轴向柱塞泵的故障排除与修理

一、简介

轴向柱塞泵具有使用压力高、结构紧凑、效率高以及流量调节方便等优点，并且径向尺寸小，可获得较高的转速和较小的调节惯性，但该泵结构较复杂，工艺要求高，价格较贵。这类泵广泛用于工程机械、冶金设备、起重运输，矿山机械及铸锻设备、压力加工设备等的液压系统中。

轴向柱塞泵的工作原理如图3-52所示。缸体3上均布有几个轴向排列的柱塞2,柱塞既可在缸体3内移动，又随缸体3在传动轴5带动下一起转动，柱塞2在缸体内自下而上旋转的半周内逐渐向左伸出，使缸体孔右端的工作腔体积不断增加，产生局部真空，油液经配油盘4上的窗口a被吸进来，反之当柱塞在其自上而下回转的半周内逐渐向右缩回缸内，使密封工作腔不断减少，将油从配油盘4上的窗口b向外压出，缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次压油和一次吸油。缸体连续旋转，则柱塞不断吸油和压油，给液压系统提供连续的压力油。

改变倾斜盘倾角8p,就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量，则为变量柱塞泵。若将斜盘固定，角度不能调节，则为定量柱塞泵。如果改变斜盘倾角的方向，就能改变吸压油方向，这就成为双向变量轴向柱塞泵。

轴向柱塞泵按其相互关系和结构形式，可分为斜盘式和斜缸式(图3-53)。国内大量使用的为斜盘式轴向柱塞泵，它按柱塞头部与斜盘的接触方式不同又分为点接触式和滑履式，前者只适用中低压系统，后者因是滑履的平面与斜盘接触(而不是点接触),接触面积大，面压力小，故适用中高压(32MPa)系统。

图3-54到图3-55分别为各种轴向柱塞泵的结构参考图，其中图3-54为点接触式，其余为滑履式。二、故障分析与故障排除

(一)输出流量不够或者根本不上油

①吸入阻力大：如油箱油面过低、吸油滤油器堵塞、吸入管过长及弯头过多等原因，造成吸油通道上沿程损失和局部压力损失过大而使输出流量不够，可根据情况予以解决。

②吸油管路裸露在大气中的管接头未拧紧或密封不好，进气，难以形成泵内必要的真空度，大气压无法将油压入泵内，应使进油管密封可靠，管接头应拧紧，有些泵需预先灌油再开机。

③不由电机直接带动泵，而用齿轮或皮带间接驱动泵时，泵轴上受到径向力，此力造成缸体和配油盘之间产生斜楔形间隙，导致单边磨损和压吸油腔一定程度的互通，使流量减少。设计时应由电机直接驱动菜并用挠性联轴器连接，不要刚性连接，并保证安装同心。

④油泵的定心弹簧折断，使柱塞回程不够或不能回程，

引起缸体和配油盘之间失去密封性能。可更换泵轴定心弹簧。

⑤配油盘与缸体接合面有污物卡住，或者接合面拉毛、拉有沟槽，应清洗去污，或研磨再抛光配油盘与缸体接合面。

⑥柱塞与缸体孔之间磨损或拉伤有轴向通槽。柱塞与缸体孔之间的配合间隙过大。可研磨缸孔，电镀柱塞外圆并配磨，或更换柱塞，保证二者之间的配合间隙(见表3-9)。

⑦对于变量轴向柱塞泵则有两种可能，如压力不太高时，则可能是油泵内部摩擦等原因，使变量机构不能达到极限位置造成偏角过小所致；在压力较高时，则可能是调整误差所致。此时可调整或重新装配变量

活塞及变量头，使之活动自如，纠正调整误差。

⑧拆修装配时，配油盘孔未对正泵盖上安装的定位销，因而相互顶住，不能使配油盘和缸体贴合，造成高低压油短接互通，打不上油。装配时要认准方向，对准销孔，使定位销既插入泵盖内又插入配油盘孔内另外定位销太长也贴合不好。

