故障檢修與技術(shù)維護(hù)

康明斯機(jī)油泵檢查及增大間隙的修理方法

 

摘要：康明斯機(jī)油泵在柴油發(fā)電機(jī)中較其它零件的潤(rùn)滑條件要好，因此零件的磨損較小，所以機(jī)油泵的工作性能穩(wěn)定，使用時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障或拖拉機(jī)大修時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)油泵主要技術(shù)指標(biāo)（如泵油壓力、泵油量等）進(jìn)行檢驗(yàn)，不要輕易拆解，如果經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，其主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)不到要求時(shí)，則說(shuō)明零件已磨損。此時(shí)應(yīng)將機(jī)油泵拆卸分解，進(jìn)一步檢查零件磨損程度和配合關(guān)系破壞的情況，以便采取相應(yīng)的修理措施加以修復(fù)。康明斯公司在本文介紹了影響機(jī)油泵工作性能的主要技術(shù)參數(shù)的檢查方法和技術(shù)要求，并對(duì)恢復(fù)柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)油泵參數(shù)的技術(shù)方法進(jìn)行了探討。

 

      結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，輸油量大。擺線轉(zhuǎn)子泵系采用內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合的結(jié)構(gòu)，齒數(shù)少，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，不借助其他隔離元件便能形成密封腔，其零件數(shù)量少。結(jié)構(gòu)如圖1所示，原理如圖2所示。

      運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小。擺線轉(zhuǎn)子泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒數(shù)只差一齒，它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒面滑動(dòng)速度小，嚙合點(diǎn)在不斷地沿著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的齒廓移動(dòng)，因此，兩轉(zhuǎn)子齒面的相互磨損小。由于吸油腔和排油腔的包絡(luò)角度大，接近145°，吸油和排油時(shí)間都比較充分，因此，油流比較平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)也比較平穩(wěn)，且噪音明顯低于齒輪泵。

4、高速特性

      對(duì)于一般的漸開線齒輪泵，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，則因離心力的作用將會(huì)導(dǎo)致齒谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其轉(zhuǎn)速很少超過(guò)3000rpm，圓周速度在5～6m/s以內(nèi)。對(duì)于擺線轉(zhuǎn)子泵，吸排油角度范圍大，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力的作用有利于油液在齒谷內(nèi)的充填，不會(huì)產(chǎn)生有害的“空穴”現(xiàn)象，因此，擺線轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)速范圍可在幾百至近萬(wàn)轉(zhuǎn)。

 

圖1  柴油機(jī)機(jī)油泵結(jié)構(gòu)圖

圖2  柴油機(jī)機(jī)油泵工作原理圖

 

二、 機(jī)油泵檢查方法及技術(shù)要求

 

1、齒頂間隙

      機(jī)油泵的泵體內(nèi)壁與齒輪頂端的間隙稱為齒頂間隙，此間隙的增大一般是由于主動(dòng)軸與襯套或從動(dòng)齒輪中心孔與從動(dòng)軸間的間隙增大，導(dǎo)致泵體內(nèi)壁與齒輪頂端互相摩擦所造成的。此間隙一般為0.05～0.15mm，極限間隙為0.45mm。檢驗(yàn)時(shí)，可用塞尺進(jìn)行測(cè)量。若測(cè)量出的結(jié)果超過(guò)極限間隙值時(shí)，一般應(yīng)成對(duì)更換齒輪或泵體。齒輪式機(jī)油泵齒頂間隙檢測(cè)方法如圖3所示，轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵齒頂間隙測(cè)量方法如圖4所示。

 

圖3  齒輪式機(jī)油泵齒頂間隙檢測(cè)方法

圖4  轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵齒頂間隙測(cè)量方法.

 

2、嚙合間隙

      主、被動(dòng)齒輪嚙合間隙增大，是由于機(jī)油泵齒輪牙齒相互摩擦造成的。其檢查方法是：取下泵蓋，用厚薄規(guī)在主、被動(dòng)齒輪嚙合互成120°處分三點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，檢查兩齒之間的間隙。機(jī)油泵主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪的嚙合間隙正常值一般為0.15～0.35 mm。各機(jī)型均有明確規(guī)定， 4BTA3.9-G2柴油發(fā)電機(jī)為0.03～0.082 mm，最大不超過(guò)0.15 mm；如果齒輪嚙合間隙超過(guò)最大允許限度，應(yīng)成對(duì)更換新齒輪。齒輪式機(jī)油泵嚙合間隙檢測(cè)方法如圖5所示，轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵嚙合間隙測(cè)量方法如圖6所示。

 

圖5  齒輪式機(jī)油泵嚙合間隙位置

圖6  轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵嚙合間隙測(cè)量方法

 

3、端面間隙

      機(jī)油泵齒輪端面與泵蓋內(nèi)平面之間留有的間隙（如圖3所示）。由于工作中齒輪端面與泵蓋內(nèi)平面的接觸而產(chǎn)生的磨損會(huì)使此端面間隙增大，當(dāng)超過(guò)極限值時(shí)，對(duì)機(jī)油泵泵油量將有明顯的影響。端面間隙的測(cè)量一般是用鋼板尺和厚薄規(guī)檢查齒輪端面到泵體分解面的距離及泵蓋內(nèi)平面上的磨損量，兩者之和即為機(jī)油泵的端面間隙。當(dāng)泵蓋工作平面磨損深度超過(guò)0.1 mm時(shí)，應(yīng)加以修復(fù)。齒輪式機(jī)油泵端面間隙檢測(cè)方法如圖7所示，轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵端面間隙測(cè)量方法如圖8所示。

