浅谈轴向柱塞泵转子和配流盘若干问题
斜盘式轴向柱塞泵缸体及配流盘抗空化研究
斜盘式轴向柱塞泵缸体及配流盘抗空化研究轴向柱塞泵及液压节流槽是液压系统的重要元件,广泛应用于液压系统。
随着现代工业技术的发展,以液压油为介质的液压传动技术得到发展。
为适应近代工业技术的发展,现代液压系统的工作压力越来越高。
随着液压系统向高速、高压方向发展,液压元件的空化现象成为国内外学者研究的热点。
本文针对轴向柱塞泵柱塞腔及液压节流槽的空化现象开展研究。
主要包括:轴向柱塞泵缸体腰形孔结构与配流盘节流槽结构对柱塞腔空化的影响;缸体腰形孔水力直径与柱塞腔直径匹配关系对柱塞腔空化影响的理论研究;轴向柱塞泵缸体腰形孔结构参数与柱塞腔气体体积分数平均值的函数关系的建立;轴向柱塞泵缸体腰形孔及节流槽抗空化的结构优化研究。
具体而言:1)轴向柱塞泵柱塞腔空化仿真分析利用Fluent软件的动网格、滑移网格、Cavitation模型、Mixture混合模型及RNG k-ε湍流模型建立轴向柱塞泵空化流有限元仿真计算模型。
通过柱塞腔气体体积分数平均值的变化来定量监测柱塞泵工作时每一阶段柱塞腔空化的变化。
研究柱塞泵在不同的入口压力、不同斜盘倾斜角及不同柱塞泵缸体转速对轴向柱塞泵柱塞腔空化的影响。
2)缸体腰形孔水力直径与柱塞腔直径配比关系对柱塞腔空化影响研究在轴向柱塞泵结构方面,重点研究了缸体腰形孔结构对柱塞腔空化的影响,提出了缸体腰形孔水力直径与柱塞腔直径的配比关系对柱塞腔空化具有较大影响。
根据假设通过缸体腰形孔的流体体积刚好填满柱塞移动时柱塞腔多出的空间的条件,建立了理想情况下柱塞腔不发生空化时缸体腰形孔水力直径与柱塞腔直径临界比值mc的数学模型,分析了交错角α、斜盘倾角β、缸体角速度ω对临界比值mc的影响,并进行了仿真验证,提出合理的配比关系建议。
3)倾斜式缸体腰形孔结构对柱塞腔空化影响理论分析轴向柱塞泵缸体腰形孔结构主要有直型及倾斜式两种。
工程中将缸体腰形孔结构设计为倾斜式,主要是考虑缸体高速转动时缸体腰形孔中流体的离心力有助于流体流入柱塞腔,从而提高柱塞腔的自吸能力,可在一定程度降低柱塞腔的空化,提高其容积效率。
柱塞泵的合理使用与故障分析
3. 噪声过大 4. 异常发热
对于压力补偿变量泵 ,控制变量机构的弹簧调得太松 ,因此当压力 升高时 ,斜盘倾角迅速变得很小 ,于是流量也迅速下降到很低数值 ,压 力也就不易建立
液压气动与密封 /2006 年第 4 期
柱塞泵的合理使用与故障分析
李 越
(湘潭钢铁集团公司 ,湖南 湘潭 411101)
摘 要 :本文根据对冶金液压设备中柱塞泵应用实践与研究 ,提出合理使用柱塞泵的基本原则 ,对柱塞泵常见故障产生的原因、排 除方法进行了分析 ,以利于柱塞泵研究设计、生产制造、使用维护者提高柱塞泵的技术性能 ,对故障进行预防、诊断与排除。 关键词 :柱塞泵 、合理使用 、故障诊断 中图分类号 : T H1371 51 文献标识码 :B 文章编号 :100820813 (2006) 0420024204
[ 4 ] 派克液压缸样本[ K] . CH0106 - 9801. 1998 [ 5 ] Sealing Handboo k[ K] . Parker Germany ,3353 D/ E. 2005.