⑨油温太高，泵的内泄漏大，设法降低油温。

⑩系统其它元件的故障造成的漏损大，可在分析原因的基础上分别酌情处置。

(二)压力提不高或者根本不升压。

① 上述“输出流量不够或者根本不上油”的原因均会导致压力提不高或者根本不升压。

② 变量头的倾斜角太小，使输出流量太小，可适当增大变量头的倾斜角，压力便会上升。

③ 对于压力补偿变量泵，可能是控制变量特性的弹簧没有调节好，当压力升高时，流量迅速下降；或者限位调节螺杆木紧牢，当压力升高时产生位移，此时可重新调整控制变量特性的弹簧，当限位调节螺杆调节好后，应紧固好锁紧螺母，防止压力升高时产生位移。

④ 液压系统其它元件的故障：例如安全阀未调整好，阀芯卡死在开口溢流的位置等。压力表及压力表开关有毛病，测压不准等等，逐个查找，予以排除，要注意外漏大的位置。

③ 电压太低或电机的传动功率不够。应保证正常电压，选用符合传动功率要求的电机。

(三)泵噪声大压力波动(振动)大

① 泵油管吸进空气，造成泵噪声大压力波动大，要防止泵因进油密封不良、滤油器堵塞、吸入管过长、弯曲过多等引起的泵吸空和进气。

② 伺服活塞与变量活塞运动不灵活，出现偶尔或经常性的压力波动。如果是偶然性脉动，多是因油脏，污物卡住活塞所致，污物冲走又恢复正常，此时可清洗和换油。如经常性脉动，可能是配合件拉伤或别劲，此时应拆下零件研配或予以更换。

③ 对于变量泵，可能是由于变量机构的偏角太小，使流量过小，内泄漏相对增大，因此不能连续对外供油，流量脉动引起压力脉动。此种情况可适当加大变量机构的偏角，消除内泄漏。

④ 柱塞球头与滑靴配合松动，可适当铆紧。

⑤ 经平磨修复的配流盘，三角槽变短，产生困油引起比较大的噪声和压力波动，要用什锦三角锉将三角槽适当修长。

(四)泵发热油液温升过高

① 泵柱塞与缸体孔、配油盘与缸体结合面之间因磨损和拉伤，导致内泄漏增大，转化为热能造成温升。可修磨柱塞与缸体结合面，使之密合，设法保证柱塞与缸体孔配合间隙。

② 泵内运动副严重磨损拉毛，或毛刺未清除干净，机械摩擦大，松动别劲，产生发热。可修复和更换 磨损零件。

③ 当泵经常在零偏心或系统工作压力低于8MPa 下运转，使泵的漏损过小而引起泵体发热可参阅后述的(图3 - 73b) 的方法在液压系统阀门的回油管分流一根支管通入与油泵回油口下部的放油口内，使泵体产生循环冷却。

④ 油的粘度过大、油箱容积过小，油泵或液压系统漏损过大等原因，导致发热温升，可根据情况分别 采取对策。

⑤ 泵轴承磨损，传动别劲，传动扭矩增大而发热，要更换轴承，保证电机与泵轴同心。

(五)油泵泄油管漏油严重(内、外漏)

