论文部分内容阅读
摘要：控制油系统设备中，柱塞泵是一种大流量、高性能的变量直轴式柱塞泵。在燃机、汽轮机控制系统中，它作为高压供油装置中的主要动力元件，为系统提供稳定、充足的液压动力油。在机组正常启停和运行期间，柱塞泵根据实际流量需要供给变流量且恒压的稳定油液，当泵体各部件发生缺陷时会造成油压不稳等异常，本文浅析配油盘缺陷引起的故障及处理。
关键词：传动轴;缸体;轴承;滑靴组件;密封;配流盘
0 引言
柱塞泵主要部件有传动轴、缸体、轴承、滑靴组件、各处密封件和配流盘，均为影响柱塞泵稳定运行的重要部件。其中配流盘的缺陷影响较为隐秘，故障状态较为难辨，本文对此进行分析，做处理建议。
1 柱塞泵结构及工作原理
1.1结构简述
泵中的缸体由驱动轴通过电机驱动，装在缸体孔中的柱塞连着柱塞滑靴和滑靴压板，滑靴顶在斜盘上。当缸体转动时，柱塞滑靴沿斜盘滑动，使柱塞沿平行于缸体的旋转轴线作往复运动。配流盘上的油口布置成当柱塞被拉出时掠过进口，当柱塞被推入时掠过出口。泵的排量取决于柱塞的尺寸、数量及行程。而柱塞行程则取决于斜盘倾角。改变斜盘倾角可加大或减小柱塞行程。斜盘倾角可用下述任何一种方法调整，如手动控制、伺服控制、压力补偿控制及负载传感加限压器控制等。图1所示典型柱塞泵结构剖面图。
1.2 压力补偿器控制工作原理
补偿器包括一个壳体，内含控制阀芯、加载弹簧、端盘和加载弹簧机构。通过调整加载弹簧的预紧力，可以确定泵的设定压力。
系统压力（泵出口压力）作用于控制阀芯的左端，只要系统压力低于加载弹簧设定值，控制阀芯就被弹簧推向左端，从而使得伺服活塞连接于泵体泄油口，伺服弹簧则把泵保持于全排量。当泵出口压力升高到设定压力时，控制阀芯克服弹簧力向右端移动，使伺服活塞连接于泵的压力进口。该压力克服伺服弹簧力使伺服活塞移动并减小泵的斜盘倾角。随着系统压力升高斜盘倾角减小从而减小柱塞行程直到泵的输出流量减小到刚好把系统压力维持于设定值所需要的流量。
2 柱塞泵常见缺陷列举
2.1 密封老化：密封部件老化为柱塞泵常见缺陷，是周期性检修中常规项目，使用磷酸酯抗燃油的设备，通常实用氟橡胶作为密封件基材，能够有效防止腐蚀。设备运行中出现的高温、压力波动冲击、油流冲击和振动等因素，会造成密封老化或材料磨蚀，更换时应确保安装到位。
2.2 传动轴磨损：传动轴作为各部件连接件，轴上各处部件接触处均为磨损主要发生位置，检修时，应注意传动轴的弯曲度、局部磨损量符合使用要求，运行时若出现柱塞泵异声大，振动变大则应考虑传动轴磨损可能，传动轴的测量和修复标准应满足出厂要求。
2.3 缸体存在杂质和局部磨损：由于缸体始终运行于液压油环境中，各处材料的磨损碎屑，最终会对缸体造成局部磨损，部分剥落材料会积聚在泵体流动死角内，拆解泵体时如发现缸内存在金属碎屑等，需进一步判断磨损源头，注意缸体打击磨损处的修磨。
2.4 轴承磨损和松动：与密封件检查相同，轴承一般也是周期性检修中常规项目，轴承内圈、外圈盘动，听音等应无异常状态，每次检修时应进行更换。
2.5滑靴组件磨损：滑靴组件作为柱塞泵主要活动部件，如果油质颗粒度指标不佳，会造成滑靴表面拉毛，严重的会造成磨痕加深，材料缺失等情况，使用厂家推荐的检查方式，可以判断滑靴组件是否符合继续使用要求，超标部件需进行更换。
