實(shí)例分析維修液壓柱塞泵轉子斷裂的故障

眾鴻液壓維修工程師通過(guò)對故障件檢查，結合柱塞泵工作原理，認為本次故障中轉子開(kāi)裂失效在前，分油盤(pán)開(kāi)裂、分油盤(pán)軸承滾子剝落、殼體內部損傷均是轉子組件斷裂以后導致的結果。具體分析如下：

（1）轉子組件開(kāi)裂后，轉子與分油盤(pán)平衡被打破，油膜潤滑遭到破壞，二者磨損加劇，分油盤(pán)高壓腔與殼體內腔在8、9號柱塞區段溝通，形成震動(dòng)趨勢，施加給分優(yōu)盤(pán)周期性載荷，導致分油盤(pán)工作不穩定，在高壓槽底部應力集中部位萌生疲勞裂紋，最終發(fā)生斷裂;

（2）分油盤(pán)內圈是滾棒軸承的外滾道，分優(yōu)盤(pán)的斷裂破壞了滾棒的外跑道，滾棒在經(jīng)過(guò)端口時(shí)產(chǎn)生撞擊或跳動(dòng)，導致軸承滾棒剝落;

（3）轉子斷塊隨轉子旋轉，造成殼體內腔和斜盤(pán)組件側耳沿周向擠壓磨損和材料缺損。

分析認為，轉子組件發(fā)生疲勞斷裂是導致其他零件磨損和斷裂的原因，從而導致液壓柱塞泵的失效。轉子組件斷裂原因分析：

根據維修柱塞泵的斷口形貌判斷，疲勞裂紋從9號柱塞孔腰形槽密封帶靠近減重孔邊緣位置開(kāi)始，從該處銅層疲勞開(kāi)裂，沿轉子端面徑向向外延伸至轉子外圓，轉而順著(zhù)柱塞孔軸線(xiàn)方向向上發(fā)展，在高低壓液壓油的反復沖擊下撕裂轉子基體，導致9號柱塞孔形成上下貫通的裂紋，同時(shí)疲勞裂紋沿轉子周向擴展越過(guò)減重孔。

8號柱塞孔上形成軸向貫通裂紋及周向疲勞裂紋，并在8號柱塞孔處形成貫穿至腰形槽的徑向疲勞裂紋，并在8號柱塞孔局部區域瞬時(shí)斷裂，使轉子裂紋部分形成斷塊從轉子組件上脫落。斷塊脫落時(shí)隨轉子旋轉，強行擠壓過(guò)斜盤(pán)耳軸，造成液壓柱塞泵斜盤(pán)耳軸內側損傷，越過(guò)耳軸后的斷塊擠壓、切削殼體內腔，隨著(zhù)擠壓、切削深度的增加，斷塊脫離轉子，卡在殼體一側。

轉子組件鋼基體上疲勞擴展區微觀(guān)形貌上，可見(jiàn)明顯的疲勞條帶特征，銅層上也有疲勞擴展區發(fā)展特征，亦可見(jiàn)疲勞條帶特征。9號柱塞孔靠近工作面密封帶的銅層斷口已嚴重磨損，無(wú)法確定液壓柱塞泵原始形貌。根據殘留的銅層疲勞區形貌判斷，疲勞裂紋起源于銅層內部，見(jiàn)圖6。斷裂源區呈現類(lèi)似于沿晶開(kāi)裂特征，并出現較多無(wú)明顯斷裂特征的孔洞。