方坯液压剪高压柱塞泵损坏原因分析与相应技术改造

　　1 前言

　　3 连铸机是从意大利达涅利公司引进的先进生产设备，设备眭能较好，投产后设备各重要部位运行良好，尤其是液压控制系统，在生产过程中运行非常稳定，但在运行了两年多后，由于设备维护和操作不当．造成了设备故障率非常高，特别是液压系统，经常因突发事故而不能正常运转，严重影响了生产。

　　为了尽快解决液压系统在生产中存在的问题，我们成立了专业攻关小组，首先对液压泵进行了分析和研究．从其结构原理和工作性能方面进行了全面分析，找出液压泵的破坏机理，并提出了改进措施，大大提高了其使用寿命。

　　2 液压泵内部结构破坏剖析

　　3 机液压剪所使用的是力士乐公司生产的AI10250高压轴向柱塞泵，泵体较大，流量为360L／min，额定工作压力为250bar，而且工作频率较高，平均每隔1．2分钟工作一次，液压泵内部零件一旦损坏，整个系统就不能正常运行。我们对已破坏的柱塞泵进行了剖析(泵内部结构如图1)，发现其损坏情况如下：

　　图1 柱塞泵内部结构简图

　　(1)有一滑靴与柱塞脱离，滑靴根部出现较宽的裂纹。阻尼孔堵塞。

　　(2)脱离滑靴的柱塞已卡死在缸体内，而且表面出现明显划痕

　　(3)大部分滑靴根部都有裂纹．柱塞在滑靴内间隙较大。

　　(4)斜盘与滑靴表面磨损严重，残余油液中含铜粉较多。

　　其它部位受损轻微

　　3 破坏机理分析

　　液压泵在高速运转过程中，其内部滑靴和柱塞在随主轴高速旋转的同时，也要实现柱塞与缸体之间的轴向运动．从而实现吸、排油原理。如图1所示，当柱塞从A点运动到B点时，柱塞主要承受以下几种力(如图2)：

　　图2 柱塞受力图

　　柱塞底部液压力Fp 。斜盘对柱塞滑靴组件的反作用力F，它可以分解为沿柱塞轴向的分力F1和垂直于主轴的分力F2。

　　缸体柱塞孔对柱塞的反作用力Fr1 和Fr2 。

　　根据以上分析，当柱塞在缸体孔内运动时，由于受到力F 和F：的作用，若液压油清洁度较差(超过ll级)，必然会造成柱塞和缸体孔内壁的磨损和滑伤，当液压油污染严重时，杂质将会把柱塞卡死在缸体内，并在各种作用力下，造成滑靴破坏，这与前面剖析结果完全相同。

　　从滑靴的工作原理再进一步分析滑靴破坏和磨损的原因，如图3所示，从缸体孔工作腔通过柱塞孔和滑靴的阻尼小孔，把高压油引入滑靴底部，使滑靴上产生液压反推力FN’ 当滑靴上的液压反推力FN 等于柱塞对滑靴的压紧力FN 时，滑靴处于静压平衡状态，柱塞对滑靴的压紧力FN包括液压推力Fp 摩擦力F1和F2、惯性力Fa 等，其中Fp 占比例最大，液压反推力FN’ 是通过滑靴和柱塞上的小孔产生的，为了保持滑靴的液压平衡，必须保证小孔畅通，因小孔在设计时选得很小，很易堵塞，若液压油不干净，小孔会被堵塞，造成滑靴受力不平衡，在长时间的高压作用力下将滑靴破坏，同时，因滑靴受压力过大，斜盘与滑靴接触面摩擦力增大，磨损较快，这与前面剖析结果也相同。