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液壓泵和馬達(dá)傳動(dòng)軸漏油的檢修
2018-08-29

液壓泵和液壓馬達(dá)的傳動(dòng)軸在伸出殼體處設(shè)有油封,通常采用唇形密封圈。它由彈性體(由皮革、橡膠或聚四氟乙烯制)、金屬骨架和彈簧組成,內(nèi)徑比軸徑略小,裝在軸上靠?jī)?nèi)側(cè)唇邊的過(guò)盈量抱緊軸表面。彈簧(也有省去的)置于彈性體內(nèi)側(cè)唇邊的外緣,以增加唇邊與傳動(dòng)軸間的接觸壓力,補(bǔ)償唇邊磨損。包在彈性體內(nèi)的骨架用來(lái)增加彈性體的機(jī)械強(qiáng)度和剛性。


這種油封的漏泄量不超過(guò)每小時(shí)1滴,停機(jī)時(shí)應(yīng)該不漏。但它適用的工作壓力通常不高,標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品不超過(guò)0.5MPa,耐壓型一般可達(dá)1~3MPa,有的品牌可達(dá)10MPa。軸或軸套與油封接觸處的粗糙度應(yīng)該較小,安裝時(shí)接觸面應(yīng)涂敷油液或油脂。


液壓泵和液壓馬達(dá)用久后傳動(dòng)軸漏油是常見(jiàn)故障,原因通常是油封的彈性體磨損、老化(日本三菱重工推薦O形密封圈和油封的使用壽命是15000小時(shí),最長(zhǎng)30000小時(shí)),或是軸(或軸套)與油封接觸處磨損銹蝕。后者可以用焊補(bǔ)后磨削的方法修復(fù),也可以更換軸套;油封和所有的O形圈則每次拆修后原則上都要換新。傳動(dòng)軸使用日久漏油往往意味著泵或馬達(dá)的其他易損件(密封件、軸承等)使用壽命也快到了,部件的運(yùn)動(dòng)配合面的磨損可能也已嚴(yán)重,需要全面拆檢,而不應(yīng)該“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”,光換油封。


油封漏油還有一種可能是它承受的油壓過(guò)高。液壓泵或馬達(dá)傳動(dòng)軸油封所承受的油壓就是其軸承所承受的油壓。軸承通??繌倪\(yùn)動(dòng)部件間隙漏過(guò)來(lái)的油潤(rùn)滑和冷卻;某些功率較大、工作時(shí)間較長(zhǎng)或環(huán)境溫度較高的柱塞泵,靠漏泄油冷卻軸承散熱量不夠,則需要輔泵供油輸入殼體的軸承沖洗油口供冷卻用。


柱塞式泵和馬達(dá)漏入殼體的油主要來(lái)自柱塞偶件和配油盤(pán)(軸)等處,與泵和馬達(dá)組裝在一起的閥件的泄油通常也進(jìn)入殼體,殼體一般都設(shè)泄油管將這些油引回油箱。某些用于開(kāi)式系統(tǒng)的型號(hào)(例如力士樂(lè)公司的A7FO、A7VO、A8VO型斜軸泵)其殼體與吸油口通,可以省去泄油管。若仿照液壓控制閥的說(shuō)法,專設(shè)泄油管的可稱為外泄,省去泄油管的可稱為內(nèi)泄。柱塞式泵和馬達(dá)殼體所允許的最高(絕對(duì))油壓一般為0.2~0.5MPa, 最高不超過(guò)1MPa。轉(zhuǎn)速和殼體泄油壓力越低,則密封件壽命越長(zhǎng)。


泵和馬達(dá)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)泄入殼體的油的流量計(jì)算泄油管的通徑和流阻,通常泄油管上不應(yīng)設(shè)濾器、冷卻器、閥件等,殼體油壓(表壓)一般不超過(guò)0.1 MPa。如果不發(fā)生缸體嚴(yán)重漏泄等情況,不太可能因殼體油壓過(guò)高導(dǎo)致油封漏油,但是有時(shí)也會(huì)有意外發(fā)生。


