高壓陶瓷柱塞泵由于具有可輸出高壓甚至超高壓傳動介質、自潤滑性好、磨損少、使用壽命長、工作效率高等優點,在工程機械、交通運輸、船舶制造、礦山、石油、軍工、航空等行業域已經得到廣泛的應用。
1. 高壓陶瓷柱塞泵結構、工作原理
高壓陶瓷柱塞泵基本結構見圖1, 高壓陶瓷柱塞泵屬于閥配油結構形式,由7根柱塞、柱塞安裝法蘭、高壓輸出法蘭、偏心軸以及軸承等零部件組成。其中關鍵部件 高壓陶瓷柱塞泵結構外形見圖2,它由吸油閥體、排油閥體、柱塞、缸體、復位彈簧等零部件組成。
在偏心軸的轉動和復位彈簧的作用下,引起高壓陶瓷柱塞泵與缸體所形成的密封容積的變化,密封容積變大時,排油閥體關閉,液壓工作介質經吸油閥體進入缸體內;密封容積變小時,吸油閥體關閉,介質經排油閥體進入高壓輸出法蘭,供系統使用。
2.高壓陶瓷柱塞泵常見故障現象以及原因分析
高壓陶瓷柱塞泵在使用過程中經常發生的功能性故障主要有以下幾種:
(1)高壓陶瓷柱塞泵鋼球表面腐蝕 泵轉動正常,輸出工作介質壓力與正常情況相比大大下降,只有正常工作時壓力的31%以下,輸出流量只有正常情況下的22%以下,說明泵在運轉過程中存在較嚴重的內或外泄漏。經對問題柱塞泵解體檢查后發現,單個柱塞吸、排油閥體內單向密封用鋼球表面存在較明顯的疲勞腐蝕痕跡,吸油閥體內鋼球的腐蝕更為明顯,由此可以看出,鋼球的失效與腐蝕、氣蝕有關。由此造成的內泄漏嚴重影響了泵的密封性,導致泵的壓力、流量下降。失效鋼球見圖4。圖5是吸油閥座。由圖5可以看出,閥座的密封線部位沒有失效現象。
(2)高壓陶瓷柱塞泵柱塞斷裂 泵的解體過程中,發現有柱塞存在裂紋甚至斷裂,裂紋或斷裂的部位在柱塞的頸部,柱塞與缸體之間的配合間隙大以及柱塞頭部受力部位偏離柱塞軸線過大產生扭矩,引起應力集中,導致微裂紋的產生以及擴散,在運轉過程中斷裂,見圖6。高壓陶瓷柱塞泵柱塞頭部脫落后,引起柱塞與缸體間隙配合密封長度降至正常水平的55%左右,高壓陶瓷柱塞泵結構上一般配置七個柱塞(單排),或者成倍增加柱塞數量(雙排、三排等),與一般高壓陶瓷柱塞泵采用配油盤或者軸配油結構不同,超高壓柱塞泵采用閥配油結構,因此這種故障只對輸出流量有較大影響,對于泵的壓力輸出影響不大,但是它改變了偏心軸的受力狀況,裂紋擴展過程產生的金屬屑對介質會產生污染、加劇軸承的磨損。
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