液压泵与马达的常见故障及排除j.ppt

第六章 液压泵与马达的常见故障及排除,液压泵是液压系统的动力元件，其功用是给液压系统提供压力油，从能量转换角度讲，它是将原动机（如发动机）输出的机械能转换为便于输送的液体的压力能。液压马达则属于执行元件，它能将输入液体的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来拖动负载做功。,第一节 齿轮泵（马达）的故障与排除,齿轮泵是工程机械上较为常见的液压泵。它的主要优点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液的污染不敏感，工作可靠，便于维护与修理等。其缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调节。齿轮泵的齿轮是对称的旋转体，所以泵的允许转速较高，最高转速可达3000r/min左右。,一、齿轮泵的结构特点,1、齿轮泵的困油现象,2、径向不平衡力,齿轮泵中齿轮所受受平衡的径向力通过齿轮轴传递给轴承，是影响轴承寿命的又一主要因素。齿轮径向所受的液压力分布如图3-7所示。排油腔压力最大（泵的工作压力），吸油腔压力最小（为负压），泵体与每个齿顶尖隙均有压力降低，液压力的合力对主、被动齿轮都构成一个很大的径向负荷，合成后的径向液压力Fp作用于主、被动齿轮的方向如图所示。,图3-7 齿轮泵径向力的分布,对主动齿轮，Fp 和FT夹角较大，故合成后的径向力F1较小；被动齿轮所受两力Fp和FT夹角较小，故合成后的径向力F2很大。因此，齿轮泵的被动齿轮轴承往往先损坏，故在拆检齿轮泵时应首先检查被动齿轮轴和轴承。随着齿轮泵工作压力的提高，齿轮泵的齿轮轴和轴承所受的径向不平衡力很大，会使齿轮轴产生弯曲变形，加剧了齿顶对泵体的磨损，也严重影响着齿轮泵轴承的寿命，进而影响着泵的寿命。,3、端面间隙泄漏,齿轮泵高压油的泄漏有三个途径：一是齿顶与泵体的径向间隙，二是轮齿啮合线的间隙，三是轮齿端面与前后泵盖（或侧板等）的轴向端面间隙。其中，径向间隙泄漏由于流动路线较长，泄漏量较小；轮齿啮合线的间隙在齿面正常的情况下很小，泄漏量更小；端面间隙泄漏在齿轮泵的内泄漏中所占比例较大，约为总量的75%80%。,在端面间隙泄漏的油液中，一部分直接漏到低压油腔，另一部分泄漏到轴承腔，对轴承起冷却与润滑作用，然后经泵体上的孔流回吸油腔，因此齿轮泵没有单独设置外泄漏油口。显然，齿轮泵的端面间隙泄漏是影响其容积效率的主要因素，为了提高容积效率，就必须采取有效措施减小端面间隙泄漏。,一般讲，齿轮泵的端面间隙随着齿轮的运转会产生磨损而不断增加（低压齿轮泵采用固定端面间隙），因此通过合力设计端面间隙来提高容积效率是达不到目的的。现在生产的中高压齿轮泵常采用浮动轴套、弹性侧板、浮动侧板等措施，以实现端面间隙磨损后的自动补偿，使齿轮泵长期保持有较高的容积效率。,对于齿轮泵，为了解决困油现象有些开设非对称式困油卸荷槽，为减小径向不平衡力和端面间隙泄漏而在泵体、泵盖、轴套等上采取多种措施，内部泄漏的油液又引入吸油腔，造成大多数泵的结构为非对称式，故一般来说齿轮泵不可用作齿轮马达，对已经装配后的齿轮泵只允许向一个方向旋转（有些泵可以通过重新装配实现反转）。,4、备常用齿轮泵的结构与检修,由于齿轮泵运转时存在不利因素，影响了泵的正常工作及压力的提高，所以不同型号的齿轮泵在结构上采取了不同的措施来克服这些不利因素。下面介绍工程机械中常见的几种国产的外啮合齿轮泵，并介绍其检查与装配要点。,CB系列齿轮泵CB系列齿轮泵的结构如图3-8所示，常用于液压转向系统、液力工程机械的变矩变速系统中向液力变矩器和动力换档变速系统供油，其额定压力一般为9.8MPa，最高压力为13.5MPa，使用转速范围为13001625r/min，按其排量大小有多种规格（如排量有10、32、46、98mL/r），各规格泵零件的尺寸大小都不一样，但结构形式和组成基本相同。