某輪的利勃海爾(Liebherr)克令吊的吊鉤、吊臂和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主油泵都安裝在由同一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪箱上,一次廠修后發(fā)現(xiàn)齒輪箱里冒出大量液壓油。依次脫開(kāi)液壓泵泄油管檢查,發(fā)現(xiàn)吊臂和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)油泵殼體泄油量過(guò)大,來(lái)不及泄油導(dǎo)至殼體油壓過(guò)高油封損壞,液壓油漏入齒輪箱。拆泵檢查內(nèi)部漏泄并不嚴(yán)重,可是裝復(fù)后故障依然如故。進(jìn)一步分析檢查,查明進(jìn)入泵殼的除了泵本身漏油外,還有其伺服變量機(jī)構(gòu)和功率限制器的泄油,但量都不大。檢查發(fā)現(xiàn)每臺(tái)泵出口還裝有一套安全閥和補(bǔ)油閥組(由同一臺(tái)輔泵供油分別向三套閉式系統(tǒng)主油路補(bǔ)油),該閥組同時(shí)還有低壓選擇閥和背壓閥,讓低壓側(cè)主油路連續(xù)泄放部分熱油和補(bǔ)入涼油(稱為半閉式系統(tǒng))。該吊機(jī)的吊鉤油泵的背壓閥有單獨(dú)回油箱的泄油管,而吊臂和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)油泵的背壓閥泄油卻是通油泵殼體。這是因?yàn)榈蹉^系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng),需要采用半閉式系統(tǒng)連續(xù)換油防油過(guò)熱;而吊臂和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間短,無(wú)須采用半閉式系統(tǒng),它們的背壓閥調(diào)定值比吊鉤系統(tǒng)高,應(yīng)處于常閉狀態(tài)。這次廠修誤將吊鉤油泵的背壓閥的調(diào)定值調(diào)得太高,超過(guò)了吊臂和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)背壓閥的調(diào)定值,導(dǎo)致后兩臺(tái)泵的背壓閥向泵殼泄油,使殼體油壓過(guò)高,油封失嚴(yán)。


齒輪式和葉片式的泵和馬達(dá)潤(rùn)滑和冷卻軸承的油是從高壓腔經(jīng)轉(zhuǎn)子端面間隙的漏油。這兩類泵一般都是用于開(kāi)式系統(tǒng)的單向泵,漏入軸承處的油都有通道引至吸口(內(nèi)泄)。馬達(dá)如果是專用于起重機(jī)構(gòu),則只有一側(cè)主油口承受高壓,另一側(cè)主油口只承受低壓,也可在馬達(dá)內(nèi)設(shè)油道將漏至軸承處的油引入馬達(dá)低壓腔,可省去泄油管。例如用于起重機(jī)構(gòu)的福島(FUKUSHIMA)公司的三作用低壓葉片馬達(dá)便是如此。


兩側(cè)主油口都可能承受高壓的葉片式馬達(dá),常設(shè)外泄油管將漏到軸承處的油泄回油箱。IHI中高壓葉片馬達(dá)額定工作壓力較高(17.2MPa),雖設(shè)了泄油管,為減少轉(zhuǎn)子端面泄油量,避免軸承腔油壓過(guò)高,在轉(zhuǎn)子兩側(cè)的殼體4與轉(zhuǎn)子端面配合處加設(shè)了密封環(huán)17。曾經(jīng)有過(guò)這種馬達(dá)傳動(dòng)軸漏油只換了油封14,未拆檢修理端面密封環(huán),結(jié)果依然漏油。         

            

也有的雙側(cè)可能承受高壓的葉片式馬達(dá)為省去泄油管,想了辦法實(shí)現(xiàn)內(nèi)泄。例如某輪克令吊選用Norwinch公司的MH型雙作用葉片馬達(dá),最大工作壓力5MPa。其軸承處不設(shè)泄油管,漏到軸承處的油經(jīng)端面間隙漏回低壓腔,其軸承處的油壓可能達(dá)到排出油壓的一半,即最大2.5 Mpa左右。在軸承外側(cè)的傳動(dòng)軸上設(shè)了兩道油封,內(nèi)側(cè)的油封應(yīng)該是高壓油封;而在兩側(cè)的端蓋6、25上有孔道將內(nèi)側(cè)油封外的油通過(guò)兩面?zhèn)壬w3上的各自4個(gè)油道25,分別通至葉片的4個(gè)工作油腔,側(cè)蓋3上每條油道入口處都設(shè)有一個(gè)單向閥24。這樣,兩道油封之間油可以經(jīng)過(guò)單向閥漏入在圓周方向相差180°的一對(duì)處于低壓的工作油腔,而另一對(duì)處于高壓的工作油腔的油則被單向閥擋住過(guò)不來(lái)。這種設(shè)計(jì)若單向閥關(guān)閉不嚴(yán),兩道油封之間的油壓會(huì)接近最高工作油壓,使傳動(dòng)軸外端的油封損壞而漏油。