液压维修第3章 液压泵的故障排除与维修 - 图文(6)

2．双级叶片泵

双级叶片泵是指同一根驱动轴上安装的两个泵串联成为前、后两级的油路关系，即前一个泵的出油口就是后一个泵的进油口，两个叶片泵装在一个泵体内并在油路上相互串接。

1.后泵盖；2.高压小流量；3.泵体；4.低压大流量泵；5.前泵盖；6.端盖； 7.泵轴

图3—34 双联叶片泵

双级叶片泵的工作原理，如图3—35所示。两个单级叶片泵的转子装在同一根传动轴上，当传动轴回转时就带动两个转子一起转动。第一级泵经吸油管从油箱吸油，输出的油液直接送入第二级泵的吸油口，第二级泵的输出油液经管路送往工作系统，从而形成了前、后两级的供油关系。

图3—35 双级叶片泵的工作原理

设第一级泵输出压力为p1，第二级泵输出压力为p2，则该泵的最终输出压力为p1+p2。但这需要一个基本条件：第一个泵的输出流量应该正好满足第二级泵的输入流量的需要，否则会造成油液的空穴现象，引起噪声，并降低泵的效率。由于两个泵的定子内壁曲线和宽度等不可能做得完全一样，两个单级泵每转一周的容量就不可能完全相等。为了平衡两个泵的流量与载荷关系，如图3—35所示，在泵体内设有一个载荷平衡阀，使第一级泵的油液输出与平衡阀的大端1相通，使第二级泵的输出油路与平衡阀的小端2相通，这样，当第一级泵的输出流量大于第二级泵的输入流量时，多余的油液经平衡阀的大端顶开平衡阀，并由泄油

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口流回它的进油口，使两个泵的流量与载荷获得平衡；如果第一级泵的输出流量小于第二级泵的需要时，油压p1要降低，使平衡阀被推向左，平衡阀的一级泄油口会关闭，而处于阀右侧的平衡油口会打开，第二级泵输出的部分油液从管路2经该阀口流回第二级泵的进油口而获得流量的补充和平衡。

一般，这种泵的单级压力可达7.0MPa，双级泵的工作压力就可达14.0MPa。这种泵一般应用于压力稍高的叶片泵。

3.4.4叶片泵的故障分析与排除

叶片泵在工作时，抗油液污染能力差，叶片与转子槽配合精度也较高，因此故障较多，叶片泵常见故障产生的原因分析及排除方法如下。

1.叶片泵噪声大 （1）原因分析 ①定子内表面拉毛；

②吸油区定子过渡表面轻度磨损；

③叶片顶部与侧部不垂直或顶部倒角太小；

④配油盘压油窗口上的三角槽堵塞或太短、太浅，引起困油现象； ⑤泵轴与电机轴不同轴；

⑥超过额定压力下工作；

⑦吸油口密封不严，有空气进入； ⑧出现空穴现象。 （2）排除方法

①抛光定子内表面；

②将定子绕半径翻面装入；

③修磨叶片顶部，保证其垂直度在0.01mm以内；将叶片顶部倒角成1×45°（或磨成圆弧形），以减少压应力的突变；

④清洗（或用整形锉修整）三角槽，以消除困油现象；

⑤调整联轴器，使同轴度小于?0.01mm；

⑥检查工作压力，调整溢流阀；

⑦用涂脂法检查，拆卸吸油管接头，然后清洗干净，涂密封胶装上拧紧； ⑧检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液粘度等，排除气穴现象。 2.叶片泵的容积效率低、压力提不高 (1) 原因分析

①个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至卡住； ②叶片装反；

③定子内表面与叶片顶部接触不良； ④叶片与转子叶片槽配合间隙过大； ⑤配油盘端面磨损；

⑥油液粘度过大或过小；

⑦电机转速过低，离心力无法使叶片从转子槽中抛出，形不成可变化的密封空间； ⑧吸油口密封不严，有空气进入； ⑨出现空穴现象。

（2）排除方法

①检查配合间隙（一般为0.01～0.02mm），若配合间隙过小应单槽研配； ②纠正装配方向；

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③修磨工作面（或更换配油盘）；

④根据转子叶片槽单配叶片，保证配合间隙； ⑤修磨配油盘端面（或更换配油盘）； ⑥测定油液粘度，按说明书选用油液；

⑦检查转速，排除故障根源。一般情况叶片泵转速低于500rpm时，吸不上油。但转速高于1500rpm时，也吸不上油；

⑧用涂脂法检查，拆卸吸油管接头，清洗干净，涂密封胶装上拧紧；

⑨检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液粘度等，排除气穴现象。 3.油温高，异常发热 (1) 原因分析

