维普资讯 http://www.cqvip.com ２００４年第５期 煤 矿 机 械 ・ １３７ ・ 文章编号：１００３一ｏ７９４（２ｏｏ４）ｏ５—０１３７—０２ 采煤机主回路轴向柱塞泵故障分析及维修 于信伟 ，麻晓红 ，于彬’ （１．黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨１５００２７；２．辽宁工程技术大学，辽宁阜新１２３０００； ３．鸡西煤矿机械制造技工学校，黑龙江鸡西１５８１００） 摘要：介绍了采煤机液压系统主回路中轴向式双向变量柱塞泵的工作原理，根据柱塞泵在 使用过程中出现的典型故障，详细分析了产生故障的原因，并提出了排除故障的方法以及修复磨损 零件常用的手段。 关键词：轴向柱塞泵；工作原理；故障分析；维修 中图号：ＴＰ２０６ １ 引言 文献标识码：Ａ 内，也有可能因滑靴脱落或柱塞球头折断造成柱塞 尽管采煤机型式多样，但其液压系统的工作原 理相类似。由于井下工况复杂、环境较差，工人在操 泵不动，可根据具体情况清洗、维修或更换零件或换 清洁的液压油重新装配。 作和维护采煤机时不完全按操作规程去做，导致采 煤机机械部分或液压系统不能正常工作。液压系统 中柱塞泵因其结构复杂，工艺要求高 ，制造或购买价 格较昂贵，故本文主要研究该泵在使用过程中可能 出现的故障及其维修方法。 ２轴向柱塞泵工作原理 采煤机主回路是由１个轴向柱塞泵和２个并联 的柱塞马达组合而成的封闭系统，该系统中柱塞泵 一图１轴向柱塞泵的工作示意图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ￣－ａｗｌｎｇ ｏｆ ａ—ｘｉ—ａｌ ｐｌｕｎｇｅｒ ｐｌ衄叩 般为双向变量泵，它排出的压力油驱动两柱塞马 达旋转。通过缸体的摆向及摆角的变化来改变进 油、回油方向及流量，从而改变采煤机牵引方向和牵 引速度。 １．斜盘２．柱塞３．缸体４．配油盘５．传动轴 （２）柱塞泵发热大 柱塞泵发热大的原因主要有２种：①油温过高； ②泵内各运动副之间磨损严重。液压系统或柱塞泵 内部泄漏、冷却器失效或油液粘度过大是造成油温 过高的主要原因。因加工、安装精度低于设计要求， 或因柱塞泵与柱塞孔、配油盘与缸体等运动副之间 摩擦而发热，但这部分摩擦热远小于因运动副磨损 造成内泄时产生的热量。若各运动副接触表面严重 磨损，则应对磨损件维修或更换。所以，泵发热过 大，应查明是由系统泄漏引起还是由冷却器失效或 图１为轴向柱塞泵的工作示意图，若干个柱塞 ２均匀分布在缸体３的柱塞孔内。当传动轴５带动 缸体３转动时，柱塞２在斜盘１的作用下既随缸体３ 转动又沿柱塞孔作往复的活塞运动。当缸体如图所 示逆时针方向旋转时，缸体右半部分的柱塞逐渐伸 出，使柱塞孔腔容积不断增大，产生局部真空，油液 经配油盘４低压腔上的窗口ｂ吸人；同时，左半部分 的柱塞孔腔容积因柱塞逐渐缩回而减小，油液经配 油盘４高压腔的上窗口ａ排出。传动轴旋转１周， 每一个柱塞完成一个工作循环。当改变斜盘倾角ａ 的大小和方向时，就能改变泵的输出流量，该泵成为 双向变量泵。 ３轴向柱塞泵的故障分析 油液不符合要求引起的，以便采取相应的维修措施。 （３）柱塞泵噪声大压力波动大 柱塞泵的噪声主要来自于机械噪声和气体噪 声。泵体内部运动副间若产生机械摩擦或联接元件 之间松动（如滑靴与柱塞球头间隙过大或泵内轴承 严重磨损）时会产生大的机械噪声。当柱塞泵上的 密封件失效、粗精滤油器堵塞或吸油口部分露出油 柱塞泵正常工作时应发热小、噪声低、压力波动 小并具有足够的工作压力和输出流量，其工作异常， 不但影响泵的使用寿命，还可能造成采煤机的损坏。 （１）电机正常工作而柱塞泵不转动 面，或泵在初始工作时液压油未充满缸体，使泵内混 有气体，此时也将产生大的噪声和压力波动。