① 缸体与配油盘、柱塞与缸体孔等零件因磨损，导致内泄濡增大，从泄油管漏出，可进行修复。

② 变量活塞或伺服活塞磨损，导致泄漏，磨损严重时需电镀经磨加工修复，或予以更换。

③ 各接合处0形密封圈失效损坏或破损，以及缸盖螺钉松动，可更换密封、拧紧螺钉解决外漏。

④ 泵轴油封处外漏，可根据情况做出处置。

(六)泵不能转动

① 柱塞因污物或油温变化太大卡死在缸体孔内，应查明污物原因并更换新油并清洗泵。

② 滑靴因柱塞卡死或因负载大时启动而引起脱落，可更换或重新装配滑靴。

③ 柱塞因上述原因引起球头折断，应更换柱塞。

(七)变量机构及压力补偿机构失灵

① 伺服变量和压力补偿型变量泵，控制油管道上的单向阀弹簧漏装或折断，造成失灵，可补装或更换

弹簧。

② 变量头与变量壳体上的轴瓦圆弧面之间磨损严重，转动不灵活造成失灵。磨损轻可刮削好后装配再 用。如两圆弧面磨损严重，应子以更换。

③ 控制油管道被污物阻塞，应拆开清洗或用压缩空气吹千净。

④ 伺服活塞或变量活塞卡死，应设法使之灵活，并应注意装配间隙是否合适

③ 弹簧芯轴(压力补偿变量泵)别劲卡死，不能带动伺服活塞运动，须重新装配，

(八)配油盘与缸体贴合面磨损或烧坏

① 加油时未经过滤，油中有污物、杂质，工作时进入贴合面。

② 启动油泵前，未将泵内加满工作油液，使配油盘与缸体贴合面产生干摩擦。一般柱塞泵须加满油液方能启动。

③ 配流盘的端面硬度不够，配流盘用38CrMoAlA 热处理为表面氮化深0.4mm 硬度HV900～1100, 当热处理不好无氮化层时表面硬度不够，易磨损烧坏。须重新氮化达到要求，经修磨的配流盘，当磨去的厚度超过氮化层时，须重新氮化再投入总装。

④ 缸体为QA19-4铜件，当材质低劣，软硬不均时，易磨损和烧环，要严格检查材料质量，必要时予以更换。

⑤ 配流盘在高温高压下产生应力变形，除了控制油温外，配流盘要放在二级精度的平板上用M10的氧化铝研磨平整，然后在煤油中洗净再抛光至▽,保证两端面的平行度在0.01mm之内，平面度在0.05mm

以内。

⑥ 配流盘或缸体小端平面的平面度误差超差，且成凹形，可参阅上项进行修理。

⑦ 缸体上个别与柱塞相配合的孔，深度不够或有锥度，引起柱塞在缸孔内卡死别劲，烧坏配流盘与缸体贴合面，此种情况应研修内孔，消除锥度，使之达到图纸要求。

⑧ 泵壳的内支承孔与传动轴的同轴度超差(尤其是当高压方向的压差为负值时),此时应拆开泵检查泵壳上内支承面与传动轴的同轴度，如超差太大，应更换泵壳或传动轴。

缸体与轴承的配合间隙过大，可更换新轴承。

⑩ 缸体花键孔与传动轴的花键配合间隙太小，别劲，可更换泵轴，或适当修磨泵轴花键。

⑪ 缸体配油面与其轴承支承面不垂直，可校正轴承支承面或修磨缸体配油面。 传动轴弯曲或大小轴承未装正，应校直或更换传动轴，重新装正大小轴承。

配油盘与缸体之间的高低压过渡区困油严重，可用什锦三角锉适当修长，使过渡区能较理想地卸压。

(九)滑履与变量头(或斜盘)贴合面唐损或烧坏。

① 油液不清洁，杂质污物被吸入泵进入滑靴与变量头的间隙内，引起拉毛磨损者，可清洗泵和换油。

② 柱塞孔或滑履小孔被杂质污物堵塞，导致滑靴止推板与变量头之间形成干摩擦造成磨损或烧坏，可用压缩空气或×0.8mm的细钢丝穿通滑靴小孔与柱塞小孔，并清洗干净。

③ 当变量头(40Cr热处理C48)  大平面硬度不够或者加工精度不好(平面度与表面粗糙度),容易产生磨损和烧坏，损伤轻微者经研磨抛光可再用，严重者应先经平磨，再研磨抛光，或者子以更换。

