挤管机液压系统的伺服泵故障分析

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Tr0ubleshOOting of the servopump belonged to the steeltube entruding-machineZHA0 Xin.chun ，LEI Peng ，LI Ying-fen(1.Inner Mongolia NoAh Hauler Joint Stock Co.，Ltd.，Baotou 014033，China；2.Inner Mongolia NoAh Heavy Industries Group.Ltd.，Baotou 014033，China)Abstract：When the large-scale hydraulic power unit of an entruding-machine for the production of seamlessspecial steel tube is working，the feedback rod of the servo valve breaks often and plunger of the radial pistonpump separates itself from the piston shoes frequently.The causes are analyzed folowed by the solutions，whichreplacing the electric circuit of the hydraulic system and specifying the operation and maintenance of the hydrau-lic power station are involved.Failure rates are reduced greatly。

Key words：entruding-machine；radial piston pump；servo valveO 前言某万吨级大型挤管机的核心组成部分是-套大型的液压系统，占地近千平方米，由几十组大功率伺服泵工作单元组成的阵列同时向执行机构供油，每个伺服泵工作单元由-台额定功率 980kW 的电机和两台电液伺服泵组成，每个单元额定输出功率为 670 kW，液压站的额定工作压力近40 MPa。由于该液压站规模大、控制单元多，导致系统稳定性不够理想，故障频发，影响液压站的正唱机率。所以分析该液压系统的伺服泵收稿 日期：2013-01-10；修订日期：2013-03-04作者简介：赵新春(1980-)，男，内蒙古北方重型汽车股份有限公司技术中心，工程师，主要研究方向矿用汽车研发与设计。

1 伺服泵系统故障该液压系统的单套伺服泵系统 的原理如图1所示。其主要由德国Wepuko公司的R X500系列径向柱塞伺服泵、MOOG公司的电液伺服阀、位移传感器等构成。该伺服泵系统频繁出现的两个故障现象：(1)由于伺服阀出现较长时间的高频振动，伺服阀中的反馈杆发生断裂的现象，导致伺服阀报废。

(2)径向柱塞泵的滑靴在工作 中被极度磨损，产生大量致命性铁屑，并导致柱塞和滑靴发生脱离，使柱塞泵完全报废。柱塞泵内的局部情形及柱塞与滑靴的外形如图2所示。

· 78· 重 型 机 械 2013 NO.4应的维修记录。维修记录显示 100台伺服泵中只有特定编号的3台伺服泵上所装的伺服阀频繁故障，其它伺服阀均未发生故障∩以排除伺服阀产品质量存在问题的可能性。

通过跟踪维护可以诊断出故障原因：电气控制系统中特定的几处发生了线路故障，导致伺服阀控制信号受到了极大干扰，伺服阀故障频发。

2.1.2 改进措施及其效果(1)根据故障诊断结果，采取在伺服阀信号传输系统中增加若干电阻用以稳定信号，在部分信号传输线路上增设信号补偿装置用以抵消信号衰减的措施。使故障频率由原来的平均 45天发生-次降低为平均 120天发生-次。

(2)对液压系统的所有电气线路进行彻底更新，确保其性能可靠。彻底杜绝了伺服阀异常损耗的现象。

2.2 径向柱塞泵故障2.2.1 故障分析径向柱塞泵在额定压力范围内工作，发生磨损和零件局部实体崩溃，技术人员对径向柱塞泵故障原因进行分析。

(1)柱塞泵的工作压力以较高的频率发生巨大变化，导致各故障部位的接触应力反复地发生急剧变化，引起快速疲劳。其根本原因在于伺服阀以高频率长时间反复动作，导致柱塞泵的定子与转子之间的偏心距发生高频率变化，进而使柱塞泵处于极不稳定的工作状态；(2)柱塞及滑靴的阻尼孔因各种原因发生堵塞，工作腔的压力油无法进入柱塞、滑靴及柱塞泵定子的各个配合面对运动副产生静压支撑和润滑作用，导致元件在工作时发热、磨损。因为在日常维护中已经按周期检测了液压系统的油液清洁度，并更换了滤油器的滤芯，因此可以推断，阻尼孔发生堵塞的原因并非油液污染，而是液压油使用时间过长，其黏度发生变化，析出大量固态物质，形成大量油垢；(3)电机的额定功率裕量偏大。该柱塞泵的额定压力可在 35～45 MPa之间进行调定，而流量高达 1 000 L/min，正常情况下每个伺服泵工作单元的两台泵已经是在670 kW超高功率状态下工作，若柱塞泵发生卡滞等异常情况，就会使电机的瞬时功率980 kW直接作用在柱塞泵的卡滞零件上，对零件进行破坏。

2.2.2 改进措施及其效果(1)制定更加严格和全面的维护方案，使液压站的日常维护更加全面、规范；(2)彻底改变只对液压站的液压油进行补充添加，而不进行定期更换的做法；(3)当伺服阀出现异常振动现象时，立刻停止柱塞泵的运行，避免其超负荷工作。

以上措施实施后的 1年内，未出现任何径向柱塞泵报废的情况，改进前平均每年报废 3台。

3 结束语该挤管机的液压系统占地面积过大，输油管道总长达到 10 km，导致控制室与液压控制元器件距离较远，部分控制信号电缆长达数百米，容易出现信号大幅衰减、受到其它设备强烈干扰的情况；需要制定严格的管理方案，规范液压系统运行时的监控和维护措施，减少故障。