当斜 盘调整的倾角ａ过小而泵内泄露又较大时，可引起 首先查看传动轴与电机和缸体相联接的平键和 花键是否被剪切断，若联接处正常，是由于柱塞因油 液中的污物或因油温过高体积膨胀而卡死在柱塞孔 较大的压力波动，这种情况一般可通过增大斜盘倾 角ａ即增大泵的排量来弥补内泄露，从而减小压力 维普资讯 http://www.cqvip.com ・１３８・ 采煤机主回路轴向柱塞泵故障分析及维修——于信伟，等 ４柱塞泵的维修 ２００４年第５期 波动。另外，配油盘上的油槽因加工或修配后尺寸 精度低而产生困油现象时也能产生大的噪声和压力 波动。 （４）输出流量失常 造成输出流量异常的原因有：因装配不当或磨 查明柱塞泵出现的问题后，可根据具体情况采 取相应的维修措施。由于轴向柱塞泵内各零件结构 复杂、技术要求高、加工较困难、成本较高，故对磨损 不严重的零件常进行修复使用。对于磨损的表面如 连接表面（传动轴的花键表面）、运动副接触表面（柱 损使零件失效而导致大量内泄露，如配油盘上的定 位孔未与油泵端盖上的定位销对正或因泵内的定心 塞球头与滑靴、柱塞与缸体等）和配合表面（配油盘 与缸体接触表面）常采用刷镀、镀铬、堆焊或热喷涂 等方法修复受损表面，然后按照各零件的工艺要求 弹簧失效导致柱塞不回程或回程不够，都将影响缸 体与配油盘之间的密封性，造成配油盘高低压腔相 贯通而影响泵的正常吸排油。又如柱塞与柱塞孔之 进行机械加工。对于密封元件、失效的弹簧、磨损严 间因磨损而产生大的间隙或因密封件失效、油温过 重的轴承等零件需更换新的配件，在去除各零件上 高等也是导致大量内泄露的原因。当滤油器堵塞、 的毛刺并清洗油污后，按照装配工艺的要求重新装 油箱液面较低或压力损失大时，会导致泵的输出流 配柱塞泵。 量不足。当泵的变量机构在高压时存在调整误差、 ５结语 低压时调整角度过小也将使泵的输出流量不足。因 因轴向柱塞泵种类多、结构复杂，在使用过程中 此，当柱塞泵输出流量不足或无流量输出时，首先应 出现故障的原因和现象也不尽相同。本文仅列举了 检查滤油器和油液，然后再检查密封件，最后查看是 使用中几种常见的故障现象。对于实际的故障应根 否是因零件磨损或装配不当造成。 据具体情况进行分析、排查，零件的维修方法也要视 （５）输出压力失常 其工艺要求和维修企业的生产条件来决定。 当出现压力失常或根本不升压情况时，应首先 参考文献： 检查压力表是否能正常工作，其次再检查安全阀能 ［１］李昌熙．液压传动［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社。１９９４． 否正常工作。若能正常工作，再看是否是由于其工 作压力调得过低而导致泵的输出压力达不到规定 作者简介：于信伟（１９７２一），黑龙江鸡西人，１９９４年毕业于原黑 龙江矿业学院机械制造工艺与设备专业，现在黑龙江科技学院从事 值。如果不是以上原因造成的，再检查其它部分，导 教学、科研工作，辽宁工程技术大学在读硕士，发表论文多篇． 致泵输出流量失常的原因都能引起压力失常或根本 不升压，此处不再赘述。 收稿日期：２００４—０２—２３ Ｆａｕｌｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ａｘｉａｌ ｐｌｕｎｇｅｒ ｐｕｍｐ ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｒｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｕｔｔｅｒ ＹＵ Ｘｉｎ－ｗｅｉ 。ＭＡ Ｘｉａｏ－ｈｏｎｇ 。ＹＵ Ｂｉｎ’ （１．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｈａｒｂｉｎ １５００２７。Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｉａｏｎｌｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｆｕｘｉｎ １２３０００。Ｃｈｉｎａ； ３．Ｊｉｘｉ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｊｉｘｉ １５８１００。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ａｘｉａｌ ｄｕｐｌｅｘ ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｌｕｎｇｅｒ ｐｕｍｐ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｉｅｐｌｉｎｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｕｔｔｅｒ．Ｉｔ ａｎａｌｙｓｅｓ ｆａｕｌｔ ｃａｕｓｅｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｕｓｅｄ ｐｌｕｎｇｅｒ ｐｕｍｐｓ ｗｈｉｃｈ ｇｏ ｗｒｏｎｇ。ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｗａｙｓ ｒｅ・ ｍｏｖａｌ ｏｆ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ｃｏｍｌｎｏｎ ｍｅａｓｕＩ＇ｅＳ ｏｆ ｒｅｎｏｖａｔｉｎｇ ａｂｒａｓｉｏｎ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｘｉａｌ ｐｌｕｎｇｅｒ ｐｕｍｐ：ｗｏｒｋ ｔｈｅｏｒｙ：ｆａｕｌｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ 精煤水力除杂及产品破碎系统诞生 兖州矿业（集团）公司南屯煤矿与煤炭科学研究总院唐山分院合作，在国内首家研制出了水力除杂及产品破碎系统，为我 国选煤行业进行除杂提供了一条简单易行的新路子。 精煤产品中所含的杂质以木杂质为主，其次是棉纱、塑料、橡胶等杂质，其密度一般为０．９—１．２ ｓ／ｃｍ，煤泥水的密度在 １．０异，ｃＩＩｌ３左右。这些以木杂质为主的杂质由于密度小，漂浮在跳汰机的液面上，从而可以在跳汰机溢流１３将杂质除掉。该厂 的除杂系统主要除掉精煤产品中的木杂质和大于５Ｏ咖的块精煤。３台跳汰机溢流首先进入水力除杂机。溢流中含有的密 度小于煤泥水密度的杂质（主要是木杂质）在浮力的作用下漂浮于液面上，在脉动水流的推动下随水力除杂机的溢流进入除 杂机的固定筛上被除掉，固定筛筛下水与精煤脱水筛筛下水一起进入原系统的精煤捞坑。跳汰机溢流中的精煤随煤泥水从 水力除杂机底部排出，进入精煤分级脱水筛进行分级，大于４５ ｍｌｎ级精煤由刮板机运至破碎除杂机破碎，小于４５ ｍｍ级精煤再 进一步分级脱水。破碎除杂机将物料破碎至２５ ｍｍ以下后，进入ＺＫＳ１８４８型直线振动筛（筛孔为３０ ｍｍ）进行筛分。由于木杂 质不易破碎，便作为筛上物被筛除，小于２５ ｍｍ级物料作为精煤并人精煤带式输送系统，整个除杂过程完成。经过一段时间 的运行，根据使用的实际情况又对除杂机进行了改造：原设计用浮标控制液位和料位，从现场效果看，只要除杂机产生溢流即 可，拆除浮标装置后的除杂效果不变；由于经常发生排料电机烧坏、排料轮易被大块物料卡住、排料轮磨损严重等故障，把排 料轮装置改为闸门控制方式以后，彻底地解决了上述难题。 李剑锋供稿