④ 变量头两圆弧搭子根部沉割槽切得过深，高压下产生变形或两圆弧面结合不良，一般前者要更换，后 者可砂磨抛光。

⑤ 一台泵上的滑靴台肩厚薄不一致，要用专门模具，将台肩厚度磨成一致

⑥ 滑靴静压支承面精度及表面粗糙度不好者，要上专门夹具重新平磨，使平面度及表面粗糙度符合要求。轻微磨损者则只需抛光即可。

⑦ 柱塞球头平面偏小，在最大偏角时，压力油被球面堵死，不能通油润滑止推板和变量头运动面，导致烧损者，可修磨大球头平面。

⑧ 回程盘七孔不等分或大小不一致者，可上专用模具重新修磨七孔。

三、修理

轴向柱塞泵的修理较麻烦，该泵大多易损零件均有较高的技术要求和加工难度，往往需要专门设备和专用工夹具才能修理。但该泵价格昂贵，如能修复经济效益可观，在修理中如能买到易损零件的外购件最为可取、另外由有经验的技术人员和工人师傅相配合也可修理。在修理中经常遇到的是各运动副接合面的磨损与拉伤。例如配油盘与缸体贴合面，缸体柱塞孔内圆柱面，止推板表面，滑靴端面与内球面、柱塞外圆面和球头面等。有些修理方法已在上述的“故障分析与排除”内容中做了一些说明，下面再以25YCY14-1型压力补偿变量轴向柱塞泵为例，做些补充说明。

(一)缸体的修理

缸体易磨损部位是与柱塞配合的柱塞孔内圆柱面和与配油盘接触的端面。端面磨损后可先在平面磨床上精磨端面，然后再用氧化铬抛光，轻度磨损时研磨便可，柱塞孔(七个)可在立式珩磨机床上进行，或用同直径的金刚石铰刀(有售)修整。修复后的缸体端面和柱塞孔内圆柱面的表面粗糙度为7,端面平直度应在0.003mm以内，端面对缸体外圆柱面的跳动在0.02mm以内。柱塞内圆柱面的圆度和圆柱度在0.005mm以内。

(二)配油盘的修理

配油盘主要是端面磨损与拉伤，可在平板上研磨修复。修复要求是端面的表面平直度不超过0.005mm,表面粗糙度不低于マ。

(三)泵轴(传动轴)的修理

图3-62为25YCY14-1B型泵泵轴图，其主要是D面与花键轴表面的磨损。磨损较轻可用刷镀或镀铬再修磨的方法修复。磨损严重可按图3-62(或参考此图测绘其它型号的泵轴)进行加工。

(四)止推板(斜盘)的修理

止推板的易磨损面为与滑靴的接触面，此表面也可在平板上研磨修复，磨损划伤印痕较深时可在平面磨床上精磨后再研磨。

(五)柱塞的修理

柱塞一般是球头表面与外圆柱面的磨损、且磨损后、外圆柱面呈腰鼓形。一般可采用刷镀外圆柱面和球面的方法修复。也有人在离柱塞尾端2/3处加工-0形密封圈沟槽(磨加工，因很硬),再装上相应尺寸的O形圈，这种方法可以使柱塞泵再用一段时间。或者参阅图3-63所示加工新柱塞换上。

