YB40双作用叶片泵常见故障诊断论文.docx
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YB40双作用叶片泵常见故障诊断论文
1.YB-40型双作用叶片泵的简介及参数的计算
液压泵是依靠泵的密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的,因而称之为容积式泵。
容积式泵的流量大小取决于密封工作腔容积变化的大小和次数。
若不计泄漏,则流量与压力无关。
液压泵的分类方式很多,它可按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵;也可按流量是否可调节分为定量泵和变量泵;还可按泵的结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵,其中,齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统,柱塞泵多用于高压系统。
1.1YB-40型双作用叶片泵的工作原理
它的作用原理和单作用叶片泵的原理相似,不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成,且定子和转子是同心的。
在图示转子顺时针旋转的情况下,密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大,为吸油区;在左下角和右上角处逐渐减小,为压油区;吸油区与压油区之间有一段封油区把它们分开。
这种泵的转子每转一转,每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。
泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的,作用在转子上的液压力径向平衡,所以称为平衡式叶片泵。
定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。
当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向移动而压向定子内表面,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个封闭空间,当转子按图示方向旋转时,处于小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;在从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平横,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要是径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。
YB-40型双作用叶片泵的工作原理如图1-1所示,定子内表面近似椭圆,转子和定子同心安装,有两个吸油区和两个压油区对称布置。
转子每转一周,完成两次吸油和压油。
双作用叶片泵大多是定量泵。
图1-1双作用叶片泵工作原理
1-转子2-定子3-叶片4-油液
1.2YB-40型双作用叶片泵的组成结构
1-左配油盘2,8-滚珠轴承3-传动轴4-定子5-右配油盘6-后泵体7-前泵体9-油封10-压盘11-叶片12-转子13-螺钉
1.3YB-40型双作用叶片泵的结构特点与用途
(1)YB-40型双作用叶片泵转子与定子同心,叶片的伸出主要是靠离心力和压力油的作用。
(2)YB-40型双作用叶片泵的定子内表面由两段大圆弧、两段小圆弧和四段定子过渡曲线组成。
(3)YB-40型双作用叶片泵的圆周上有两个压油腔、两个吸油腔,转子每转一转,吸、压油各两次双作用式。
(4)YB-40型双作用叶片泵的吸、压油口对称,转子轴和轴承的径向液压作用力基本平衡;即径向力平衡卸荷式。
(5)YB-40型双作用叶片泵的所有叶片根部均有压油腔引入高压油,使叶片顶部可靠的与定子内表面密切接触。
(6)YB-40型双作用叶片泵的叶片通常是有一定角度的安放的,叶片的倾斜方向与转子径向辐射线成倾角,且倾斜的方向不同于单作用叶片泵,而沿旋转方向前倾,用于改善叶片的受力情况,最近观点认为倾角为0°最佳。