,图3-8 CB型齿轮泵泵体，2浮动轴套，3，11被、主动齿轮，4弹性导向钢丝，5卸压片，6密封圈，7泵盖，,拆检与装配要领 拆开检修时，必须用轻质柴油或煤油清洗全部零件，并用压缩空气吹净。四个半轴套的位置不可随意调换，齿轮同侧的两个半轴套的厚度误差要求不超过0.005mm，最大不超过0.01mm。轴套与齿轮的配合间用平尺检查不允许有漏光。半轴套上开有与轴承腔相通的卸荷槽应放在吸油腔一侧。,导向弹簧钢丝安装时必须注意弹簧力的作用方向，在弹簧力的作用下，使两轴套的扭转方向与被动齿轮的旋转方向一致。只有在这样正确安装，才能保证消除困油现象的卸荷槽的错动而不至于使吸、压油腔相通。卸压片应放在吸油腔一侧。泵盖紧固螺钉应交替均匀拧紧。转向需满足设备要求。,CBF-E和CBF-F系列齿轮泵,CBF-E和CBF-F系列齿轮泵的结构图，F系列泵的轴径较E系列粗，但结构相同。E系列为中、高压泵，其额定压力为15.7MPa，最高压力为19.6MPa；F系列为高压泵，额定压力为20.6MPa，最高压力为24.5MPa。两种泵的转速相同，排量在32mL/r以下的额定转速为2500r/min，最高转速为3000r/min；排量在32mL/r以上的泵额定转速为2000r/min，最高转速为2500r/min。,图3-9 CBF-E、CBF-F 系列齿轮泵1泵体，2“O”形密封圈，泵盖，被动齿轮，主动齿轮、6旋转轴密封，7DU滑动轴承，组合“”形密封圈，9定位销，10侧板，11支撑板,拆检与装配要领 泵体的扫镗痕迹大于0.015mm时应更换泵，侧板合金面若有明显的圆弧形磨损可更换侧板。不要用砂纸或油石修磨轴承和轴颈。侧板上带有卸荷槽的一面应与齿轮端面向对，并放在排油腔一侧。切记将泵盖上的通孔(与轴承腔相通)放在吸油腔一侧。支撑板放置在吸油腔侧，而组合式“”形密封圈应放在高压腔侧，并应保持平整。泵盖与泵体组合后，先在泵的对称位置上各装一个螺钉，拧至规定力矩，然后用同样的力矩拧紧剩余螺钉。,CB-Fa系列齿轮泵,结构特点该泵由泵体3，前、后泵盖6和11，主、被动齿轮7和5，隔板1，侧板9等零件组成。在泵体与侧板之间设有弓形密封圈，在侧板与隔板间有方形密封圈，主、被动齿轮通过双金属滑动轴承支承在前、后泵盖上。前、后泵盖上开有通道，被动齿轮轴上有轴向通孔，将各轴承腔与吸油腔沟通，使滑动轴承形成差压润滑并使轴端密封不承受高压。,图3-10 CB-Fa 系列齿轮泵1隔板，2定位销，泵体，弓形密封圈，、主、被动齿轮，、11前、后泵盖，方形密封圈，侧板，滑动轴承,装配要领 在分解泵时先判断泵的转向，装配时根据转动方向，帮助正确装配。后泵盖开有弓形环槽一侧和侧板上带有通孔侧要对应前泵盖上弓形环槽一侧，即都应在高压腔侧。安放弓形保持架时要注意放平，不要碰坏原形，否则高边将翘出压在槽外，造成泄漏。要认真清洗滑动轴承和孔道，防止硬质颗粒残留泵内，保护侧板合金面不受损伤。,CBG系列齿轮泵,CBG系列齿轮泵在工程机械液压传动系统中应用较为普遍，如装载机、推土机、平地机、自卸车等设备上常用该类型泵作为工作机构的液压动力源，其额定压力一般为16MPa，额定转速为2000r/min。CBG系列泵可分为CBG1、CBG2、CBG3三个组别，但其工作原理与结构特点完全一样，图3-9和图3-10分别为泵的零件分解图和结构图。