柱塞组件的早期失效分析与改进

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第 14期 张长英：柱塞组件的早期失效分析与改进 ·139·性力，将柱塞设计成开口、空心型，结构非常简单、易于制造。但由于空腔增大了，无效容积也随之增大，降低了柱塞泵的容积效率。因此，拟将柱塞改成封闭、薄壁的空心结构，改进前、后的柱塞结构如图3所示。

(1)改进前(b)改进后图 3 改进前 、后的柱塞结构2.3 工艺改进(1)提高柱塞及转子柱塞孔的尺寸精度、降低表面粗糙度值。加工时，柱塞的圆柱部分首先采用无心磨床粗磨，然后使用高精度无心磨床精磨，渗氮处理后再进行精研；转子的柱塞孔可采用精铰的工艺，或者采用粗珩、半精珩和精珩等三道珩磨工序。使两者的圆柱度误差控制在0.005 lnln以内，转子的每个柱塞孔及每个柱塞都必须使用塞规和环规进行 100%的检验和选配。

(2)为保证柱塞圆柱面与球面的同轴度要求，应以磨削后的柱塞圆柱面作为加工基准，对柱塞的球头进行粗磨和精磨。

(3)柱塞球头的颈部在工作时需承受较大的弯曲应力，通常经过3段以上的曲面与圆柱部分进行过渡，应力集中系数大，是柱塞发生失效的重要部位之-。 此外，柱塞圆柱下端的倒角起引导和固定姿态的作用。加工完成后，这两处的尺寸和角度都需使用投影仪对照样板和角度板进行100%的检查。

(4)在对柱塞与滑靴进行组合时，应首先保证柱塞的球头与滑靴球窝的同轴度误差，其次还需将滑靴球窝的内倒角加工成球面倒角，以便于与球头均匀接触和组合 。

除此之外，在柱塞组件的加工过程中，还应重点关注去毛刺和清洗等辅助工序的质量控制。加工柱塞内的阻尼孔时，需从球头往圆柱内钻孔 ，毛刺常出现在深孔之内，此时必须使用光导纤维反窥镜或工业显微镜进行100%检查，确保无毛刺方可放行；柱塞组件转工序时，应使用分隔的零件盒进行工序传递，不允许发生磕碰，若零件不小心掉在地上，应在无损伤的前提下，及时进行去应力处理；在易生锈的环节，更要注意工序间防锈、避免手汗接触，若需进行水剂清洗时，应注意及时脱水或吹干。

3 改进效果通过采用上述措施，经过半年多时间的生产和出厂试验统计，柱塞组件的早期失效率已控制在1%以内，取得了明显的效果。

4 结束语在轴向柱塞泵中，柱塞组件的配合精度高、加工工序复杂，在精加工中还易出现磨削烧伤及裂纹等其他质量问题。除了采取上述措施，还应明确其加工流程中关键工序和重要工序的生产和质量控制要点，尤其是焊接、热处理和无损检测等特种工艺和检测工序，这些措施对于防止柱塞组件早期失效起着十分重要的作用。