鉴于YB-40型双作用叶片泵的结构特点其有以下用途:
YB-40型双作用叶片泵的突出优点在于径向作用力平衡,卸除了转子轴与轴承的径向负荷,因此获得了广泛的实际应用。
但是由于结构上很难实现排量的变化,故多为定量泵。
但转速一定时,泵的输出流量一定,不能调节变化。
平横式叶片泵存在的另一变化是,吸油区各叶片根部与顶部的液压作用力不平衡,叶片顶部作用着吸油腔的低压,而根部承受着压油腔的高压,叶片顶部与定子内表面的接触压力较大,容易造成定子内表面的不均匀磨损,所以工作压力一般限制在7.0Mpa以下。
如果采用特殊的结构措施结决上述问题,工作压力可以提高到17.5~28.0Mpa。
1.4YB-40双作用叶片泵的主要材料及技术要求
1.4.1定子
材料:
GCr,12MoV或CrMoA1
热处理:
淬火HRC60;38CrMoA1氮化HRC65~70
加工要求:
端面平行度0.002mm
内柱面与端面的垂直度0.008mm
内孔光洁度▽9
1.4.2转子
材料:
40Cr、20Cr或12CrNi3
热处理:
HRC50~60,20Cr和12CrNi3要渗碳淬火
加工要求:
端面平行度0.003mm
端面光洁度▽9
叶片槽平行度0.01mm
叶片槽光洁度▽10
1.4.3叶片
材料:
高速钢W18Cr14V
热处理:
淬火HRC55,回火
叶片需研磨,光洁度▽10~▽12,叶片槽的间隙为0.01~0.02mm
1.4.4配油盘
材料:
锑铜铸铁、青铜或HT30-54
加工要求:
表面光洁度▽8~▽9
1.4.5泵体
材料:
HT30-54
1.5液压泵与液压马达的比较
液压马达与液压泵一样,按其结构形式分仍有齿轮式、叶片式和柱塞式;按其排量是否可调仍有定量式和变量式。
以叶片式液压马达为例,通常是双作用的。
液压马达在结构上与液压泵的差异
(1)液压马达是依靠输入压力油来启动的,密封容腔必须有可靠的密封。
(2)液压马达往往要求能正、反转,因此它的配流机构应该对称,进出油口的大小相等。
(3)液压马达是依靠泵输出压力来进行工作的,不需要具备自吸能力。
(4)液压马达要实现双向转动,高低压油口要能相互变换,故采用外泄式结构。
(5)液压马达应有较大的启动转矩,为使启动转矩尽可能接近工作状态下的转矩,要求马达的转矩脉动小,内部摩擦小,齿数、叶片数、柱塞数比泵多一些。
同时,马达轴向间隙补偿装置的压紧力系数也比泵小,以减小摩擦。
虽然马达和泵的工作原理是可逆的,由于上述原因,同类型的泵和马达一般不能通用。
1.6YB-40型双作用叶片泵的参数的计算
1.6.1工作压力
液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的工作压力。
工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失,而与液压泵的流量无关。
1.6.2额定压力
液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。
1.6.3最高允许压力
在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值称为液压泵的最高允许压力,超过此压力,泵的泄漏会迅速增加。
1.6.4排量
排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值,如泵排量固定,则为定量泵;排量可变,则为变量泵。
一般定量泵因密封性较好,泄漏小,故在高压时效率较高。
1.6.5流量
流量为泵单位时间内排出的液体体积(L/min),有理论流量qth和实际流量qac两种。
qth=qn
式中,V表示泵的排量(L/r);n表示泵的转速(r/min)。
qac=qth-△q
式中,△q表示泵运转时,油会从高压区泄漏到低压区的泄漏损失。
2.2.YB-40-40双作用叶片泵各部件的维修
2.1定子的修理
定子主要发生的故障:
子内曲线有刮伤痕迹,致使叶片与定子内曲线表面接触不良,压油腔压力不足,液压油泄露。
定子的主要损坏部位在内表面,特别是吸油腔所对的内表面。
这是由于吸测的叶片在根部有较高的压力油作用,加上离心力造成的压力,使其紧靠在定子内表面上,从而造成内表面磨损。