2.6 配流盘磨损：配流盘作为柱塞泵中固定部件，常规检查中一般采取目视检查，检查配流槽附近区域是否存在材料剥落、磨蚀印记，流道中是否存在材料剥落等异常，也可采用着色探伤等辅助手段检查。
3 配流盘缺陷分析及缺陷处理
配流盘引起的缺陷辨识具有一定的不确定性。当配流槽附近区域出现少量磨损，通常不会引起柱塞泵工作异常，但要注意一旦磨损的工作区域出现以下几种情况时，可以认定工作异常有配流盘缺陷引起。
3.1 配流槽边缘缺陷及处理：进口或者出口配流槽附近流道边缘曲线不光滑不连续，此情况往往造成泵出口油压在一定范围内快速晃动，视曲线间断情况而不同;处理方式为对边缘进行修研精磨，使其连贯且平滑过渡，修磨后需检查修复处平整度，不可高出基础。
3.2 配流槽附近缺陷及处理：出口配流槽附近是否存在连续或断续状的材料损失，这种情况会造成出口油压局部形成通路，造成出口油壓周期性波动，且异声增大，同样也是周期性波动;处理方式一般为材料缺失根部打止裂孔，缺失材料处掏空清理，再进行焊接后打磨平整。焊接可以采用激光冷焊等方式进行。
3.3 进出口配流槽缺陷及处理：该情况出现更加极端的情况下，进口、出口配流槽之间的中间区域存在摩擦印记或磨损印记，造成进口、出口配流槽间形成通路造成泄压，泵出口压力无法加载且流量减少，即泵出口高压侧油液在配流盘上串通到进口低压侧一段，该种情况出现时，需要对配流盘就行配对研磨，直到磨到进口、出口配流槽间通路消失。如下图2，配流盘典型缺陷图。
4 结论
配流盘是柱塞泵稳定运行的重要部件，该部件出现缺陷检查时较易忽略，其影响较为隐秘，故障状态较为难辨，需对配流盘发生的表象进行分析，针对性得做处理和检修操作。根据其缺陷型式，选择最为可靠的检修方案实施，有效延续配流盘和柱塞泵的使用寿命。
关键词：传动轴;缸体;轴承;滑靴组件;密封;配流盘
0 引言
柱塞泵主要部件有传动轴、缸体、轴承、滑靴组件、各处密封件和配流盘，均为影响柱塞泵稳定运行的重要部件。其中配流盘的缺陷影响较为隐秘，故障状态较为难辨，本文对此进行分析，做处理建议。
1 柱塞泵结构及工作原理
1.1结构简述
泵中的缸体由驱动轴通过电机驱动，装在缸体孔中的柱塞连着柱塞滑靴和滑靴压板，滑靴顶在斜盘上。当缸体转动时，柱塞滑靴沿斜盘滑动，使柱塞沿平行于缸体的旋转轴线作往复运动。配流盘上的油口布置成当柱塞被拉出时掠过进口，当柱塞被推入时掠过出口。泵的排量取决于柱塞的尺寸、数量及行程。而柱塞行程则取决于斜盘倾角。改变斜盘倾角可加大或减小柱塞行程。斜盘倾角可用下述任何一种方法调整，如手动控制、伺服控制、压力补偿控制及负载传感加限压器控制等。图1所示典型柱塞泵结构剖面图。
1.2 压力补偿器控制工作原理
补偿器包括一个壳体，内含控制阀芯、加载弹簧、端盘和加载弹簧机构。通过调整加载弹簧的预紧力，可以确定泵的设定压力。
系统压力（泵出口压力）作用于控制阀芯的左端，只要系统压力低于加载弹簧设定值，控制阀芯就被弹簧推向左端，从而使得伺服活塞连接于泵体泄油口，伺服弹簧则把泵保持于全排量。当泵出口压力升高到设定压力时，控制阀芯克服弹簧力向右端移动，使伺服活塞连接于泵的压力进口。该压力克服伺服弹簧力使伺服活塞移动并减小泵的斜盘倾角。随着系统压力升高斜盘倾角减小从而减小柱塞行程直到泵的输出流量减小到刚好把系统压力维持于设定值所需要的流量。