,图3-10 CBG 系列齿轮泵零件分解图3-前泵盖，4、13-密封环，6、10-侧板，7-泵体，8-O型密封圈，14-后泵盖，15、16-主、被动齿轮,图3-11 CBG 系列齿轮泵结构图1、2-骨架油封，3、14-前后泵盖，4、13-密封环，5、8、11-O型密封圈，6、10-侧板，7-泵体，9-定位销，12-轴承，15、16-主、被动齿轮,固定侧板上盲孔a是为解决困油现象而开设的卸荷槽，而通孔b的作用是将经过两次密封后流到c槽的泄漏油引回吸油腔。另外该系列泵出厂后经过重新装配可以改变转向，如果必须改变转向，可将泵体和两侧板旋转180，重新装配即可。,拆检与装配要领 检查侧板是否有严重烧伤和磨痕，合金层是否有严重磨损、脱落或偏磨；密封环4和13与轴颈的配合间隙应小于0.05mm，超差应修理或更换；用千分尺测量轴和轴承滚子之间的间隙是否大于0.075mm，如超过此值应更换轴承。泵的转向与机械的要求相适应。在分解泵时可在前后泵盖和泵体上作上记号。侧板上的通孔b应放在吸油腔侧，否则高压油会冲坏轴端骨架油封。,轴承装在泵盖内后，轴承端面应低于泵盖端面0.050.15mm。将O型密封圈5、11放入前后泵盖的轴承外边密封槽内，再将尼龙挡圈放在O型圈上面，压平后自然弹出0.3mm左右为宜。输入轴上的旋转轴骨架油封在装配时，里面的油封唇口朝里，用以防止向外漏油；外面的唇口朝外，用于防尘。装配完毕，向泵内注入清洁液压油，用手可以转动，无卡阻或过紧感觉。,图3-11 CBG 系列齿轮泵结构图1、2-骨架油封，3、14-前后泵盖，4、13-密封环，5、8、11-O型密封圈，6、10-侧板，7-泵体，9-定位销，12-轴承，15、16-主、被动齿轮,二、外啮合齿轮泵的使用与维护,1、正确选用液压油是保证泵和马达使用寿命的重要条件。为使液压油在工作过程粘度变化小、氧化变质速度慢等，油温一般应控制在3050C，最高不应超过60C。对使用齿轮泵的液压系统在夏季推荐使用N46抗磨液压油，在冬季推荐使用N32抗磨液压油。,2、加入油箱中的油必须要清洁，否则会影响液压设备的性能以及泵和马达等元件的使用寿命。所以加油时应用过滤精度不大于50m的滤油器过滤一次。3、新购的液压设备，工作100小时就应更换一次液压油。此后，每工作1000小时，就应将系统清洗一次，如果油液污染严重还应清洗管道等元件。如果油液还没变质，经过过滤后还可继续使用。使用时应经常检查油箱的液位，如需补充油液，应加入与油箱中同类、同牌号的液压油。,4、在拆检后装配或更换齿轮泵时，应注意泵的转向必须符合机械转向的要求。在拆卸和安装泵时不能用铁锤用力敲打。安装时还应注意泵的轴线与原动机的轴线的同轴度要求，另外，泵的输入轴一般不能承受径向力。5、对泵一般不要任意拆卸，确实判断泵存在问题需要检查时应严格按照使用说明书提出的拆卸顺序、清洗要求、装配顺序及要求等进行。,三、齿轮泵的常见故障与排除方法,液压系统运转一定时间后，齿轮泵会发生磨损，因此齿轮泵的容积效率的下降是与它的工作时间成正比的。由于各种齿轮泵的结构特点、材质、轴承、制造工艺、加工精度、装配质量等不尽相同，其使用寿命也不相同。,一般认为，当齿轮泵在公称压力和流量下连续工作300500小时，滚针轴承已经“疲劳”了。但如果液压系统的工作压力为公称压力的一半，则泵的寿命可延长10倍。一般齿轮泵的工作寿命要比它的计算寿命长35倍，这是因为它在工作中有空载运转、卸荷和短暂停机的时间，而且在主机工作的大部分时间内工作压力或流量达不到额定值。所以，即使滚针轴承的寿命较短，齿轮泵也能使用很长时间，其容积效率才会慢慢地降下来。,表一：齿轮泵常见故障与排出,表一：齿轮泵常见故障与排出,表一：齿轮泵常见故障与排出,四、齿轮马达的常见故障与排除,齿轮马达与泵相比有以下特征：1、齿轮马达进、回油通道对称分布，通径相同，以便正反转时性能一样。2、齿轮马达有外泄漏油口。齿轮泵的内泄漏可以引回吸油腔；而马达在正反转时其进、出油腔相互变换，没有固定的低压油口，故不能将泄漏油引到任意一个油腔，只能单独引出，以免冲坏密封圈。