解决办法:
双作用叶片泵的定子内表面由四段圆弧和四段过渡曲线构成,曲线表面若磨损严重,出现了沟痕,可将磨损表面用粗砂纸磨平消除沟痕,再用细砂纸磨光。
有条件的修理厂家,也可以放在装有特种凸轮工具的内圆磨床上修复(次凸轮和定子内环呈同一曲线)。
经济又方便的方法是:
将定子翻转180°安装,并在对称位置重新加工定位孔,使原进油腔变为压油腔,定子修复后,内表面与端面垂直度为0.008mm,表面粗糙度为Ra0.4um。
2.2转子的修理
转子主要发生的故障:
(1)转子的两个端面最易磨损。
端面磨损后间隙增大,内部泄漏增加。
解决办法:
磨损轻时可以在平板上研磨、平整和满足表面粗糙度要求或用油石将毛刺和拉毛处修光、研磨;磨损严重时应该将转子在平面磨床上磨平,直至消除磨损的痕迹,达到表面粗糙度Ra0.2um。
当转子面磨削加工后,为保证转子与配油盘之间的正常间隙(0.04~0.07mm),也应对定子端面进行磨削加工,其磨削量等于转子端面的磨削量加上原端面的磨损量。
(2)转子的叶片槽因叶片在槽内频繁的往复运动而产生磨损,引起油液内漏。
解决办法:
叶片槽磨损后,可在工具磨床上用超薄砂轮修磨,两侧面的平行度为0.01mm,粗糙度应达到Ra0.1um。
2.3叶片的修理
叶片易磨损的部位是与定子内环表面接触的顶端和与配油盘相对运动的两侧,而叶片两侧大平面的磨损较缓慢。
叶片与转子槽的配合间隙太大,可用专用夹具修复其顶端的倒角及两侧。
叶片大平面的磨损可放在平面磨床上修磨,但应保证叶片与槽的配合间隙在0.013~0.018mm以内。
2.4配油盘的修理
配油盘端面与内不垂直或叶片端面与侧面不垂直
解决办法:
(1)抛光定子内曲表面
(2)修磨配油盘端面和叶片侧面,使其垂直度在0.01mm以内。
配油盘的端面和内孔最易磨损。
端面磨损轻微时,可在平板上修磨平整和满足表面粗糙度要求;当磨损较严重时可将配油盘以内孔定位,在内圆磨床上修磨端面。
内孔磨损轻微时,只需用细砂纸磨光;磨损严重时,可先在内圆磨床上扩大内孔,镶套后,在磨削加工到要求的尺寸精度和表面粗糙度。
配油盘端面修磨加工后,与其转子接触平面的平面度在0.005~0.01mm,端面与孔的垂直度位0.01mm,端面粗糙度为Ra0.2um。
2.5YB-40-40双作用叶片泵的常见故障及维修的方法
故障现象
产生原因
排除方法
容积效率低,压力提不高
(1)个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至卡住
(2)叶片或转子装反
(3)轴向间隙过大,内泄漏严重
(4)定子内曲线有刮伤痕迹,致使叶片与定子内曲线表面接触不良
(5)配油盘内孔磨损
(6)叶片与转子槽的配合间隙太大
(7)定子进油腔处磨损严重;叶片顶端缺裂或拉毛等
(8)进油不畅
(9)对于YB-40P型变量泵
1)限压弹簧调整不当或弹簧疲劳,偏心距太小,致使泵的流量不足
2)流量调节螺钉调节不当,因为当变量泵在低压的流量时,可调节流量调节螺钉,以改变定子的最大偏心量,如果调节不当,则会影响泵的输油量
3)滑套在孔中卡住
4)其它同定量叶片泵
(1)检查配合间隙,若配合间隙过小应单槽研配
(2)纠正叶片或转子方向
(3)调整间隙
(4)放在装有特有凸轮工具的内圆磨床上进行修磨
(5)磨损严重,需换新配油盘
(6)根据转子叶片槽单配叶片
(7)定子磨损一般在进油腔,可转一百八十度装上,在对称位置重新加工定位孔并定位;叶片顶端有缺陷或磨损严重,应重新修磨
(8)清洗滤油器,定期更换工作油液,检查工作油液的粘度是否太大或太小,加足油池中的油液等
(9)详细分为:
1)重新调整限压弹簧压缩量或更换限压弹簧
2)重新调整流量调节螺钉
3)使滑套在孔中移动灵活
4)同定量叶片泵
泵不出油
(1)泵旋转方向反了
(2)叶片与转子槽配合过紧而卡死
(3)油面过低
(4)油粘度过大,使叶片移动不灵活
(5)对于YB-40P型变量泵,如轴向间隙小,定子在摆动轴上摆动不灵活,甚至卡死等致使定子不偏心
(6)泵体有砂眼、气孔与疏松等铸造缺陷,高、低压油互通
(7)配油盘与壳体接触不良,高、低压油互通
(8)花键轴断裂
(1)改
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