(六)变量活塞(变量头)的修理

图3-6325YCY14-1B型泵柱塞图变量头一般难以磨损，图3-64给出

25YCY14-1型泵变量活塞图，以供参考。

(七)止推板的修理

止推板与滑履贴合面容易磨损，磨损拉伤后可研磨或在平面磨床上磨去拉伤印痕重新装配再用，也可根据测绘尺寸按图3-65所规定的技术条件予以加工更换。

表3-10为CY14-1A(B3)型轴向柱塞泵易损零件的主要技术要求表，可供修理时参考。

表3-10CY14-1A(B)型柱塞泵易损零件的主要技术要求表

四、轴向柱塞泵装配

①装配前，应将所有待装配的零件或部件全面再检查一次，作出记录。

②清除各个部位特别是尖角部分的毛刺。

③各零件在装配前应仔细清洗，谨防杂质、灰尘、污物等混进泵内各配合件的表面间，以免划伤各配合件的光洁表面。

④装配时力戒敲打，硬是须敲打时不能直接用镧头敲打零件，要通过中间物(如紫铜棒)垫着。

⑤装配时要谨防定心弹簧的钢球脱落，可先将钢球涂抹清洁黄油，使钢球粘在弹簧内套或回程盘上，再进行

装配。否则若装配时钢球落入泵内，则运转时必然将泵内图3-6525YOY14-19型泵

其它零件打坏，使泵无法再修理、对此务必注意。止推板技术要求

⑥泵体与配油盘的接合面上有一定位销，在一般情况下不要拔出。如因需修磨配油盘端面拔出后，重新装配时应注意定位销对泵体上销孔的正确位置，装错则不能正常吸油。如图3-66所示，若油菜正常回转(按A向),则定位销必须装在孔1内；若油泵要反向回转(B向)则定位销应装在孔2内；若需将泵改作

成油马达使用，则无论正转或反转，定位销须装在孔3之中。

⑦变量头装好后，应在0°~21°内调节自如，最后调定变量头斜角应为20°307.并在口的表面上涂上一层干净的机械油。

⑧拧紧螺钉时，应均匀对角拧入，一边拧紧一边用手转动泵轴，

五、轴向柱塞泵的安装

①油泵可用支座或法兰安装，泵和电机应采用有共同的基础支座，法兰和基础支座都应具有足够的刚性，以免油泵运转时产生振动。对于流量大于160升/分的泵，由于电机功率大，建议不要安装在油箱上。

②泵的转动轴与电机输出轴安装时，须保证其同心度，找正方法如下：

i)支座安装：电机输出轴与支座安装精度的保证和检查方法见图3-67所示。振摆允差≤0.10mm,半联轴器磁性千分表序安装端

面对联轴器孔垂直度的原始误差不大于0.01mm;驱动轴(电机)与泵轴偏心为0.05TIR以下，泵轴上不能受垂直方向的力，一般应是水平安装。

i)法兰安装：泵与电机采用联轴器连接，其安装精度和方法同上(支座安装)。如将泵轴直接插入原

动机输出轴内，则安装精度，检查方法见图3-67a),b),c),所示。

③泵和电动机传动轴之间应尽可能采用弹性联轴器连接，由于泵传动轴不能承受弯曲力矩，因此严禁在泵轴上直接安装皮带轮或齿轮来驱动油泵。如果一定需要采用皮带轮或齿轮与泵联接，建议加一个支架来安装皮带轮或齿轮(图3-69),该支座与泵支座安装同心度的找正方法与前述相同。

④油泵的旋转方向，按泵上的剪头(标牌)所示，订货时可提出要求。否则液压件生产厂按顺时针方向(从轴端看)供货。如提出要求，生产厂会按正转时，用正转配油盘，反转时，用反转配油盘，做油马达时，采用专用配流盘来满足用户需要。

⑤安装时应考虑到维修方便、应使泵容易拆卸和调节。

六、轴向柱塞泵的使用

(1)在安装试车之前，必须将油箱、管道、执行元件(如油缸)和阀门等清洗干净，灌入油箱的新油必须用滤油机滤清，防止由于油桶不清洁而引起的油液污染。

(2)新泵在使用一星期之后，应将油箱内全部油液滤清一次，并清洗油箱和滤滤器，然后根据系统工作环境工作负载等情况3～6个月更换一次油液，清洗一次油箱。

(3)使用过程中严禁因系统发热而掀掉油箱盖，而必须采取其它措施(如设置冷却器)。

(4)关于自吸的有关问题：

①油泵的中心高至油面的距离不大于500mm,吸入压力应在-125mmHg以内。否则发生气蚀，造成零件破损、噪声、振动等故障(图3-70)