3、内部结构如卸荷槽等必须对称分布，以适应正反转的工作需要。4、齿轮马达较多应用滚动轴承，主要是为了减小摩擦损失，改善马达的起动性能。,齿轮马达的故障与排除,第二节 叶片泵（马达）的故障与排除,叶片泵具有结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、噪声低、排量可以变化等优点；但其对油液的污染比较敏感、自吸能力不强、结构较齿轮泵复杂、对材质的要求较高。叶片泵常用于工程机械对运动精度要求较高的转向系统、加工精度高的机床液压系统等。,一、双作用叶片泵的使用维护,1、叶片泵所用液压油必须符合产品说明书的要求。若叶片泵以较低的速度起动，由于离心力较小，为利于叶片的顺利伸出贴紧定子内表面，一般讲油粘度不宜过大。夏季可用N46抗磨液压油，冬季可用N32（低温）抗磨液压油。2、泵的吸油管路直径应足够大，且在泵的吸油管路上应设置过滤精度为5080m的滤油器，其容量应为泵每分钟流量的两倍左右。回油管路应设置过滤精度不大于30m的滤油器。,3、泵应尽量安装在油箱液面以下，如安装在液面以上时，距最低油位的吸油高度不大于500mm。4、叶片泵的输入轴不能承受径向力和轴向力。5、拆装时的注意事项：拆装时应特别注意保持清洁；应使泵的转向符合机械传动要求，因此应注意定位销与泵体的相对位置；叶片沿旋转方向前倾，叶片倒角向后；叶片应装回原槽内，否则应选配，避免叶片与槽的间隙过大或过小。,6、叶片泵工作一定时间后，定子低压过渡区会发生磨损，此时可对磨损处进行认真修磨抛光，然后将定子翻转180重新安装，使定子原来的高低压过渡区互换，以利于泵能更好地工作。7、由于油液变质、长时间搁置等原因，会使叶片在槽内无法伸出，造成泵不排油。这时应按拆装要求对泵进行彻底清洗，并根据具体情况更换符合要求的液压油。,二、叶片泵的常见故障诊断,由于叶片泵对液压油的污染比较敏感，而工程机械的工作环境又非常恶劣，因此在叶片泵的使用过程中常会发生一些故障，其常见故障与排除方法见表二。,表二：叶片泵常见故障与排除,表二：叶片泵常见故障与排除,表二：叶片泵常见故障与排除,表二：叶片泵常见故障与排除,第三节 轴向柱塞泵（马达）的常见故障与排除,柱塞泵适用于高压、大流量、流量需要调节的工程机械及其它设备上，如挖掘机、摊铺机、稳定土拌和机等常采用变量柱塞泵以根据工况的变化及时调节泵的排量，充分利用发动机功率，提高作业效率。但其结构复杂，对零件材料及加工精度要求高，价格较高，需高品质高清洁度的工作介质，所以对使用、维护和修理也提出了更高的要求。,柱塞泵按其柱塞运动方向与泵传动轴的轴线平行、夹锐角或垂直的不同结构，可分为斜盘式、斜轴式和径向柱塞泵。斜盘式和斜轴式又通称为轴向柱塞泵，同类泵有与其相对应的柱塞马达。下面介绍轴向柱塞泵的使用维护和常见故障诊断。,轴向柱塞泵实物图片,缸体,柱塞滑履组,配流盘,斜盘式轴向柱塞泵工作原理,一、柱塞泵的使用与维护,（一）轴向柱塞泵（马达）的使用柱塞泵（马达）属于精密液压元件，只有正确使用，才能保证液压泵（马达）具有较高的可靠性和较长的寿命。1、液压泵的转向应与原动机的输出转向一致，进出油口按液压泵标记接管。2、使用时应注意泵的自吸转速，当实际转速较高时，为保证泵的吸油可采用高位、压力油箱，吸油管道通径不小于推荐数值。,3、在使用柱塞泵或马达的液压系统，其所用油液的种类与牌号应尽量满足泵或马达使用说明的要求，无法购得专用油时，根据环境温度推荐采用N32、N46、N68抗磨液压油。液压系统工作油液的过滤精度应高于25m，油液污染度等级达到ISO 4406标准规定的19/16级。