闫忠伟，杨鑫，李兴

（中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113000）

近年来，各类新技术新装备不断被应用于企业生产当中。对于泵行业而言，其发展也呈现出越来越快、越来越好的趋势，以柱塞泵为例，它的应用范围也在不断地扩大，种类越来越多，对于促进生产发挥了积极的作用。由于该种类泵工作工号不同，且处于长期工作状态，如何在使用中快速诊断及发现故障，查明故障原因，并最大限度地进行预防，对于企业生产运行人员及维修保修人员来说，都是一个必须面对的课题，同时也是一门必修课。本文试结合工作经验，对柱塞泵的工作原理及应用范围进行简要介绍，对常见故障现象及产生原因进行分析。

1 柱塞泵应用范围和基本的原理

柱塞泵是各类生产企业当中常用的一种设备，广泛应用于石油、化工等各类生产企业当中，主要用于各类介质，如水、油、煤浆等的传送和加压环节。柱塞泵对于液压系统来说，是一个非常重要和关键性的装置。它的工作原理是：柱塞在缸体（密封工作容腔）内，以往复的方式进行周期性长期运动，该运动形式会直接引起它的容积产生周期变化。这种变化也就会使工作介质被不断地吸入或是排出，达到了使它的压力递增。对于柱塞泵来说，其优点主要在于以下几点：一是额定压力高；二是结构较为紧凑；三是工作效率高；四是方便进行流量大小的调节。正是由于这些优点，它的应用范围十分广泛。既可以应用于高压场合，也可以在需要大流量输送介质和需要进行介质流量调节的各种场合。柱塞泵是往复式运转泵中的一种，属于体积泵中的一类。它的柱塞驱动主要是通过泵轴出现偏心转动后来实现的。因其进行的是往复式运动，所以，它的吸入阀与排出阀，使用的都是单向阀。在柱塞呈现在外拉的工作状态时，其工作腔内部的压力会降低，此时，出口阀为关闭状态。在工作腔压力比进口阀压力低的时候，进口阀此时被打开，工作介质（液体）呈进入状态。柱塞在内推的时候，工作腔内，其压力会升高，此时进口阀会进行关闭，待其内压高于出口压力的时候，出口阀打开后，推动液体排出。在传动轴实现带动缸体进行旋转时，斜盘此时会对柱塞产生拉出或推回动作，从而完成吸油过程或排油过程。

2 柱塞泵常见故障现象原因分析

2.1 液压泵输出流量达不到预定值或不能输出油液

（1）吸入量达不到预定值。这也就是吸入量不足。其原因主要包括：吸油管路出现过大的阻力，或是补油量不足。造成这种现象通常是由于泵转速过快，油箱内油的液面低于下限值，进油管出现泄漏，滤油器被异物（如棉纱、铁屑）堵塞等。（2）泄漏介质量过大。这种现象多是由于是泵的间隙值偏大，密封效果不好而造成。（3）倾斜盘倾角过于小。此时，会造成泵的排量变小，对此种现象，应该对变量活塞进行合理调节，通过增加斜盘的倾斜角来实现增大排量。

2.2 中位时未实现排油量为零

变量式轴向柱塞泵的中位，指的是其斜盘倾角为零。这时候，泵应零流量输出。但在实际工作中，我们有时会发现存在着中位偏离了调整机构的中点这一种现象，即：其在中点时，还有一定的流量输出。分析其原因，主要包括以下几点可能性。一是控制器发生位置上的偏离；二是控制器出现松动或产生损伤。对于第二种现象，要对其重新调零，或进行紧固或是更换操作。除此以外，当为了实现泵的角度的力度达不到所要的值，或是在倾斜角的耳轴，磨损达到一定的量的时候，同样可能会产生这种有代表性的现象。

2.3 输出流量出现波动

输出流量出现波动，其影响的可能性因素是很多的。以变量泵为例，其可能性原因之一是由于对变量机构未能实现很好的控制造成的，例如，在有异物进入到变量机构时即可能发生该现象。

2.4 柱塞泵轴承部分的故障

对于柱塞泵来说，其最主要部件是轴承。在轴承一旦出现游隙的情况下，就很难以保证液压泵内部中关键零部件三对磨擦副之间的间隙维持正常值。各磨擦副之间有一定的静液压。该静液压提供支承油膜厚度的支持。如出现游隙，会降低支承油膜的厚度，影响柱塞泵轴承寿命。液压泵厂资料显示，轴承其通常情况下平均寿命为10000小时，超过该值时要换新件。对拆下的轴承，若无专业检测仪器，无法判定其游隙的。如以目测方式进行，一般以滚柱表面有划痕或发生变色，作为必须更换标准。在对轴承进行更新时，应考虑原型号、原厂家和原容量。若是必须更换为另一种品牌的轴承，则必须保证保持原轴承的精度等级，同时保证符合原来的载荷容量。柱塞泵其使用寿命影响因素是很多的，既包括平时维护保养质量好坏相关，也与液压油的数量是否达标，质量是否达标有关，同时，还和油液清洁程度是密切联系在一起的。因此，要保持油液的清洁性，避免其混入异物，防止油液中一些颗粒产生对柱塞泵关键部件磨擦副造成磨损等，这一点，对于延长柱塞泵寿命，也是一个非常重要的有效途径之一。

