斜盤式柱塞泵維修方法論之一柱塞的深度剖析柱塞的功能柱塞的分類柱塞故障特性

柱塞與孔的精配柱塞的功能柱塞是柱塞泵的命名元件，柱塞泵之所以被稱為柱塞泵就是因?yàn)橹浅蓧涸鳛橐粋€(gè)組合件，包含了滑靴和柱塞體，俺叫柱塞柱塞的工作原理2023/9/28我們吸油我們排油我有角度柱塞2023/9/28我在下坡我在爬坡斜軸式2023/9/28我們吸油我們排油我有角度流量是這樣的2023/9/28qt=（柱塞數(shù)）x（柱塞直徑）x（柱塞行程）x（轉(zhuǎn)速）qt2023/9/28柱塞知多少從柱塞體的尺寸來分類：大孔長柱塞大孔短柱塞小孔長柱塞小孔短柱塞柱塞的分類我們認(rèn)為如果L2>3╳D3，此柱塞體為細(xì)長柱塞；如果L2<2╳D3，則此柱塞體為短粗柱塞；2╳D3<L2<3╳D3的柱塞為正常尺寸的柱塞體。

D4-D3<?D4，我們可以視為小孔柱塞，柱塞分類這是大孔按照柱塞體的中心孔的尺寸分，分大孔柱塞和小孔柱塞（見圖示），所謂大孔和小孔指的是“柱塞體中心孔”。柱塞分類小孔柱塞2023/9/28這是小孔柱塞分類大孔柱塞體優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1，內(nèi)壁比較薄，重量輕。2，高速回轉(zhuǎn)的離心力比較小，在額定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下，使用這種柱塞的回轉(zhuǎn)半徑可以設(shè)計(jì)的比較大；3，柱塞體的熱膨脹量就比較小，柱塞外徑與缸體的配合間隙的變化受溫度的影響就比較小。缺點(diǎn)：由于柱塞體的管壁比較薄，強(qiáng)度和剛性均不好，不適用于規(guī)格較大的或壓力較高的柱塞泵。柱塞分類小孔柱塞體優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1，內(nèi)壁比較厚，重量比較大。2，高速回轉(zhuǎn)的離心力就大，在額定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下，使用這種柱塞的回轉(zhuǎn)半徑不宜設(shè)計(jì)得過大，3，柱塞體的熱膨脹量就比較大，柱塞外徑與缸體的配合間隙的變化受溫度的影響就比較大。優(yōu)點(diǎn)：由于柱塞體的管壁比較厚，強(qiáng)度和剛性均好，適用于規(guī)格較大的或耐壓等級較高的柱塞泵。柱塞分類特殊設(shè)計(jì)柱塞之一焊接柱塞柱塞體的單位重量減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，提高泵的穩(wěn)定性，焊接和中部襯環(huán)加強(qiáng)強(qiáng)度和剛性，可用于高壓泵。柱塞分類特殊設(shè)計(jì)柱塞之二2023/9/28塑料填充式柱塞柱塞體的單位重量減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，提高泵的穩(wěn)定性，填充了剛性好的工程塑料，提供柱塞的整體剛性，可用于高壓泵柱塞分類滑靴斷面特點(diǎn)油環(huán)式滑靴柱塞油環(huán)式滑靴端面結(jié)構(gòu)簡單，加工簡單，質(zhì)量容易保證。加工成本低柱塞分類滑靴斷面特點(diǎn)加工復(fù)雜，成本高