图 2 斜盘式轴向泵法兰安装精度检查 a) 心轴径向振摆检查 (允差 < 0. 1mm) b) 法兰同轴
(3) 降低液压系统的噪声 1) 泵和原动机的安装底座支架必须有足够的刚性 ,在底座 下面和安装法兰与支架之间应有橡胶隔振垫 ,以降低噪声 。 2) 为了防止泵的振动和噪声沿管道传至系统 ,在泵的吸入 和压出口可各安装一段软管 。但压出口软管应垂直安装 ,长度 一般不超过 400～800mm ;吸入口软管应有一定的刚度要求 ,不 允许由于管内有真空度而出现变扁现象 。
and Premat ure Wear [ R ] . Parker Bulletin , 1242/ 1 - GB. 2005 [2] 赵应樾. 常用液压缸 与其修理 [ M ]. 上海 : 上海交通 大学出版
轴向柱塞泵故障原因分析与处理
轴向柱塞泵故障原因分析与处理摘要：汽轮发电机组大都设置有顶轴油系统，用于在汽轮发电机启动和停止前将转子顶起，以减小轴径与轴承间的摩擦系数，使盘车装置顺利地投入工作。
目前国内大多数机组的顶轴油系统油泵选型都为轴向柱塞泵。
本文总结自己多次维修轴向柱塞泵的经验，从轴向柱塞泵的原理和结构方面分析，提出了导致检修后的油泵振动大的原因和彻底解决油封渗漏故障的措施。
关键词：顶轴油泵；轴向柱塞泵；柱塞质量分配；配油盘接触检查0引言轴向柱塞泵结构精密，维修人员将泵体解体检修后再组装试运，经常发生检修后的油泵相比检修前振动增大的异常情况。
同时轴向柱塞泵发生油封渗漏油的缺陷后，对结构不清楚的检修人员采取更换新油封的方式去处理，往往发生处理后油封依然渗漏的现象，故障不能彻底消除。
为保障发电厂汽轮机组能够安全启动和停止，对顶轴油泵高可靠性要求是非常必要的。
电厂检修人员因检修经验不足，发生故障后不会检修或检修后故障不能消除，故常常购买新油泵进行更换，造成检修费用的浪费。
本文根据轴向柱塞泵的工作原理、从结构部件特点出发，分析导致检修后油泵振动增大和油封渗漏不能彻底消除的根本原因，同时提出检修时对柱塞质量进行平衡分配和对配油盘的接触面进行研磨的处理办法。
1案例及处理过程运城发电公司2×600MW机组，顶轴油系统油泵配置为上海高压油泵厂有限公司生产的CCY14-1B的轴向柱塞泵。
1号机组在2020年5月停机前检查发现油泵油封处有渗漏现象，泵体振动良好，判断渗漏原因为油封磨损，故停机后安排更换骨架油封。
5月24日第一次检修时发现除了油封磨损外，泵轴和油封配合处轴径也有磨损现象，为处理泵轴轴径的磨损，故将油泵进行了彻底的解体。
5月26日泵轴轴径磨损处加工处理合格后，组装泵体并试运，发现检修后的油泵振动严重超标且声音异常增大，传动轴轴端油封处依然有油液渗漏。
通过对造成振动和声音变大的原因进行仔细分析后，第二次检修时对圆周分布的柱塞位置进行了重新调整并再次更换了新油封，检修后试运振动和声音大的故障得以消除，但轴端油封处渗漏现象依然存在。
轴向柱塞泵的问题分析及简介
控制元件
• 泵站
沃克船长轮舱盖液压系统
执行元件
动力元件
沃克船长轮舱盖液压系统
存在问题
• 舱盖在开启过程中， 其顶升油缸只能伸 出很少的行程。不 能将舱盖完全顶出， 使滚轮与舱盖轨道 同一水平直线。
对该问题的分析主要 原因为液压压力不足 排除掉舱盖的机械故障。 见下图：液压原理图
该船使用的是力士乐恒压变量 泵
1、在确认溢流阀工作性能完好的情况下，将泵的出口阀关 闭。启动泵。发现此时压力只有100bar。 2、该泵的额定工作压力为280bar。 3、系统所需的实际压力为200bar。 4、溢流阀的调定压力为251bar
故可以断定该问题的原因在于泵本身
对 泵 进 行 解 体
简 析 泵 的 原 理
这种往复运动是由于斜盘和驱动轴轴线夹角产生的。这个角度是变化的（变量泵）。
简 析 泵 的 原 理
简析 泵的 变量 原理
