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常见锻压机叶片泵损坏之分析

2016-12-27   来自:斯普瑞液压   点击数:776

常见锻压机叶片泵损坏之分析

    在国内市场上液压式锻压机械使用的叶片泵寿命都比较短,故障频繁,许多使用叶片泵的客户,纷纷对产品质量提出质疑,为了找出油泵真正的损坏原因,我们调查了很多同类厂家及退货产品,发现很有规律,下面针对这一行业油泵故障调查的数据信息介绍如下:

一、 油泵使用信息:

1、使用的油泵:  45V-60A-86C 子母叶片泵   

2、使用的设备:  液压式锻压机

3、油泵的寿命:  少则几日几月,多则最长不超过半年.

4、油泵损坏现象:断叶片、断定子、断轴、崩壳体等(进口泵、国产泵均是同样现象)。

二、厂家对故障泵的检测:

1、损坏的叶片检测:材料成份合格,硬度合格,金相组织合格。

2、损坏的定子检测:材料成份合格,硬度合格,金相组织合格。

3、损坏的芯轴检测:材料成份合格,硬度合格,金相组织合格。

3、损坏的壳体检测:材料HT300,实际检测强度附和国家标准,破坏性试验能达到40Mpa时壳体崩裂,油泵额定压力为:17Mpa,壳体保险系数为≥200%。

三、市场调查:

    1、对全国不同地区的部分锻压机主机生产厂与广大终端客户的调查表明,在液压系统中凡使用叶片泵的设备,几乎全都不同程度的存在以上故障,其使用的油泵型号一样,损坏的现象一样,使用的寿命也相差无己,而这些厂家前期也曾同样使用过美国产相同型号的油泵。

   2、还有一部分锻压机在使用的油泵是齿轮泵或柱塞泵,使用齿轮泵、柱塞泵的设备,泵的损坏率相对叶片泵较低一些,就是噪音比较大,不如叶片泵低。

四、综合分析:

          通过近一年的质量跟踪与信息反馈及结合对损坏泵零件的检测,针对S45V-60A-86C泵的损坏问题,我们分析结果不是油泵本身质量问题,而是液压系统设计缺陷原因所致,具体分析如下:

1、现代的锻压设备是由过去落后的以空气为动力的气锤升级为现在的以液压为动力的锻打设备,在对钢件锻压过程中,随着锻压锤上下快速运动,液体流动方向频繁的快速切换,而在以200升/min大排量油泵工作中,正反向快速切换如果溢流阀反应滞后1秒钟的话,管路流量内部形成的压力就会升高至所危险的值,超出了油泵额定压力,这就是瞬间超压,该油泵如果长期处于超压状态,其寿命就会大打折扣,如果反应速度滞后1.5秒钟以上的话,瞬间超压会突破材料的峰值,油泵就会立即崩溃。

   瞬间超压过程是非常快而短暂的,系统压力表几乎没任何显示,在这种情况下,油泵中最薄弱的零件就易损坏,而“叶片”和“定子”就是油泵中最最薄弱的一个零件。

   造成瞬间超压有以下几种可能,油脏堵塞了溢流阀不能正常泄压,溢流阀本身精度偏低,阀芯滑动不畅,反应滞后,溢流阀通径偏小,泄油不畅等(其它电磁换向阀故障同样也会引起该故障)。

2、零件的抗疲劳性受到挑战,我国的钢材在特钢里属上海宝钢为最佳,在我们使用宝钢的过程中感觉距日本、美国等西方国家的钢材还是有差距,而在锻压机械这个行业里,目前这种工矿(频繁的高、低压及正、反相的切换)谁的泵也是不可靠,叶片被折断的现象尤如用手折铁丝一样,反复十几下就能折断,该油泵的零件损坏就是这个原理。

3、零件断裂的先后顺序及因果关系为,零件断裂频率最高的是油泵中“叶片”,其次是“定子”,再有是“轴”和“壳体”,而这四个零件“叶片”是最薄弱的一个,其强度与抗冲击力的系数是最低的,当高压下高速旋转的“叶片”断在了“定子”的内腔里,而强大的机械惯性瞬间就会使“定子”崩溃或断裂,当高速旋转的泵芯被抱死的一瞬间,“轴”也就同时被拧断了,而“轴”被拧断是对电机的一种机械保护,否则会伤及电机造成更大的破坏,这种情况下,轴是无辜的,它起到了一个保险的作用,当瞬间超压“快速”至极限时,也会发生另一种现象“壳体”崩裂,有时这两种情况还会交织在一起同时发生。

4、为什么有的泵寿命稍长一点,有的稍短一点,主要有几个方面的因素组成,一是零部件材料及热处理方面的差异,二是标准件方面的差异,三是液压系统“溢流阀”灵敏度方面的差异等造成,最主要还是“溢流阀”的差异较大一些,因为在液压系统中只有一个“溢流阀”时,一旦油路堵塞或反应迟钝“溢流阀”就会失灵,压力由于不能正常泄掉而会急剧升高,瞬间超压就会发生,设备工况每时每刻都在变化,其泵的寿命自然也会有所差异。

5、美国泵的损坏情况基本与国产泵一样,只是损坏的时间不太一样,(其中包含着中、外材料与热处理方面的差异)。

6、柱塞泵、齿轮泵虽然抗冲击性比叶片泵稍强一点,但遇到瞬间超压至极限时同样也会崩溃。

五、汇总及改进措施:

      该泵故障主要原因有两种可能:

在使用方法上使材料抗疲劳性降到了最低点。

       液压系统缺乏油泵对瞬间超压的有效保护。

1、在油泵出口处(尽量接近油泵的位置)加装一只“直通式大流量溢流阀”, 一旦系统溢流阀失灵或反应慢,油泵溢流阀就会瞬间泄压起到保护作用,采用双保险方式能缓解压力安全问题。采购溢流阀时,切记对质量状况、反应灵敏度及产品可靠性和参数匹配性几项技术指标稍加关注,这对于系统的安全和保护油泵是十分关键的。

2、调慢锻压机上下锻打频率,减少超压的机会及延长零件抗疲劳寿命。

3、更换另一种稍好一点的叶片泵(S45VQ-60A-86C  工程机械用泵)。

4、更换成柱塞泵或齿轮泵(寿命会稍长一些)。

 

案例:在南方地区生产橡胶琉化机的设备前期使用的双联泵(有国外的也有我们的)也总是频繁崩后盖,它的现象是高压泵部位经常性的瞬间超压至最大极限,经过技术交流,主机厂认识到是系统缺乏双保险,在加装了油泵直通溢流阀后,困扰了多年的崩后盖问题彻底解决(该现象与锻压机故障现象一模一样)。

  可喜的是,有几家使用单位积极配合我们做了改进,加装了油泵保护溢流阀,效果极佳,油泵寿命提高了数倍。

以上分析属个人经验仅供参考。

                                  

 

 

                                              李  刚

                                         2009年6月25号第一稿

                                         2013年7月19日第二稿