从柱塞泵零件表面损伤痕迹-探讨泵失效原因（之二）
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作者:马明东
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发布时间: 2020-12-24
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一台挖掘机改装为钢板压桩机，改装后开展压桩工作后约400H左右，多路阀总是出现卡阀现象，在清洗多路阀时，从阀中卡阀芯的位置发现有柱壮金属棵粒，观察柱壮金属棵粒，分析是泵滚针轴承的滚柱碎屑，把K3V112DT柱塞泵分解后
一台挖掘机改装为钢板压桩机，改装后开展压桩工作后约400H左右，多路阀总是出现卡阀现象，在清洗多路阀时，从阀中卡阀芯的位置发现有柱壮金属棵粒，观察柱壮金属棵粒，分析是泵滚针轴承的滚柱碎屑，把K3V112DT柱塞泵分解后，看到下列现象（见图1）：
(a)
(b)
图1
从图片上看到两台缸体组件台阶处断裂，泵中间体内孔左、右两端的滚针轴承不见踪迹，前后端泵主轴与滚针轴承配合处表面损伤（见照片2）。
图2
从分解的柱塞泵零件表面损伤㾗迹来分析这台泵损坏过程，还原主轴尾端与滚针轴承接触摩擦段㾗迹生成全过程。
挖掘机应用的日本川崎K3V系列柱塞泵，除K3VBDT以外，泵在机器上的的安装，泵变量调节器基本都是上置，这种方式安装的泵斜盘正阶跃到最大角度时，排油柱塞在主轴中心线上方而吸油柱塞在主轴中心线下方（见图3），因壳体内压力高于泵吸油口压力，存有这种压差时，在柱塞吸油时，泵壳体内油液会从滑靴节流孔被吸入到缸体柱塞容腔内[1]，形成壳体内油液缺少，泵壳体内压力与吸油口压差越大，造成壳体内油液被吸空性越大。挖掘机柱塞泵长时间的大排量低压循环油液，因吸油柱塞在泵壳体内最下方处，泵壳体内的油液会下降到吸油柱塞位置，变成为没有油液的空壳，使中间体滚针轴承及前轴承没有形成油液润滑，轴承位出现干摩擦，最终导致滚针轴承损坏。
主轴尾端轴承损坏，主轴尾部失去支承与定位，但主轴前轴承还在支承，主轴定位发生绕动偏移，轴发生倾斜，主轴花键带动的缸体也发生倾斜，泵在高压状态时，斜盘压迫柱塞与回程盘时，球铰受力点位置原是面接触变成球铰跟部与缸体脖径的线接触，受力点偏斜成径向切力，使缸体球铰定位台阶局部受切向力，最终导致缸体台阶断裂，形成图1损伤断面。
一台正常挖掘机在工作时的工况，斜盘在在最大摆角位置时间特别短暂，泵在工作时，斜盘停滞在大摆角位置一般不会超2秒，泵排出高压油液时，泵体内三大摩擦副的泄漏量足以满足柱塞吸油时壳体油液倒灌差，而不会出现壳体内缺油现象。
而这台改造后的挖掘机因为工作是压钢板桩，泵在中压长时间工作，斜盘停滞在大摆角位置时间超长，只要柱塞有往复吸、排油时，泵壳体内油液被彻低吸光造成轴承干摩擦现象。
图3
一台正常的挖掘机在特殊的情况下也会产生把泵壳体内油液吸光，例如挖掘机在行走下坡时，行走时间如超出5分钟时，也会把泵壳体内油液吸光。
见：《液压柱塞泵的第二吸油口理论》
