柱塞与缸体的修理

(一)柱塞的受力与磨损状况分析 JBZ-01B 型泵的柱塞-缸体运动副，是全泵的关键部位。 JBZ-01B 型泵的柱塞受力如图3-9所示。

由图可见，柱塞主要受到下述作用力： 1. 液压推力pr

式中： d——柱塞直径，(m); p-——泵的输出压力，(bar)。 2. 偏心轴颈对柱塞的反作用力R, 并可分解为N、F 两个分力： N=RgCOsφ, (3-8) F=R sinφ, (3-9) 式中： N-——偏心轴颈对柱塞的轴向作用力； F—— 偏心轴颈对柱塞的谢向作用力； φ---—摩擦角。 3. 缸体内壁对柱塞反作用力的合力N₁,N₂ 由于柱塞与缸孔之间间隙较小，可假定为呈三角形分布。 N₁ 和 N₂ 分别作用于三角形的重心，并设这两个三角形相似， 则N₁/N₂=L3/(₂-l₁)² , (3-10) 式中： ₂见图3 - 9所示。 4. 缸体内壁对柱塞的摩擦力F₁、F₂ 为 F₁=N₁f, (3-11) F₂=N₂f, (3-12) 式中： f——- 摩擦系数。

此外，还有回程弹簧对柱塞的作用力T 和柱塞的惯性力W 等(见图3-9) 由此可知，缸体内壁主要的磨损就发生在受侧向力作用的 部位，从而使柱塞孔圆度、圆柱度允差逐渐增大；同时，柱塞还在 轴向力作用下往复运动，造成圆柱表面的摩损，使社塞尺寸精度 和形位精度超差，造成工作时泄漏严重，致使容积效率和工作 压力下降，甚至无法正常进行工作。 (二)缸体与柱塞的修理 对缸体磨损情况的检查，常常是将泵体中全部零件拆除 掉，并经清洗，擦干后，即可看到磨损处的痕迹。磨损较严重时，手指亦可触摸感觉；另外，可将柱塞(标准尺寸的柱塞更好)投入 相应孔中，左右两手分别抓住柱塞的上下两端，将其按动，就可 根据经验来判断磨损的大致数值。 若条件许可而备有25 mm 以下测头的内径百分表时，可立 刻将缸孔的尺寸、锥度、椭圆度超差状态完全测量并绘录下 来。 修复柱塞副的原则是把缸孔内壁加工至一个最小的新的合 格状态，然后，配以形位精度和表面粗糙度合格的加大了尺寸的 柱塞，使之保持规定的运行间隙，形成新的密封良好的工作容 腔。 JBZ-01B 型泵的缸体，通常用45号钢经锻造、退火、调质 后进行加工制造。 若缸体中的柱塞孔仅是调质处理后的不太高硬度时，修复 缸孔可用专用铰刀进行铰削加工，因为缸体内存在安置偏心轴 颈处大达0176的空间(参见图3-5),故还可采用可调式活络 铰刀进行灵活地铰削加工。 若缸孔内壁材料曾通过高频淬火，硬度高达HRC 50以上 时，只有采用珩磨或研磨的方法来处理。因条件限制，使用单 位一般可采用手工研磨加以解决， 无论铰削或研磨，为避免刃具、磨具因自重等因素产生对缸 孔的单面切削，修复册工缸孔时，应该将缸体夹固在直角座铁 上，并使加工的缸孔处丁铅垂竖直的位置。一只缸孔修磨完毕 后，稍松一下夹固螺丝，将缸体贴在直角座铁上进行转动，把 下一只待加工的缸孔转到铅垂竖直位置，紧固螺丝，即可进行新 前铰削或研磨修复缸孔的工作。图3-10即为人工研磨时的情况。

1-研磨棒；2-泵体；3-油盆：4-平台；5-螺钉；6-角铁

对缸体柱塞孔修复用的研磨棒，在半精研以前的外径尺寸， 应比柱塞孔内径小0.01～0.025 mm。 研磨棒的材料，一般用比研磨工件稍软的材料，通常多为灰 口铸铁、软钢等制成。 常用研磨棒如图3-11所示。