2 柱塞泵常见缺陷列举
2.1 密封老化：密封部件老化为柱塞泵常见缺陷，是周期性检修中常规项目，使用磷酸酯抗燃油的设备，通常实用氟橡胶作为密封件基材，能够有效防止腐蚀。设备运行中出现的高温、压力波动冲击、油流冲击和振动等因素，会造成密封老化或材料磨蚀，更换时应确保安装到位。
2.2 传动轴磨损：传动轴作为各部件连接件，轴上各处部件接触处均为磨损主要发生位置，检修时，应注意传动轴的弯曲度、局部磨损量符合使用要求，运行时若出现柱塞泵异声大，振动变大则应考虑传动轴磨损可能，传动轴的测量和修复标准应满足出厂要求。
2.3 缸体存在杂质和局部磨损：由于缸体始终运行于液压油环境中，各处材料的磨损碎屑，最终会对缸体造成局部磨损，部分剥落材料会积聚在泵体流动死角内，拆解泵体时如发现缸内存在金属碎屑等，需进一步判断磨损源头，注意缸体打击磨损处的修磨。
2.4 轴承磨损和松动：与密封件检查相同，轴承一般也是周期性检修中常规项目，轴承内圈、外圈盘动，听音等应无异常状态，每次检修时应进行更换。
2.5滑靴组件磨损：滑靴组件作为柱塞泵主要活动部件，如果油质颗粒度指标不佳，会造成滑靴表面拉毛，严重的会造成磨痕加深，材料缺失等情况，使用厂家推荐的检查方式，可以判断滑靴组件是否符合继续使用要求，超标部件需进行更换。
2.6 配流盘磨损：配流盘作为柱塞泵中固定部件，常规检查中一般采取目视检查，检查配流槽附近区域是否存在材料剥落、磨蚀印记，流道中是否存在材料剥落等异常，也可采用着色探伤等辅助手段检查。
3 配流盘缺陷分析及缺陷处理
配流盘引起的缺陷辨识具有一定的不确定性。当配流槽附近区域出现少量磨损，通常不会引起柱塞泵工作异常，但要注意一旦磨损的工作区域出现以下几种情况时，可以认定工作异常有配流盘缺陷引起。
3.1 配流槽边缘缺陷及处理：进口或者出口配流槽附近流道边缘曲线不光滑不连续，此情况往往造成泵出口油压在一定范围内快速晃动，视曲线间断情况而不同;处理方式为对边缘进行修研精磨，使其连贯且平滑过渡，修磨后需检查修复处平整度，不可高出基础。
3.2 配流槽附近缺陷及处理：出口配流槽附近是否存在连续或断续状的材料损失，这种情况会造成出口油压局部形成通路，造成出口油壓周期性波动，且异声增大，同样也是周期性波动;处理方式一般为材料缺失根部打止裂孔，缺失材料处掏空清理，再进行焊接后打磨平整。焊接可以采用激光冷焊等方式进行。
3.3 进出口配流槽缺陷及处理：该情况出现更加极端的情况下，进口、出口配流槽之间的中间区域存在摩擦印记或磨损印记，造成进口、出口配流槽间形成通路造成泄压，泵出口压力无法加载且流量减少，即泵出口高压侧油液在配流盘上串通到进口低压侧一段，该种情况出现时，需要对配流盘就行配对研磨，直到磨到进口、出口配流槽间通路消失。如下图2，配流盘典型缺陷图。
4 结论
配流盘是柱塞泵稳定运行的重要部件，该部件出现缺陷检查时较易忽略，其影响较为隐秘，故障状态较为难辨，需对配流盘发生的表象进行分析，针对性得做处理和检修操作。根据其缺陷型式，选择最为可靠的检修方案实施，有效延续配流盘和柱塞泵的使用寿命。