②在吸油管路上安装150目的吸油滤油器，有些柱塞泵生产厂规定在吸入管路上不允许安装滤油器，但这对油箱内油液的清洁度应有严格要求。在泵出口侧装过滤精度为25μ的管路滤油器。

③泵的转速不可大于额定转速。

④吸入管道通径不小于推荐的数值(见安装外形尺寸产品目录),吸入管道最多一个弯管接头。

③配油盘如需减少斜盘偏角启动时，则不能保证自吸，用户如需小流量时，应在泵全偏角启动后，再用变量机构改变流量。

(5)倒灌自吸(图3-71)

①油箱的最低油面比油泵的进油口中心高出300mm时，泵可以小偏角启动自吸。

②吸入管道3的通径不小于推荐值，截止阀2的通径应比吸入管道3通径大一倍。

③油泵的吸入管道长度L<2500mm,管道弯头不得多于两个，吸入管道至油箱壁的距离H₁>3D,吸油管吸入口至油箱底面距离H≥3D。

④对于流量大于160L/min的泵，推荐采用倒灌自吸。

(6)立式安装油泵的自吸(图3-72)

①油泵吸油口至最低油面的距离不大于500mm。

②回油管上的灌油接头应高于油泵的轴承润滑线(轴端法兰盖端面)

(7)壳体内压力和泄油管的接法

使用中，油泵的壳体内有时要求承受一定的压力，由于油封(回转密封)和压力补偿变量泵的变量机构上法兰密封垫的限制，壳体内的压力不宜超过0.16～0.2MPa,并且泄油管不能和其它回油管连通，要单独回油箱。泄油管的接法有图7-73几种。

①在一般液压系统中，采用图3-73的接法，滤油器前的压力表示值不超过0.16～0.2MPa。

②当泵经常在零偏心或系统工作压力低于8MPa下运转，使泵的漏损过小而引起泵体发热时，可采用图3-73的油路强制循环冷却。

③当由于液压系统的需要而采用增压油箱时，其压力P≤0.16～0.2MPa(图3-73c))。

(8)工作介质：

①推荐采用国产20#或30#液压油或与ISO-VG32～68粘度相当的耐磨损液压油，粘度指数大于90的其它液压油，油内水分、灰份、酸值必须符合有关液压油的规定。

②正常的工作油温推荐为10～65℃,对于超出此温度范围的特殊用途的高温或低温用泵，推荐采用10#航空液压油。并与制造厂具体协商。

(9)泵的启动

①油泵安装后在第一次启动前必须通过泵壳上的泄油口向泵内灌满清洁的液压油。否则不可启动。

②用手转动联轴器，检查泵轴在旋转中是否力量均匀，安装是否牢固无松动，两联轴器是否同心等。

③检查泵电动机的旋向是否与规定的旋向相符。对于油流可换向的泵(例如同服变量泵)还应检查其刻度盘的指示方向是否与进出油口方向相符合(当进出油按泵上标牌所示时，则指针应在刻度盘的正向，反之为反向)。

④液压系统中应有空负载循环回路，以至不使泵满载启动与停车，否则将降低泵的使用寿命并引起电机过载，液压系统中的安全阀调整压力不得大于35.0MPa。

⑤泵启动时先将启动按扭启停数次，确认油流方向正确与泵声音正常后再连续启动。

(10)负载运转

①低负载运转：在上述准备工作完成后，先使泵在1.0～2.0MPa压力下运转10~20分钟。

②满负载运转：低负载运转后，逐渐调整溢流阀、安全阀的压力至液压系统的最高压力运转15分钟，检查系统是否正常。如有否漏油，泵和液压系统声者是否正常，泵壳上的最高温度一般比油箱内油泵入口处的油温高10~20℃,尚属正常。例如当油箱内油温达65℃时，泵壳上的最高温度不超过70~80℃。

③上述负载运转完毕后，泵方可进入正常工作。

④最高使用压力下的运转时间，不得超过一个循环时间的10%,一般在6秒以内。