图3-11(a) 为固定式研磨棒，其结构为一圆柱体上开有环 形槽或螺形槽，以存贮研磨剂液。这种研磨棒，因其结构简单， 制造方便，修理时常被采用。 图3-11(b)、(c) 为可调节式研磨棒。它们是借心棒锥体的 作用来调节外套直径的。 图3-11(b) 是由一外圆锥体与带内锥孔的套组成，调节 时，将外套按箭头方向敲紧，即可使外套外径涨大，反之缩小。 图3-11(c) 是由两端带有螺杆的圆锥体4、套3和调节螺 母1、2组成。调节时，将螺母1放松，再旋紧螺母2,使套3向 螺母1靠近，这样即达到使套3外径涨大的目的，待套3的外径 满足所需尺寸后，螺母1应与套3拧紧。反之，将螺母2松开， 然后将螺母1拧紧，套3向螺母2靠近套3外径即可缩小。这 种可调试研磨棒结构较完善，应用较广。 研磨棒工作部分的长度(即带内锥孔的套长),一般为工件长度的

研磨时必须使研磨棒与缸体柱塞孔作适当的配合，开始粗 研时，配合间隙为0.02 mm 左右，可采用100*左右的粒度。 随着工件表面粗造度的变细，配合间隙可分级掌握在0.01与 0.005左右，研磨剂粒度也相应采用120*～240°。 研磨剂常用软毛刷均匀地涂在研磨棒及研磨表面上。 研磨棒放入缸体柱寒孔中后，即用手转动研磨棒，同时作上 下往复运动。 在研磨过程中要不断添加研磨剂，以保持良好的切削作 用。但需注意，当缸孔两端的研磨剂越积越多时，应及时清除 以避免柱塞孔两端出现喇叭口现象。 当采用钻床或立式铣床等进行研磨时，应在研磨棒与机床 夹头间加装小型万向节的结构装置，以防止单面磨削现象的发 生。 饭体柱塞孔经研磨后，其圆度和圆柱度公差可达0.003~ 0.005mm, 锥度很小，表面粗糙度可满足0.32及更细的要求。 与修复后的柱塞孔相偶配的柱塞，多换用新制的直径加大 的柱塞。这当然是一种快速、可靠的更换修理法。其实，从厉 行节约的观点看，完全可以通过修复柱塞零件尺寸的办法来解 决。 JBZ-01B 型泵的柱塞材料，多用QA_9-4 无锡铝青铜，延 展性能较好。铸造加工的铝青铜，延伸率达到10%,冷拨拉制 加工的铝青铜，其延伸率高达15%以上，因此，特别适宜于用常 温下静压的方法，使柱塞圆柱面外径尺寸得到胀大。 胀大处理可在15吨左右的油压机上进行，也可用相应吨位的油压千斤顶改装丽成。 冷压胀大修复方法如图3-12所示。

1-压棒；2-柱塞；8-垫块；4-对开式模胎； 5-垫块；6-油压机压头；:7-工作平台

冷压账大前，应先检查柱塞内孔的加工精度和光洁度，若原 加工精度很差，表面又较粗糙时，应先在车床上平精东一刀，以 使压棒1能顺利、准确地压入柱塞内孔中。 如图3-12所示，当压棒1通过对开式导向模胎4,进入柱 塞1的内孔时，因压棒1外径较内孔大0.10～0.30 mm 左右，就将柱塞内孔周壁的青铜材料向外挤压至模胎4内壁的设计尺 寸，从而达到胀大镦粗的耳标。 压棒可以车制成稍带有正向锥度，以利卸下。 卸取工件时，若对开模胎已解脱，但压棒仍阻留在柱塞内孔 中，可通过压棒本身中心的螺纹孔，用螺钉将其顶出。 通过胀大法修复后的柱塞，可在无心磨床上精磨加工或再 行研磨，完全能够达到规定的技术要求。