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齿轮泵结合面漏油问题的原因分析及对策

时间:2019-11-23 18:50:53  来源:  作者:  浏览量: 13
简介: 齿轮泵结合面漏油问题的原因分析及对策1.简介 U泵是我厂针对装载机液压系统开发的一系列轴向补偿齿轮泵,有工作泵和转向泵两类。该系列泵设计机理为侧板轴向跟踪补偿,“

 齿轮泵结合面漏油问题的原因分析及对策

1.简介

  U泵是我厂针对装载机液压系统开发的一系列轴向补偿齿轮泵,有工作泵和转向泵两类。该系列泵设计机理为侧板轴向跟踪补偿,“8”字形侧板在泵腔内轴向浮动。由于克服了固定侧板磨损后效率低下的问题,在介入主机后迅速占领市场,取得了很好的经济效益和社会效益。但在“三包”后期,产品由于泵体与泵盖结合面渗漏被大量退回,约占外退泵的40%,给生产厂家造成了很大的负担,也给主机和客户带来了很大的不便。结合面渗油的现象很快就引起我们的重视,我们抽取部分外退泵上试验台按JB/T 7041-2006齿轮泵外渗漏检查试验规划跑合,发现结合面确有渗漏现象。拆卸了这些外退泵,发现结合部的密封沟槽无破坏,密封圈主要表现为以下现象;断裂;啃咬;无明显异常。

2.故障原因分析

(1)原因分析。现象说明密封圈在沟槽内受到了力的作用。结合面之间的密封属于静密封。两结合端面贴紧时沟槽内的压力一般很小不会冲击到密封圈。比较大的力从哪里来?我们分析;工作状态,齿轮泵腔内的压力比较大,而贯穿于泵体和泵盖的螺钉在压力作用下发生弹性变形,在结合面形成间隙。腔内压力从间隙进入沟槽作用密封圈。腔内压力比较大时,螺钉弹性变形量加大,结合面间隙变大,沟槽压力受制于腔内压力。装载机装卸物料过程中,对密封圈直接冲击,使之失效。如图I所示,为在20MPa下试验室测得泵体与前后盖结合面之间的间隙量。压力下前后盖发生翘曲变形,在C、F点变形为最大,分别向外膨胀0.08、0.09mm。前盖、后盖与泵体结合部的间隙各增加了0.085mm。泵在装载机上的实际工况更为恶劣,其压力峰值有时可达25MPa,那么两结合面的间隙还要加大,且长期不停的冲击,密封圈这时更易失效。短时间内,密封圈即使还没有发生拉断、啃咬失效,这样的工况下,也由于摩擦生热变细,压缩量变小发生焦耳效应导致渗漏。

测C、F点膨胀量 

(2)降低沟槽压力分析。为了减小沟槽内的压力和压力冲击,我们牺牲一点效率,开通了如图J所示的A槽。这种方法,沟通进油口和密封沟槽,让密封圈始终处于低压,摆脱腔内高压对其的影响,但效果却仍不理想。究其原因:平常密封圈受到腔内压力的作用是处于向外拉伸的状态。泵在工作过程中经常产生负压,大气压通过结合面的间隙向内挤压密封圈。而负压不稳定,造成密封圈不断和沟槽、A槽作用,出现了啃咬和拉断的现象。密封圈与沟槽作用过程中摩擦产生热量即使密封圈没有破裂,由于焦耳效应压缩量减小也会发生渗漏。

A槽与进油口相通_布局加强螺钉 

3.对策

    针对这样的情况,为改善密封圈的环境,提出改进方法。首先,在结合部多布局加强螺钉,如图K所示,尽量减少螺钉的弹性拉伸形变量和前后盖的翘曲,尽量减小结合面之间的间隙。布局加强螺钉后再次按图I测量C、F点,测得向外膨胀0.03mm、0.033mm,可见结合部的间隙已充分减小。

加挡圈保护    经分析,沟槽内密封圈既受到负压下向内的压力,又受到腔内向外的压力,即交替压力的影响。改进办法为保护密封圈,在沟槽内加双挡圈。这样既减小了密封圈在沟槽内的活动面积,又对密封圈形成了保护(见图L)。

4.结论

    改进后的齿轮泵在试验台上尽量模拟装载机上比较极限的工况:转速2500r/min,压力25MPa,试验温度80~90℃,按照JB/T 7041-2006齿轮泵外渗漏检查试验规划跑合,整个过程无渗漏现象,可以放心出厂。出厂后跟踪,“三包”期内由于结合面渗漏外退的泵几乎没有,成功地解决了该问题。

    这次成功的改进,降低了齿轮泵的故障率,对今后同类型的产品的设计和维修具有很强的指导意义。

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