①因装配尺寸链不正确，导致滑动配合的间隙过小，使表面拉毛或转动不灵活，从而在工作时产生的摩擦阻力过大和转动扭矩大而发热；

②各滑动配合面的间隙过大，或因磨损后内泄漏过大，压力和流量损失变成热能； ③电机轴与泵轴安装不同心而发热；

④泵长时间在超过接近或超过额定压力的工况下工作，或因压力控制阀有故障，不能卸荷而发热导致温度升高；

⑤油箱回油管与吸油管靠得太近，回油来不及冷却又马上吸进泵内导致温度升高； ⑥油箱油量不足或油箱设计容量过小，或冷却器冷却水量不够； ⑦环境温度过高。

（2）排除方法

①当出现装配尺寸链不正确时，可拆开重新去毛刺抛光并保证配合间隙，重新装配。若有关零件磨损严重时必须更换；

②检查各滑动配合面的间隙是否合乎要求，若因磨损后内泄漏过大，应及时修复或更换相应零件；

③检查并校正电机轴与泵轴安装同心度； ④避免泵长时间在超过接近或超过额定压力的工况下工作。若压力控制阀有故障，应及时检查并排除；

⑤检查并调节油箱回油管与吸油管位置；

⑥检查并添加液压油至规定位置或更换重新设计的大容量油箱，检查冷却器冷却水量并按要求添加冷却水；

⑦缩短在高温环境工作的时间。 4.压力波动大

①噪声大的原因往往是压力波动大的原因；

②限压式变量叶片泵的调压弹簧弯曲变形或太软，须更换合格的弹簧； ③其他阀不正常（例如溢流阀）均能引起压力波动。 5.外泄露

①从油封（泵轴）外漏

油封未装好，如密封唇部卡紧弹簧脱落，装入时被洲头毛刺刮伤，使用中因污物拉伤或泵轴磨损等原因造成泄漏，或因油封处的油液因泄漏受阻压力突然升高，冲破油封（属低压密封圈）而产生泄漏。对此，除了注意油封处的加工装配质量（例如泵轴与电机联接处的同心度控制）外，要注意疏通油封处的泄油通道，避免此处困油时压力升高而导致油封冲破。另外国外已经研制密封压力可达20MPa左右的油封，可酌情选用。

值得一提的是：YB型叶片泵的泵轴油封安装方向实际上是不对的，YB1型叶片泵的泵轴油封则作了安装方向的改进，靠轴承的一个用来防止油液的外渗漏，靠轴头的一个用来防

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止油泵吸入空气。换言之YB型叶片泵的泵轴油封处向外泄漏油和进气是必然的，必须予以纠正。

②泵体泵盖接合面的漏油

YB型叶片泵的的右泵体与泵盖之间是靠纸垫密封，容易泄漏，而YB1型叶片泵的右泵体与泵盖之间改为O形密封圈，使密封的可靠性得到明显提高。

③左右泵体接合面处的外漏

可检查相应的O形密封圈的沟槽质量及O形密封圈的破损情况，对症处理，另外还需检查压紧螺钉拧紧的情况。

6.短期内叶片泵严重磨损和烧坏

（1）定子内表面和叶片头部严重磨损

定子内表面和叶片头部严重磨损是导致叶片泵寿命短的主要原因。YB型叶片泵的定子采用GCr15作材料，对于小流量的叶片泵尚可，但对于大流量的叶片泵则由于定子和叶片的相对运动速度比较高，甚至在运转几个小时后，定子内表面就被刮毛。这时如果仔细拆开油泵，取出叶片，在强光下可以看到有丝状物粘在W18Cr4V材料的叶片头部。此时可将定子改为38CrMoAlA并经氮化至Hv900，定子和叶片的磨损情况有很大改善。

（2）转子断裂

转子断裂常发生在油泵叶片槽的根部，造成断裂的原因有：转子采用40Cr材料，这种材料淬透性较好，淬火时转子的表面和心部均被淬硬，受到冲击载荷时容易断裂；叶片根部小孔之间的危险断面受力较大，又经常由于加工不良造成应力集中，特别是有些厂家采用先铣叶片槽后钻叶片槽根部圆孔的工艺，情况更差；另外，异物被吸入泵内，将转子别断，有时出现（YB型叶片泵）泵轴左端滚针轴承端部压环脱开，轴承滚针就经常被吸入泵内，造成转子断裂。

此时可采取下述措施：将转子材料由40Cr淬火HRc52改为20Cr渗碳淬火，可大大提高转子的抗冲击韧性，一般不会出现断裂现象，适当缩小叶片根部小孔直径并适当放大叶片槽根部小孔的分布圆直径，以加大危险断面的强度；坚持先钻叶片根部小孔后铣叶片槽的工艺，避免应力集中；防止异物吸入泵内；改滚针轴承为滚珠轴承（YB1型叶片泵）。

（3）叶片泵运转条件差 如叶片泵长期在超载、高温有腐蚀气体、漏油漏水、液压油氧化变质等条件下工作，易发生异常磨损和气蚀性磨损。此时只要改变叶片泵的工作条件方能奏效。

（4）拆修后叶片泵装配不良 如转子与泵体轴向厚度尺寸相差过小，强行装配压紧螺钉，在泵不能用手灵活转动的情况下便往主机上装，短时间内叶片泵便会烧毁。所以拆修时应参阅叶片泵的工作原理和结构图，把握好彼此之间的尺寸间隙，仔细清洗，认真装配，转动灵活后方可装到主机。