1、当负载没有压力或压力未达到控制阀调定压力时，斜盘控制活 塞在平衡活塞的弹簧推动下，无杆腔油通过控制阀直接回到邮箱， 此时泵近似全排量输出。泵相当于一个定量泵。此阶段称为“定量 阶段” 2、当负载达到或超过控制阀调定压力时，液压油通过控制阀进入 无杆腔，推动活塞，此时斜盘倾斜角变小（±18°），排量减小， 输出流量减小。流量的减小会导致泵输出压力减小。当柱塞泵压力 减小后，低于控制阀的调定压力时，会重复1中的状况。这个阶段 为“定压阶段”
偶尔脉动，多因油脏，可更换新油，经 常脉动，可能是配合件研伤或憋劲，应 拆下修研
因及
排除
进油管堵塞，阻力大及漏气
内部漏损过大
疏通进油管及清洗进口滤油器，紧固进 油管段的连接螺钉
修研各密封配合面 修复或更换磨损件
轴向柱塞泵在日常使用中常见的故障产生原因及排除方法
轴向柱塞泵在日常使用中常见的故障产生原因及排除方法一，噪声过大(1)产生原因1.配流盘装错2.吸油管直径大小或弯曲太多，使吸油阻力增大，吸入不足3.油面太低，油面上空气被吸入泵内4.吸入管漏气或堵塞，空气或汽化油被泵吸入5.工作油液不喝要求或油液黏度较大6.油温太高，油被汽化，油箱中隔层或滤网太粗7.泵与电动机同轴度超差过大，使轴受径向力增大8.液压泵柱塞与滑靴铆合处松动，或泵内零件严重损坏(2)排除方法1.纠正配流盘的装配2.加大吸油管径，减小弯头、降低吸油阻力3.加足油量，拧紧管接头，清洗吸油管，消除堵塞4.找出漏气部位并解决5.更换工作油液或降低油液黏度6.加强油液冷却或使隔层、滤网符合要求7.调整安装，斜轴式柱塞泵同轴度在0.01mm之内8.立即停止液压泵工作，进行解体检查，更换有关零件。
二泵打不出油或流量不足(1)产生原因1、油面太低，滤网阻塞，吸入阻力太大2.中心回程弹簧太短或折断，柱塞不能回程，配流盘与缸体密封不好3.配流盘或缸体表面啃毛，配合密封状态不好4.柱塞磨损，内泄漏严重5.泵体径向力一起缸体与配流盘向产生且行空隙，吸压油腔沟通(2)排除方法1.加足油量，清洗滤网2.更换中心回程弹簧3.轻者通过研磨抛光后继续使用，严重者予以更换4.更换柱塞，达到间隙5.采用弹性联轴器转动三、升不起压力或压力提不高(1)、产生原因1.同上述打不出油或流量不足的原因2.溢流阀为调节好3.配流盘磨损后密封性能不好4.压力表开关未打开或已损坏(2)排除方法1.参见上兰排除方法2.调好溢流阀3.研磨或更换配流盘4.打开压力表开关或更换压力表。
轴向柱塞泵配流盘磨损的原因
轴向柱塞泵配流盘磨损的原因
轴向柱塞泵配流盘磨损的原因有：
1. 高温和高压：轴向柱塞泵在工作过程中会产生高温和高压，这会导致配流盘因热胀冷缩而产生磨损。
2. 颗粒物和杂质：工作环境中存在颗粒物和杂质，这些颗粒物会进入配流盘的工作间隙，造成磨损。
3. 润滑不良：轴向柱塞泵的润滑系统如果不正常，会导致配流盘的润滑不良，增加磨损的风险。
4. 材料选择不当：如果配流盘的材料选择不当，不能承受高温、高压和磨损，也会导致磨损问题。
5. 维护不当：如果轴向柱塞泵的维护不当，如不及时更换磨损的配流盘，会造成磨损问题加剧。
需要注意的是，以上原因不是孤立的，它们可能相互作用导致配流盘磨损问题的发生。
因此，在使用轴向柱塞泵时，需要进行适当的维护和保养，及时更换磨损的配流盘，以延长设备的使用寿命。
轴向柱塞泵的故障排除与修理
• 五、轴向柱塞泵的使用
– 1 安装前系统清洗干净 – 2 新泵使用一周后将全部油液过滤一次 – 3 采取必要的冷却措施
轴向柱塞泵的故障排除与修理
– 4 自吸的有关问题：吸油高度、吸油滤油器、 转速、吸油管通径 – 5 倒灌自吸 – 6 泄漏油管的接法 – 7 工作或烧坏
• 油液污染；柱塞或滑靴阻尼小孔堵塞；斜盘硬度或 加工精度不够；滑靴台肩厚度不一致；滑靴表面静 压支承精度不够；柱塞球头平面偏小；
轴向柱塞泵的故障排除与修理
• 三、轴向柱塞泵的修理
– 缸体、配流盘、斜盘、柱塞、变量头、斜盘
• 四、轴向柱塞泵装配