2.5 输出压力未能达到正常值

输出压力未能达到正常值，包括输出压力和输出压力过低两种情况。对于泵输出压力来说，它的决定因素是负载。其与输入转矩之间的关系近似于成正比关系。（1）输出压力出现过低现象。当泵处于“自吸”这一状态时，如果出现进油管路发生漏气，或者是在系统中，它的液压缸以及单向阀和换向阀发生较大量的泄漏时，会造成泄压，使得压力无法持续上升。对于这种故障现象，应及时采取多种方式，查找出是何处出现泄漏，主要采取紧固方式消除泄漏，或是对密封件进行及时更换，以达到提高压力的目的。在溢流阀出现一定故障或是在调整压力偏低时，无法保证系统的压力达到所需值。此时，应该对压力进行重新调整，或是对溢流阀进行及时检修。在遇到液压泵缸体与配流盘之间，出现较大的偏差，致使泄漏现象大量产生时，需要考虑到或许会造成缸体的破裂，此时，应及时对配合面采取研磨方式处理，或干脆以更换液压泵方式加以彻底解决故障。（2）输出压力出现过高现象。当回路负载呈现出持续上升状态时，泵的压力也会同步持续发生上升，这种情况是正常现象。但是，当已经确定负载是一定的情况下，而泵的压力却已经超过了该负载所需要的压力值时，应该重点检查泵之外的各个液压类元件。主要是：①方向阀；②压力阀；③传动装置；④回油管道。对于最大压力出现过高现象，则应判定是溢流阀原因并对其进行调整。

2.6 同步出现振动和噪声

这两种现象，既对操作者造成危害，同时也造成环境污染。（1）机械振动和噪声。对于振动和噪声同步出现故障，主要可能原因包括：①泵轴和电机轴未达到同心；②泵轴和电机轴出现顶死；③旋转轴出现损伤（主要是其轴承和联轴节）；④弹性垫发生了破损情况，还有装配螺栓出现了松动。为防止产生该故障，要把定期进行检查和定期做好维护作为工作重点，对于那些转速更高的泵，还有那些功率较大的泵，这些工作更加地重要，需要给予重视。在检查时，要注意做好记录，便于分析的消除故障。主要数据包括：各部件振幅、振动频率和噪声值等。如发现泵转动频率等于压力阀固有频率，会产生共振。对此现象，可通过调节泵的转速方法来解决。（2）管道内出现液流噪声。这种现象，多由于进油管道太细产生。如果在进油滤油器通流能力严重不足或是出现堵塞，也可能出现这种噪声。此外，其成因还可能是：①进油管吸入空气；②油液位过高及过低；③高压管道的液击现象。要解决该现象，需要正确合理设计油箱，确保滤油器、油管和方向阀选择正确。

2.7 液压泵产生过热现象

液压泵产生过度发热一般有以下3个原因。一是由于机械摩擦生热。即由于运动部件之间，产生相互摩擦所致。二是液体摩擦生热。主要由于高压油因泄漏发生淮压能损失造成的。对此，应正确选择运动部件间隙、油箱容积和冷却器来解决；三是回油过滤器堵塞致使油背压过高而升高油温和使泵体产生过热。

2.8 漏油现象

对柱塞泵的漏油，其主要原因包括下面几项：一是主轴油封被损坏或是轴存在着一定缺陷或出现划痕；二是由于内部大量的泄漏过大，致使油封处压力增高导致油封损伤或冲出；三是泄油管选择不当，其过细或过长造成了密封点发生漏油；此外，还可能的原因是，泵的外接油管发生松动及管接头发生损伤，密封垫长期使用而老化或造成裂纹；变量调节机构的螺栓因未上紧而产生松动，造成密封被破损；泵壳制造时有缺陷，如有砂眼或焊接环节不过关等。

总之，柱塞泵要实现长期稳定运行，既需要在日常生产维护当中，做好柱塞泵维护保养（如润滑管理），也需要加强现场工艺操作管理，把好设备入口关，才能真正实现目标。