斷面潤滑性能好且完整迷宮式滑靴端面迷宮式滑靴柱塞柱塞分類迷宮式滑靴常用于彈簧強(qiáng)制回程的柱塞泵，處于中位狀態(tài)的泵進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)候，滑靴端面與斜盤（或止推盤）之間存在高速的相對運(yùn)動(dòng)；這時(shí)低壓儲(chǔ)油環(huán)的油就會(huì)在斜盤和迷宮式滑靴端面之間形成油膜，保護(hù)柱塞滑靴的正常高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候不被磨損。柱塞泵的工作特殊性2023/9/28摩擦副：三處----1，滑靴+止推面（斜盤表面）；2，柱塞體+缸體孔；3，缸體斷面+配油盤表面運(yùn)動(dòng)方式：直線+自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)+滑動(dòng)1，柱塞的軸向直線運(yùn)動(dòng)2，滑靴的周向滑動(dòng)3，柱塞滑靴的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)4，缸體的自轉(zhuǎn)與配油盤的滑動(dòng)。2023/9/28柱塞工作特殊性摩擦副：三處----1，滑靴+止推面（斜盤表面）；2，柱塞體+缸體孔；3，柱塞球頭+滑靴。運(yùn)動(dòng)方式：直線+自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)+滑動(dòng)1，柱塞體的軸向直線運(yùn)動(dòng)2，滑靴的公轉(zhuǎn)并滑動(dòng)3，柱塞滑靴的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)4，柱塞體的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。柱塞的故障特性分類2023/9/281，污染造成摩擦副的故障2，潤滑不良造成摩擦副的故障3，間隙不當(dāng)造成的故障4，宏觀特性造成的故障2023/9/28摩擦副摩擦副摩擦副柱塞的故障特征1污染靜壓支承原理1，滑靴與止推面的運(yùn)動(dòng)副之間；2，缸體和柱塞體之間；3，柱塞球頭與滑靴之間。上述1和2表面上的密封環(huán)槽的作用除進(jìn)行間隙式密封外，還可以改善潤滑條件、消除液壓固著和貯存污物。應(yīng)該指出，柱塞的圓柱表面與其他的端面、(包括環(huán)槽側(cè)面)交成的邊棱建議不做倒圓，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致污物楔入而致拉毛、研損柱塞副或卡死。。柱塞的故障特征1污染柱塞圓柱表面咬毛、拉傷甚至咬死1）液壓油混入其內(nèi)的鐵銹、鑄砂粒、磨料、切屑卡入柱塞副表面，其實(shí)這些雜質(zhì)呈粉末狀；導(dǎo)致柱塞和缸體內(nèi)表面的磨損，如果雜質(zhì)的尺寸較大的話，可能會(huì)導(dǎo)致柱塞卡死在缸體里面；（2）系統(tǒng)過濾器破損，聚集在過濾器里面的雜質(zhì)就會(huì)被混入液壓油，導(dǎo)致磨損和卡死現(xiàn)象；（3）液壓油混入水份或混入較大量的空氣，致使?jié)櫥芰Υ蟠鬁p低，柱塞在缸體里高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致磨損或柱塞變色。柱塞的故障特征1污染2023/9/28柱塞的故障特征1污染缸體柱塞內(nèi)壁雜質(zhì)顆粒柱塞的故障特征2潤滑不良2023/9/28補(bǔ)油壓力過低殼體壓力過低吸油不暢、吸空系統(tǒng)進(jìn)氣2023/9/28柱塞故障特征3間隙柱塞間隙過小柱塞間隙過大溫度和留缸長度匹配不好柱塞副的間隙δ=D-d,δ間隙過大，會(huì)使容積效率顯著降低，損失過大并且發(fā)熱δ間隙過小，雖然容積效率高一些，但容易卡滯。柱塞故障特征3間隙2023/9/28柱塞故障特征間隙柱塞加熱試驗(yàn)，溫度20-100度測量大量的柱塞取平均值做曲線柱塞的膨脹率柱塞故障特征間隙選擇最佳的柱塞間隙是關(guān)鍵??！間隙過大，會(huì)使容積效率顯著降低，損失過大而發(fā)熱，導(dǎo)致總效率下降；間隙過小固然會(huì)使容積效率提高，但是發(fā)熱后的熱膨脹或雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致柱塞在缸體孔內(nèi)研住。必須選擇最佳的間隙，即保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又使能耗最小的?？刂浦圃炫c運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候的溫差，一般運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為50~60℃，而制造溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度，應(yīng)為25℃，再者，柱塞與缸體的線膨脹系數(shù)不等，會(huì)使間隙變化。如果缸體孔作為包容件，線膨脹系數(shù)大于柱塞的膨脹系數(shù)，則運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦副的間隙會(huì)增大。留缸長度L0如果柱塞長度L柱塞長度應(yīng)等于柱塞的最小留缸長度L0、最小外伸長度和最大行程之和。最小留缸長度L0與泵的工作壓力PH

有關(guān)，通常有：當(dāng)PH≤20MPa時(shí)， L0=(1.5~1.8)D 4當(dāng)PH≥30MPa時(shí)， L0=(2.0~2.5)D4(式中D4為柱塞直徑）2023/9/28柱塞故障特征間隙2023/9/28留缸長度L0留缸長度圖示柱塞故障特征間隙柱塞副(柱塞與缸孔)的幾何精度，圓錐度和橢圓度的公差嚴(yán)格控制在柱塞副最小間隙的1／4之內(nèi)，通常為0.002~0.005mm柱塞故障特征間隙柱塞的拉拔力和拉拔間隙柱塞的拉拔力主要來源于柱塞體的工況，例如，過緊，油粘度大，雜質(zhì)楔入等。拉拔間隙約為0.02~0.03毫米，多則無益，削弱拉