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液压泵和马达传动轴漏油的检修
时间:2021-031779

       液压泵和液压马达的传动轴在伸出壳体处设有油封,通常采用唇形密封圈。它由弹性体(由皮革、橡胶或聚四氟乙烯制)、金属骨架和弹簧组成,内径比轴径略小,装在轴上靠内侧唇边的过盈量抱紧轴表面。弹簧(也有省去的)置于弹性体内侧唇边的外缘,以增加唇边与传动轴间的接触压力,补偿唇边磨损。包在弹性体内的骨架用来增加弹性体的机械强度和刚性。
       这种油封的漏泄量不超过每小时1滴,停机时应该不漏。但它适用的工作压力通常不高,标准型产品不超过0.5MPa,耐压型一般可达1~3MPa,有的品牌可达10MPa。轴或轴套与油封接触处的粗糙度应该较小,安装时接触面应涂敷油液或油脂。
       液压泵和液压马达用久后传动轴漏油是常见故障,原因通常是油封的弹性体磨损、老化(日本三菱重工推荐O形密封圈和油封的使用寿命是15000小时,最长30000小时),或是轴(或轴套)与油封接触处磨损锈蚀。后者可以用焊补后磨削的方法修复,也可以更换轴套;油封和所有的O形圈则每次拆修后原则上都要换新。传动轴使用日久漏油往往意味着泵或马达的其他易损件(密封件、轴承等)使用寿命也快到了,部件的运动配合面的磨损可能也已严重,需要全面拆检,而不应该“头痛医头脚痛医脚”,光换油封。
       油封漏油还有一种可能是它承受的油压过高。液压泵或马达传动轴油封所承受的油压就是其轴承所承受的油压。轴承通常靠从运动部件间隙漏过来的油润滑和冷却;某些功率较大、工作时间较长或环境温度较高的柱塞泵,靠漏泄油冷却轴承散热量不够,则需要辅泵供油输入壳体的轴承冲洗油口供冷却用。
       柱塞式泵和马达漏入壳体的油主要来自柱塞偶件和配油盘(轴)等处,与泵和马达组装在一起的阀件的泄油通常也进入壳体,壳体一般都设泄油管将这些油引回油箱。某些用于开式系统的型号(例如力士乐公司的A7FO、A7VO、A8VO型斜轴泵)其壳体与吸油口通,可以省去泄油管。若仿照液压控制阀的说法,专设泄油管的可称为外泄,省去泄油管的可称为内泄。柱塞式泵和马达壳体所允许的最高(绝对)油压一般为0.2~0.5MPa, 最高不超过1MPa。转速和壳体泄油压力越低,则密封件寿命越长。
       泵和马达设计时,应根据泄入壳体的油的流量计算泄油管的通径和流阻,通常泄油管上不应设滤器、冷却器、阀件等,壳体油压(表压)一般不超过0.1 MPa。如果不发生缸体严重漏泄等情况,不太可能因壳体油压过高导致油封漏油,但是有时也会有意外发生。
       某轮的利勃海尔(Liebherr)克令吊的吊钩、吊臂和回转系统的主油泵都安装在由同一台电机驱动的齿轮箱上,一次厂修后发现齿轮箱里冒出大量液压油。依次脱开液压泵泄油管检查,发现吊臂和回转系统油泵壳体泄油量过大,来不及泄油导至壳体油压过高油封损坏,液压油漏入齿轮箱。拆泵检查内部漏泄并不严重,可是装复后故障依然如故。进一步分析检查,查明进入泵壳的除了泵本身漏油外,还有其伺服变量机构和功率限制器的泄油,但量都不大。检查发现每台泵出口还装有一套安全阀和补油阀组(由同一台辅泵供油分别向三套闭式系统主油路补油),该阀组同时还有低压选择阀和背压阀,让低压侧主油路连续泄放部分热油和补入凉油(称为半闭式系统)。该吊机的吊钩油泵的背压阀有单独回油箱的泄油管,而吊臂和回转系统油泵的背压阀泄油却是通油泵壳体。这是因为吊钩系统连续工作时间长,需要采用半闭式系统连续换油防油过热;而吊臂和回转系统连续工作时间短,无须采用半闭式系统,它们的背压阀调定值比吊钩系统高,应处于常闭状态。这次厂修误将吊钩油泵的背压阀的调定值调得太高,超过了吊臂和回转系统背压阀的调定值,导致后两台泵的背压阀向泵壳泄油,使壳体油压过高,油封失严。
       齿轮式和叶片式的泵和马达润滑和冷却轴承的油是从高压腔经转子端面间隙的漏油。这两类泵一般都是用于开式系统的单向泵,漏入轴承处的油都有通道引至吸口(内泄)。马达如果是专用于起重机构,则只有一侧主油口承受高压,另一侧主油口只承受低压,也可在马达内设油道将漏至轴承处的油引入马达低压腔,可省去泄油管。例如用于起重机构的福岛(FUKUSHIMA)公司的三作用低压叶片马达便是如此。
       两侧主油口都可能承受高压的叶片式马达,常设外泄油管将漏到轴承处的油泄回油箱。IHI中高压叶片马达额定工作压力较高(17.2MPa),虽设了泄油管,为减少转子端面泄油量,避免轴承腔油压过高,在转子两侧的壳体4与转子端面配合处加设了密封环17。曾经有过这种马达传动轴漏油只换了油封14,未拆检修理端面密封环,结果依然漏油。
       也有的双侧可能承受高压的叶片式马达为省去泄油管,想了办法实现内泄。例如某轮克令吊选用Norwinch公司的MH型双作用叶片马达,最大工作压力5MPa。其轴承处不设泄油管,漏到轴承处的油经端面间隙漏回低压腔,其轴承处的油压可能达到排出油压的一半,即最大2.5 Mpa左右。在轴承外侧的传动轴上设了两道油封,内侧的油封应该是高压油封;而在两侧的端盖6、25上有孔道将内侧油封外的油通过两面侧盖3上的各自4个油道25,分别通至叶片的4个工作油腔,侧盖3上每条油道入口处都设有一个单向阀24。这样,两道油封之间油可以经过单向阀漏入在圆周方向相差180°的一对处于低压的工作油腔,而另一对处于高压的工作油腔的油则被单向阀挡住过不来。这种设计若单向阀关闭不严,两道油封之间的油压会接近最高工作油压,使传动轴外端的油封损坏而漏油。

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