– 清洗、去毛刺；禁止用硬物敲打、防止定心弹 簧钢球脱落；注意泵体与配流盘上销的安装；
轴向柱塞泵的故障排除与修理
• 泵偏心小或工作压力低；油粘度大，油箱容积小； 轴承磨损，传动憋劲。
– 5 泄漏油管漏油严重（内外漏）
• 缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等磨损；变量活塞磨 损，导致泄漏；结合处密封件损坏；油封漏油。
– 6 泵不能转动
• 柱塞卡死；滑靴脱落；球头折断；回程盘破裂；缸 体与配流盘烧结；
– 7 变量机构失灵
• 变量头轴瓦圆弧面磨损严重；控制油通道堵塞；变 量活塞卡死；控制阀芯弹簧损坏；变量机构泄漏
轴向柱塞泵的故障排除与修理
– 8 配流盘与缸体贴合面磨损或烧坏
• 油液较脏；启动时泵内无油；配流盘硬度不够；缸 体材质较差；配流盘高温高压变形；泵壳内支承孔 与传动轴同轴度差；缸体与轴承的配合间隙过大； 传动轴花键配合处间隙太小；缸体配流面与转动中 心不垂直；传动轴弯曲；配流盘高低压过渡区困油 严重。
轴向柱塞泵的故障排除与修理
• 一、简介
– 原理、结构、三对关键摩擦副
浅析柱塞泵配油盘缺陷引起的故障及处理
浅析柱塞泵配油盘缺陷引起的故障及处理控制油系统设备中，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。
标签：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。
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关键词 ： 向柱 塞泵转子 ； 流盘 机械性拉伤 ； 障诊 断； 轴 配 故 修理方法 ； 预防措施
中 图分 类 号 ： Ｈ ２ Ｔ ３２ 文 献 标 识码 ： Ｂ
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｉ ｌＰｌ ｇ ｒ Ｐｕ ｐ Ｒｏ ｏ ｎ ｌ ｅ Ｐｌ ｔ ｓ ｕ ｓｏ ｆＡｘ ａ ｕｎ ｅ ｍ ｔ ｒ ａ ｄ Ｖａ ｖ ａ ｅ
收 稿 日期 ：０ ０— ３—１ ２１ ０ ４
作 者 简 介 ： 明辉 ， ， 龙 江哈 尔滨 人 ， 程 师 ，９ ５年 毕 业 于 哈 尔 滨兵 器 工 业 大 学机 械 设 计 制 造 与 工 艺 专 业 ， 事 机 械 设 计 制 造 与 金 女 黑 工 １８ 从
工 艺 工作 。
－
第 ３期
锅
炉
制
造
Ｎｏ ３ ． Ｍａ ． ０ ０ ｖ２ １
２１ ０ ０年 ５月
Ｂ０Ｉ ＥＲ ＭＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （０ ０ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）３—０ ５ ０ ０ ９— ３
浅 谈 轴 向 柱 塞 泵 转 子 和 配 流 盘 若 干 问 题
金 明辉
（ 尔滨博 实物 流设备有 限公 司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ７ ） ５ ０ ８ 摘 要 ： 过对轴向柱塞泵转子与配流盘机械性拉伤 ， 通 研究采用正确 的诊断方法 和可靠 的修理方案 ， 迅速排 除
失 压 故 障 ， 到 恢 复 系 统 正 常 的额 定 压 力 或 工 作 压 力 。结 果 表 明 ， 取 适 当 的预 防措 施 ， 行 之 有 效 的恢 复 系 达 采 可 统正常使用功能 。
