)25~30g／L三乙胺醇胺(N(CH2CH2OH)3)50～70g／L温度50～60℃阴极电流密度l～15A／dm2阳极合金板含锡10～20%(3)镀后处理120℃恒温处理。泵体的常用材料为HT120～40铸铁和铸铝合金。泵体的二支承中心距偏差为0.03～0.04mm；