,4、新安装的（含维修后安装到设备上的）泵或马达，在第一次试车前应从其泄漏油口向壳体及闭式油管通道内灌满清洁液压油，否则不许起动。泄漏油管应接在泵或马达上部的泄漏口上，以保证元件壳体内始终充满液压油，但壳体内压力不宜过高。也可将系统经过滤后的回油接至泵的一个泄漏口，另一泄漏口接油箱，对泵进行强制循环冷却。,5、在选择更换液压泵或马达时应注意泵的旋转方向和连接方式。6、新泵在使用50小时后，应将油箱内全部油液过滤一次，并清洗油箱和滤油器。对封闭油箱建议每2000小时根据情况过滤或更换一次液压油并清洗油箱，对开式油箱在1000小时左右应进行上述工作。另外应定期检查、清洗、更换各过滤器滤芯。,（二）柱塞式液压泵（马达）关键零件的技术要求,1、缸体上柱塞孔内表面的圆柱度的允许偏差（圆度、圆锥度）不能大于0.0050.01mm)。2、柱塞外表面的圆柱度的允许偏差（圆度及圆锥度）不能大于0.0020.03mm。3、柱塞在缸中的配合紧度要适当，柱塞应研磨到使其放在垂直位置，而用液压系统中的油来润滑时，它能在自身的重力作用下慢慢地在柱塞孔中移动，配合间隙不得大于0.0050.008mm.,4、柱塞缸体与衬板紧贴的端面与花键定心直径中心线的摆动偏差，允许在100mm长度上不得大于0.02mm。5、转子体衬板平面的平面度允许偏差不得大于0.005mm，两平面平行度允许偏差不得大于0.01mm。6、配流盘平面要求平直，平面度允许偏差不得超过0.005mm，两平面平行度允许偏差不得大于0.01mm。零件必须经过热处理，表面硬度不得低于HRC60。,（三）拆装与检查要点,高压系统中使用的泵、马达、阀等元件，一般不允许在工地拆装或修理，也不允许在没有检测条件，没有弄清其基本结构原理及未经过分析原因等情况下，任意拆开检修。初次检修时可与制造厂联系，并在有测试条件的修配厂内进行检修。在进行维修、装配过程中需注意下列几点：,1、整机上拆下泵、马达、阀之前，必须先进行整机外部的清洗，使用的工具及设备都应清洗干净。2、拆下的油管及元件上的通油口，两端口应用清洁的塞子堵住，以免灰尘异物进入。3、在拆装过程中，应尽量保护密封面，以免损伤密封表面。4、原则上柱塞应装回原柱塞孔内，以免影响容积效率。,5、当泵或马达内泄漏严重时应重点检查：配流盘和柱塞缸体的配合面是否有烧结、环形拉痕；柱塞和缸体柱塞孔的配合间隙是否超过规定，配合面是否有纵向拉伤；滑靴与斜盘的贴合面是否磨损或烧伤；检查中心弹簧是否发生永久疲劳变形或断裂。,6、在修理中，对损坏的关键零件如配流盘、柱塞缸体、柱塞与滑靴组件等，尽量采取外购件，进行换件修理。若难以购得配件，对轻微的平面磨损可采取先在二级以上平板进行平面研磨，研磨剂用M1M5的氧化铝，再用M1的研磨剂精研磨一次，最后用二氧化铬研磨抛光，使表面粗糙度达Ra0.012，平面度不大于0.005mm；对于球面配合的配流盘与缸体原则上应在专用修理设备上进行，但对轻微磨损可进行配研。注意研磨尺寸不能过大，避免超过处理层。,研磨的基本程序,研磨剂：研磨粉（400#、600#或1000#）与润滑油（机油、液压油或柴油）的混合物氧化铬抛光：将氧化铬混合并溶解于润滑油中,零件拆卸,清洗干燥,配合面均匀涂布研磨剂研磨,冲洗,清除研磨剂，用氧化铬抛光,冲洗,配合面均匀涂布贡蓝，判定接触状况,装配,良好,不良,工作台试验,不良,7、经过研磨等修复的零件要进行严格、认真地清洗，以防研磨砂等残留在零件内。8、重装泵（或马达）元件时，原则上要换用新的密封垫和O形密封圈。9、经过维修泵（或马达）元件，必须经部件试验后，才能装机。在总装配过程中，各运动副（包括密封颈处等）均要涂一层润滑油。,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,表三：柱塞泵的常见故障与处理,