ｃ ｖ ｒｎ ｒ ａ ｕ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ． ｏ ｅ ｏ ｍ ｌｆ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｘａ ｐ ｕ ｇ ｒ ｐ ａ ｉｌ ｌ ｎ ｅ ｕｍｐ ｏ ｏ ；ｍｅ ｈａ ｉ ａ ｐ ｌ ｆ ｖ ｌ ｅ ｌｔ ｒ ｔｒ ｃ ｎ ｃ ｌ ｕ ｌ ａｖ ｐ ａｅ；ａ ｃ ｄ ｎ ｄ ａ ｎ ｓｓ； ｅ ｉ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｉｇ ｏ ｉ ｒ ｐａｒ ｍｅｈ ｄ； ｒ ｃ ｕ ｉ ｎ ｔｏ ｐ ｅ ａ ｔｏ ｓ
过低， 无论采取 任何措施都 不能使 系统压力 达 到额
定压力或使用 压力 。造成 系统失压 的原 因很 多 ， 如
管路 、 管接头 或密 封件 漏 油 、 流 阀压 力 维持 机 构 溢
故障等 。但 由于轴 向柱塞 泵转 子 与配 流 盘机 械 性
１ 轴 向柱塞 泵简述
轴 向柱塞 泵有 径 向尺 寸小 、 功率 范 围大 、 率 效
０ 引 言
液压设备在使 用过程 中 ， 时会 出现 系统压 力 有
案， 是缩 短修 理周 期 ， 避免 由于购置 新泵 所造 成 的 资 金浪 费和停 工 损失 的有 效措 塞泵 失 压 故 障 的 诊 断 和修 理 ， 总结 了一 些经 验 ， 就此谈 一 下体会 。
拉伤 ， 造 成 的 系统 失 压 故 障也 常 有 发 生 。而 这 所 种 故 障发 生后 却是 很 难 诊 断 和 修 理 的 ， 取 正确 采
的诊 断和修 理 方法是 我们 在下 面要 讨论 的问题 。 对于轴 向柱塞 泵 转 子 与 配 流 盘机 械性 拉 伤 ， 能够 迅速 做 出正 确 的 诊 断 和 采 取 可 靠 地 修 理 方
ｐ ｅ ｓ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｐｒ ｓｕ ｅ ｏ ｈ ｙ ｔｎ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｄｉａｅ ｐ ｏ ｒｐ ｅ ａ ｔｏ ｓ ｃ ｎ ｂ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓｕｒ ｎ ｒ ｅ ｓ ｒ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔ ｓ： ｒ ｐｅ ｒ ｃ ｕ ｉｎ ａ ｅ ｄ ｎ ｏ ｒ —
弹簧 在预压 力状 态 下 ， 两个 结 合 面无 间 隙相 对转 动（ 滑动 ） 擦式结 构形 式 。 摩 这种结 构形 式 ， 轮泵 和叶 片泵相 比， 与齿 能够
ＪｎＭ ｉｇ ｕ ｉ ｎ ｈ ｉ
（ ａｂｎＢ ｓｉ ｏｉ ｉ ｑ ｉｍ ｎ Ｃ ．Ｌｄ ， ａｂｎ１ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｈ ｒｉ ｏｈ Ｌ ｇ ｔ ｓＥ ｕｐ ｅ ｔ ｏ ｔ． Ｈ ｒｉ ５ ０ ８ Ｃ ｉａ ｓｃ
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６ ・ ０
锅
炉
制
造
总第 ２ １ ２ 期
的倾 斜角度 ， 转 子 中的柱 塞在 柱 塞孔 中不 断地 使
进行 往复运 动实 现吸油 和排油 过程 。
上述 四个原 因所 形 成 干摩 擦 ， 是造 成 机 械性 拉 也
伤 的重 要 因素 。
控制 吸油和 排 油 的配 流盘 和转 子 之 间 ， 采用
高 、 出压力 高 、 于变 量 调节 、 输 便 噪声 较低 等优 点 。
被广 泛地 应用 在 锻压机 械 、 工程 机械 、 化工 机 械和
金属 切 削机床 的液压传 动 中。
轴 向柱塞 泵从 结 构上 可分 为斜 盘式 和斜 轴式 两种 。通过 改变 斜 盘 （ 盘 式 ） 转 子 （ 斜 或 斜轴 式 ）
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