柱塞泵滑靴收口工艺以及滑靴 、配油盘磨损原因分析及其改善方法

柱塞泵

柱塞组件的收口工艺基于柱塞和滑靴联结方式的一些思考

1.什么是柱塞组件的收口柱塞组件是柱塞泵( 马达) 的关键部件。柱 塞组件由柱塞座(滑靴)和柱塞体两部分组成。 收口技术就是将柱塞体和柱塞座联结的一种特 殊工艺，收口技术是柱塞泵( 马达) 生产工艺的 关键技术, 也是柱塞泵( 马达)生产的技术门槛。 柱塞组件收口质量相当重要, 它影响到整个泵 ( 马达) 的性能及寿命。由于各种原因, 各型产 品柱塞组件的材料、热处理和结构存在很大差 异, 给收口这一特殊工艺带来极大不便,每种结 构的柱塞组件都要进行新的攻关, 拉长了产品 的研制周期, 增加了生产成本。

2.柱塞组件的结构形式 第一种 单铰式 直轴式轴向柱塞泵例如CY泵、A10V系列 泵等

第二种 双铰式 斜轴式轴向柱塞泵 例如A2F、A7V 双铰式组件 常见的有 两种形 式:a ) 一 头为柱塞 座与柱塞杆组合 , 而柱塞杆的另一头又与柱塞联 结在 一起 b)只由柱塞杆与柱塞体组 成 一体

共 同 点 是要 把 一个带有凹 球 面 的零 件与另一个 带有凸球面的零件通过一定的手段组合成一体。组合后 , 其球面轴向间隙要求极小( 一 般为0 . 01~ 0 .02mm ) , 并 保证一定的偏摆角度, 而且要求能沿圆周旋转灵活无紧涩 现象收口后还必须进行拉脱力的检查。 A2F A7V

3.收口工艺的技术要求 a.收口后以柱塞体自重应能在18度范围内任意方向灵 活转动, 因为柱塞体自重特别轻, 重量仅为几克, 这种 灵活性比以往同样要求的大柱塞泵的要求要高得多; b.柱塞体和滑靴的轴向间隙不大于某个值(常0.02mm); c.两零件之间的拉脱力大于某个值。

4.收口技术的常见方法 第一种 单滚轮辗压收口 柱塞座夹紧在车床上的三爪或专用夹具里 ,用顶针顶住 柱塞，滚轮装在方刀架上，沿柱塞座裙部作轴向和径向 进给运动,使金属弯曲、流动产生塑性变形,逐渐将球头 包在凹珠内1、卡盘 2、柱塞座 3、柱塞 4、滚轮 5、刀杆

第二种 三滚轮收 口 a.三滚轮液压半自动收口.柱 塞座安装在主轴的卡盘上卡 紧,通过顶针将柱塞垂直顶在 柱塞座内球面内。工作时,主 轴旋转,三个滚轮向下运动, 作用于柱塞座裙部,边滚边挤, 使柱塞座裙部金属沿柱塞球 面流动,达到包容的目的。滚 轮往复运动的轴线与球心、 交于一点,其倾角a一般以30 度为宜。 a过大，收口时轴 向分力太大,使金属过快地沿 轴向下挤,产品腰鼓形增大, 以致柱塞座与柱塞球 面接触面积减小,形成 较大的轴向间隙,同时 因金属过快地向下流 动,使裙部变形区变薄, 拉脱强度降低。

b. 三滚轮手动收口夹具组合 将 柱塞座紧在车床卡盘或专用夹具 内,收口时

零件作回转运动,收口夹具装在车床的尾架上 , 用手旋 转收口夹具螺旋套,使三滚轮逐渐向中心收缩,从而使柱塞座裙部 收压变形,达到逐渐将柱塞球头包容在柱塞座的球面内.这种收口 方法与三滚轮液压半自动收口机收口原理相似, 只是它不需专用 设备,在普通车床上就可实现,另外它的三个滚轮不倾斜 ,处在同 一平而内,即图示a角为0度.但因受到收口力量的限制,它主要适 用于直径较小的试生产零件组合收 口.

