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从柱塞泵零件表面损伤痕迹-探讨泵失效原因(之二)
来源:转载 | 作者:马明东 | 发布时间: 2020-12-24 | 1215 次浏览 | 分享到:
        一台挖掘机改装为钢板压桩机,改装后开展压桩工作后约400H左右,多路阀总是出现卡阀现象,在清洗多路阀时,从阀中卡阀芯的位置发现有柱壮金属棵粒,观察柱壮金属棵粒,分析是泵滚针轴承的滚柱碎屑,把K3V112DT柱塞泵分解后,看到下列现象(见图1):

(a)
(b)
图1
        从图片上看到两台缸体组件台阶处断裂,泵中间体内孔左、右两端的滚针轴承不见踪迹,前后端泵主轴与滚针轴承配合处表面损伤(见照片2)。

图2

        从分解的柱塞泵零件表面损伤㾗迹来分析这台泵损坏过程,还原主轴尾端与滚针轴承接触摩擦段㾗迹生成全过程。

        挖掘机应用的日本川崎K3V系列柱塞泵,除K3VBDT以外,泵在机器上的的安装,泵变量调节器基本都是上置,这种方式安装的泵斜盘正阶跃到最大角度时,排油柱塞在主轴中心线上方而吸油柱塞在主轴中心线下方(见图3),因壳体内压力高于泵吸油口压力,存有这种压差时,在柱塞吸油时,泵壳体内油液会从滑靴节流孔被吸入到缸体柱塞容腔内[1],形成壳体内油液缺少,泵壳体内压力与吸油口压差越大,造成壳体内油液被吸空性越大。挖掘机柱塞泵长时间的大排量低压循环油液,因吸油柱塞在泵壳体内最下方处,泵壳体内的油液会下降到吸油柱塞位置,变成为没有油液的空壳,使中间体滚针轴承及前轴承没有形成油液润滑,轴承位出现干摩擦,最终导致滚针轴承损坏。

        主轴尾端轴承损坏,主轴尾部失去支承与定位,但主轴前轴承还在支承,主轴定位发生绕动偏移,轴发生倾斜,主轴花键带动的缸体也发生倾斜,泵在高压状态时,斜盘压迫柱塞与回程盘时,球铰受力点位置原是面接触变成球铰跟部与缸体脖径的线接触,受力点偏斜成径向切力,使缸体球铰定位台阶局部受切向力,最终导致缸体台阶断裂,形成图1损伤断面。

        一台正常挖掘机在工作时的工况,斜盘在在最大摆角位置时间特别短暂,泵在工作时,斜盘停滞在大摆角位置一般不会超2秒,泵排出高压油液时,泵体内三大摩擦副的泄漏量足以满足柱塞吸油时壳体油液倒灌差,而不会出现壳体内缺油现象。

        而这台改造后的挖掘机因为工作是压钢板桩,泵在中压长时间工作,斜盘停滞在大摆角位置时间超长,只要柱塞有往复吸、排油时,泵壳体内油液被彻低吸光造成轴承干摩擦现象。

图3

        一台正常的挖掘机在特殊的情况下也会产生把泵壳体内油液吸光,例如挖掘机在行走下坡时,行走时间如超出5分钟时,也会把泵壳体内油液吸光。
         见:《液压柱塞泵的第二吸油口理论》