（5）泵轴断裂破损 ①污物进入泵内，卡入转子和定子、转子与配流盘等相对运动滑动面之间，使泵轴传递扭矩过大而断裂，因而应严防污物进入泵内。

②泵轴材质选错，热处理又不好，造成泵轴断裂。另外YB型叶片泵设计用40Cr做泵轴，轴端与滚针轴承配合处进行局部淬火，这有两个问题，一是选用的滚针轴承是无内圈轴承，要求轴与轴承配合处淬硬到HRc61，而40Cr是局部淬火达不到这么高的硬度，因而轴磨损加剧，间隙增大摇动别劲儿断裂；二是泵轴局部淬火，导致泵轴花键部分变形，使转子与花键轴的配合关系变坏，从而引起配流盘易刮毛，液压泵容易烧死等故障，将轴承改为滚珠，轴便不需局部淬火改为调质处理，可克服上述弊端（YB1型叶片泵）。

③系统内其他阀类元件，例如溢流阀动作失灵，系统产生异常高压，如果没有其他安全保护措施，使泵超载而断轴。发生这种情况，应排除系统产生异常高压的故障，必要时对泵

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的液压系统改进，增加安全保护措施。

值得一提的是：YB1型叶片泵不仅将泵轴左端的滚针轴承改为滚珠轴承，而且将支承轴承的位置从配流盘移至左泵体上，使左轴承的同心度得到保证，从而对防止泵轴断裂，降低泵压力脉动和噪声等起到了很好作用。

3.4.5叶片泵的修理

1.配流盘、侧板的修理

这两种零件多是断面磨损和拉伤。对于YB型叶片泵，只要配流盘与侧板磨损和拉伤的总深度不大于0.8mm，由于左、右泵体之间留有1mm的装配间隙，故可用平磨磨去伤痕，经抛光后装配再用。但须注意修磨后，卸荷三角槽尺寸大大变短，如不修长，对消除困油不利。所以配流盘、侧板端面修磨后，应用三角锉适当修长次三角槽尺寸，但不能修得过长，因太长，可能造成吸油腔与压油腔相通，使泵的输出流量减少。经修复后的侧板或配流盘与转子接触平面的平行度保证在0.01mm以内，端面与内孔的垂直度（配流盘）在0.01mm以内，端面的粗糙度符合技术要求，平面度为0.05mm。砂磨抛光时最好不用金相砂纸，因为金相砂纸磨粒极易脱落而镶嵌在配流盘内，造成后续运转磨损，推荐用氧化铬抛光，如图3—36所示。

图3—36 配流盘的修复

2.定子的修复 当叶片泵工作时，叶片在压力油和离心力的作用下紧靠定子的曲线表面，叶片与定子的曲线表面接触压力大而产生磨损。在进油腔部分，叶片根部有较高的压力油顶住，所以，进油腔部分最容易磨损。当曲线表面磨损较少时，可用金相砂纸进行抛光；若磨损严重或表面呈锯齿状时，须在专用磨床上进行磨削修复；若无专用磨床进行修复时，只能更换新件。还有一种简单的方法是，将定子翻转180°安装，并在对称位置重新加工定位孔，如图3—37所示。此时，使定子上原来进油腔变为压油腔。

（a）修前安装位置 （b）修后安装位置

1.定位孔；2.定子；3.磨损处 1.增加定位孔；2.磨损位置；3.原定位孔

图3—37 定子翻转180°后重新定位

3.转子的修复

转子端面与配流盘相接触，容易产生磨损，如果磨损不严重，可用油石将拉毛处修光或用研磨的方法修整。如果磨损较多，则需用心轴定位在外圆磨床上将端面磨光，要求两端面的平行度不大于0.008mm，表面粗糙度值Ra≤0.16?m，端面与孔的垂直度不大于0.01mm。应注意转子端面磨削后，叶片宽度比按转子宽度配磨，需保证叶片宽度小于转子宽度0.005mm。

转子的叶片槽因叶片频繁的往复运动，磨损量较大，但各槽的磨损量不一定相同。为了控制叶片与叶片槽的配合间隙基本相同，需用专用磨床将槽重新磨出，再单配叶片，以保证其配合间隙在0.013～0.018mm范围内。若叶片在槽内运动不够灵活，可用研磨的方法修复。

4.叶片的修复

叶片与定子内环曲线表面接触的顶端与配流盘接触的两侧面最易磨损，磨损后需用专用夹具装夹进行修磨。如图3—38所示，为叶片所要求达到的精度，尺寸l为转子宽度。

图3—38 叶片精度要求

如图3—39所示，为修磨叶片四个面的夹具，修磨时将叶片泵中的全部叶片一次装夹在夹具内，分四次装夹，磨叶片的两侧面和两端面。如图3—40所示，为修磨叶片倒角的夹具。

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