滑靴、柱塞的检验

1.滑靴的一般结构

滑靴常见的结构形式：

a.1.密封带 2. 通油环 b.1.外辅助支撑 2.泄油槽 3.密封带 4.内辅助支撑 5.通油孔 c.1.外密封带 2.环形油槽 3.内密封带 4.阻尼槽

a为滑靴的一般结构. b中增加了内外辅助支撑，减小 了接触比压，增设辅助支撑不会改变滑靴底部的压力 分布情况。好处是增加了承压面积而又不增大滑靴尺 寸。c采用的滑靴、斜盘缝隙阻尼与螺旋槽阻尼并联的 形式，属于按静压平衡原理设计的结构.

2.滑靴工作原理图：

滑靴上的液压反推力=柱塞对滑靴的压紧力 FN(包括液压力{主} 摩擦力惯性力),则 称为静压平衡滑靴。 泵运行时，工作腔压力发生波动，引起 支撑油膜的压力场变化。FN就可能因柱塞 运动摩擦力的变化或斜盘倾角的变化产生 变动，因此为了使滑靴的液压平衡，必须 同时使得滑靴油腔中的压力也发生相对的 变化——方法是在工作腔到滑靴底腔的油 道中设置阻尼小孔。滑靴底腔的油压力pn 就为工作腔压力p与阻尼小孔压降差(pn=p△p)。所以当FN↗,滑靴和斜盘的油膜厚 度↙,泄漏量↙,通过阻尼孔的流量和阻 尼孔两端压降↙。因此滑靴底腔压力↗, 反推力↗,滑靴达到新平衡。 在滑靴副的结构参数中，滑靴油室半径d5, 底面外圆半径d6尺寸以及阻尼孔直径d4和 长度是滑靴副设计的关键参数.

3.滑靴磨损原因分析 影响滑靴副正常工作的因素有：壳体腔压力，中 心弹簧压紧力,吸油口管阻力。 1.不同壳体压力对滑靴副油膜的影响 壳体压力增大会使滑靴的油膜厚度尤其是在吸油 区时剧烈增大，在外力——倾覆力矩的作用下滑 靴倾覆严重。在泵实际工作中并不是每个滑靴表 面都和压盘紧紧贴紧，总有滑靴瞬时不与压盘接 触的场合，这样滑靴在吸油区时巨大的倾覆会撞 击斜盘，发生巨大的噪声甚至异常磨损。

2.不同弹簧预紧力下滑靴副油膜特性 弹簧预紧力越大，滑靴副油膜厚度减薄，然 而滑靴倾覆程度大大降低，油膜稳定性大大 增强。 3.吸油口管阻力超标 导致吸空 由于油箱油位过低，吸油管路液阻过大等等 原因，使液压泵进口压力低于规定要求造成

吸空问题，从而使滑靴受力异常，滑靴被拔 出、回程盘断裂；

结论 1. 由于柱塞泵内部泄漏过大或者泄漏油管路堵塞 导致回油阻力增加、壳体压力增大，致使滑靴异 常磨损； 2. 由于旧的缸体压紧弹簧刚度降低或新换零件的 累计公差导致预紧力不够，致使滑靴异常磨损； 3. 由于进油口吸空导致滑靴受力异常； 4. 其它(特殊原因): 4.1 由于柱塞与转子孔粘连、卡死导致滑靴受力 异常； 4.2 油液清洁度差导致滑靴磨损； 4.3 某些情况造成配流盘与缸体瞬间脱开(掀盘) 导致壳体腔压力瞬时增大；

配油盘

1.配油盘的作用：使柱塞和缸孔组成的工作容腔在其容积 减小时与排油腔相通，在其容积增大时和吸油腔相通； 2.配油盘的辅助支撑方式： 热楔支撑、静压支撑、动压支撑。 3..球面配流：优点是具有很好的自位性，即使缸体相对转 动，仍能保持球面的密合接触。

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