管锡斌

摘要：柱塞泵位于脉冲发生器的中上部，是脉冲发生器的重要组件安之一，是推杆前行的动力来源。它将液压油泵入活塞室，推动活塞前行，从而带动与活塞相连的推杆向前运动。柱塞泵的正常与否，排量是否达标，直接影响脉冲发生器的工作状态。本文通过总结分析实际工作中遇到的各种问题，结合实际测试，将问题说明并解决。

关键词：柱塞；排量；單向阀；活塞

一、柱塞泵的组成

柱塞泵总成由9部分组成，其中柱塞又分为3部分。主要组件如下：

1、 泵体；2、底盘；3、排出阀座；4、固定螺丝 ；5、柱塞；6、弹簧；7、钢球；8、密封圈；9、定位销。

其中，柱塞由以下组件构成：

1、 吸入盖；2、钢球；3、柱体。

二、柱塞泵的工作原理

柱塞泵的6个柱塞在斜盘和弹簧的共同作用下，分别在各自的腔室内来回往复运动。斜盘在磁轴的带动下做高速旋转，斜盘与柱塞间有一个压力轴承，与斜盘的低面相接触的柱塞被压下，而同时斜盘高面处的柱塞被弹簧顶起。每个柱塞内和柱塞筒底部的排出阀座处各有一个单向球阀。油从柱塞顶部的小孔流入柱塞内部，在压差的作用下进入柱塞筒内，斜盘将柱塞压下时，柱塞筒内的油又被压入活塞室。控制阀吸合时，活塞室内的油无法流出，随着柱塞注入活塞室的油量增多，从而推动活塞前行。

三、柱塞泵几个重要参数

1、排出阀座与钢球接触的斜面，其与阀体底面夹角应为45°，表面粗糙度应达到Ra=0.2μm。底部圆孔的直径应是1.6mm，斜面上边缘的直径应是3mm。

2、弹簧的高度是16mm，误差在0.15mm之间。节距是3mm。弹簧两端的粗糙度是Ra=3.2μm。弹簧的外径是6.1mm。

3、柱塞内部与钢球接触的斜面为45°，表面粗糙度是Ra=0.2μm。其顶部球面粗糙度是Ra=0.2μm，圆柱外表面粗糙度是Ra=0.1μm。圆柱体外表直径是6.5mm，放入泵体内的腔室后，与腔室的间隙要在0.006-0.009mm之间。

4、泵体内部6个放柱塞的腔室内表面粗糙度是Ra=0.2μm。

四、柱塞泵常见问题及处理

柱塞泵的主要问题就是排量不达标。使用后的柱塞泵随着使用时间的延长，性能逐渐变差甚至是完全不能正常工作，主要原因就是由于以上几个参数被破坏，而造成这些参数不能达标的情况，我们结合实际维修工作与下井时井内数据综合分析起来主要有以下几种：

1、柱塞周边磨损

每个柱塞外围的粗糙度和与腔体的间隙都有如上的参数要求。其在独自的腔室内往复运动，长时间使用之后不可避免的会有磨损，磨损使得柱塞与腔室的间隙变大，又或者是液压油内的杂质进入间隙之中，在往复运动的摩擦过程中，柱塞外表面或者是腔室的内表面出现划痕，导致腔室的密闭性变差。从而造成通过泵底部排出阀的油量变少。最终造成柱塞泵排量不达标。由于材质的原因，通常磨损严重的是柱塞，而不是泵腔。所以，一般情况下，更换柱塞就可以解决此问题。另一方面，在组装脉冲发生器以及注油的过程中，要注意防止杂质进入脉冲发生器内部。

2、柱塞顶磨损

柱塞顶部并非是一个平面，而是一个球面，其半径和粗糙度都有参数要求。斜盘在旋转时，通过压力轴承，与柱塞顶部相接触。长期高速的挤压研磨会对柱塞顶部造成损伤。部分柱塞长期使用后，会有锈蚀及氧化现象。通常更换柱塞即可。

3、弹簧磨损

弹簧的作用是在斜盘将柱塞压下后，将柱塞复位。由于弹簧直径小于柱塞腔体的内径，所以长期使用后的弹簧外径一般不会有磨损，但会使弹簧与柱塞的接触面磨平。另外，在斜盘长时间的高速旋转下，弹簧反复受压伸缩会影响弹簧弹力，甚至使弹簧断裂，致使柱塞不能复位，排量达不到要求，泵不能正常工作。在维修保养时，要注意观察弹簧端面以及长度是否变短。及时更换受损弹簧。

4、排出阀座磨损

排出阀座安装在柱塞泵体的底部，与球接触的球座部位的粗糙度和角度都有参数要求，在阀反复开启、闭合的过程中，钢球的撞击会对球座造成损伤，严重者，甚至会使球座变形。损伤的阀座无法继续起到闭合的作用，泵内的油不能有效排出，排量不能达标。更换排出阀座即可。另外，要保证注入的液压油的清洁，保养时，要将排出阀座清理干净。

5、钢球磨损

柱塞泵的两个部位有钢球，分别是两个单向阀。一是在排出阀座内，另一处是在柱塞内。柱塞内的钢球一端与吸入盖相接触，另一端与柱塞内部的斜面接触而形成单向阀。两处的钢球在工作时，都会与其他部件互相撞击。长此以往，钢球都会有所损伤，严重者甚至会发生变形。损坏的钢球不能有效闭合单向阀，造成排量不达标。发现损坏的钢球应及时更换。

6、吸入盖损坏

吸入盖一端与钢球接触，另一端与弹簧接触。上紧丝扣后，一般不会发生影响排量的严重磨损，但由于材质和结构的原因，吸入盖较容易发生断裂。保养时，要取出柱塞并卸下吸入盖观察有无损坏。及时更换受损吸入盖。