4、油泵軸與軸承的配合間隙

      油泵軸與軸承的配合間隙包括主、被動(dòng)齒輪軸與其配合的軸孔之間的間隙?？捎们Х殖呒皟?nèi)徑千分表分別測(cè)量軸和軸孔的尺寸，二者之差即為其配合間隙。在缺乏測(cè)量?jī)x器時(shí)，可憑軸與孔的晃動(dòng)量確定。間隙一般為0.02～0.05 mm，最大不得超過(guò)0.15 mm。

5、主動(dòng)軸的軸向間隙

      此間隙即機(jī)油泵驅(qū)動(dòng)齒輪端面與泵殼尾端之間的間隙。可用厚薄規(guī)測(cè)量，也可用千分表測(cè)量，讓表的測(cè)桿抵在主軸的一端，然后推動(dòng)主動(dòng)軸往復(fù)移動(dòng)，即可測(cè)得其間隙。這一間隙不應(yīng)大于齒端間隙，若大于齒端間隙，將加劇齒輪端面和泵蓋接觸面的磨損。一般柴油發(fā)電機(jī)不得超過(guò)0.3 mm。

 

圖7  齒輪式機(jī)油泵端面間隙的測(cè)量方法

圖8  轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵端面間隙測(cè)量

 

三、機(jī)油泵修理方法

 

1、齒頂間隙增大的修理

      間隙的增大，往往是由于軸和軸套孔間的間隙增大導(dǎo)致的，故應(yīng)在修理軸和軸套的配合后進(jìn)行間隙恢復(fù)。若泵腔的磨損不嚴(yán)重，可以將軸承合金堆焊在齒頂上，然后根據(jù)配合的需要進(jìn)行車削。倘若泵腔也磨損較嚴(yán)重，則采取鑲套法修理。其方法是：鏜削泵腔壁，用鋼或銅料按泵腔尺寸車削厚度為3～4 mm的半圓形襯套。將套下入泵腔后，用夾子夾緊，然后在襯套兩端沿其整個(gè)寬度施焊，焊后在砂箱內(nèi)緩慢冷卻。最后將泵腔進(jìn)行鏜削加工至標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其錐度、橢圓度不大于0.02 mm。也可以將襯套用環(huán)氧樹脂膠粘接。

2、齒輪嚙合間隙增大的修理

      齒側(cè)間隙對(duì)機(jī)油泵性能影響較小，所以允許值較大，有時(shí)可達(dá)1 mm左右，因此修理較少。如果磨損后輪齒表面不光潔或有毛刺，用油石磨光。由于泵齒是單面磨損的，所以當(dāng)齒厚磨損未超過(guò)允許值時(shí)，可將齒輪翻面使用;超過(guò)允許值時(shí)，則應(yīng)更換或修理。

3、端面間隙增大的修理

      端面間隙對(duì)機(jī)油泵的工作指標(biāo)（油壓、油量）影響較大。端面間隙超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，必須加以修理，其修理步驟如下：

（1）如泵腔底部磨損，應(yīng)用光磨消除磨損面凹痕。

（2）如齒輪端面及泵蓋磨損，磨損不大時(shí)，可將其表面涂上研磨砂在平臺(tái)上（或玻璃上）研磨，以消除磨痕和不平度;若磨損嚴(yán)重端面間隙較大時(shí)，可用磨削或先車削后研磨的方法修理。

      研磨時(shí)，應(yīng)不斷用深度尺或千分表檢查齒輪端面低于殼體端面的高度（即齒端間隙），研磨后的泵體，結(jié)合面要與軸孔中心線垂直，其不垂直度（或稱偏斜度）一般為每100 mm內(nèi)不大于0.1 mm，結(jié)合面的不平度一般不大于0.02 mm。

4、油泵軸與軸承的配合間隙增大的修理

      隨著軸和軸承配合間隙的增大，將破壞齒輪副的正常嚙合，并導(dǎo)致齒頂與泵腔相摩擦，破壞各部的配合關(guān)系，使供油量減少。主動(dòng)軸與軸承的配合間隙過(guò)大時(shí)，可以采用修理尺寸法進(jìn)行修復(fù)，將軸孔鉸大（可加大0.25 mm、0.50 mm），而相應(yīng)地加粗主動(dòng)軸（鍍鐵或鍍鉻），也可以用鑲套法修復(fù)（襯套厚約15 mm），在鉸削時(shí)應(yīng)保證上下襯套的同心度。為此，對(duì)于泵蓋上有軸承套的機(jī)油泵，最好將泵蓋裝到泵體上一次加工完成。軸承孔的錐度、橢圓度應(yīng)不大于0.02 mm。經(jīng)修理后，軸的不直度在全長(zhǎng)上應(yīng)不大于0.05 mm。被動(dòng)齒輪軸與軸孔的配合間隙過(guò)大時(shí)，也可用以上方法修理。在磨損不大的情況下，由于被動(dòng)齒輪軸是不動(dòng)的，所以其磨損為單邊磨損，故可將軸壓出后調(diào)轉(zhuǎn)180°再壓入使用（此時(shí)，如靜配合過(guò)盈量減小，可用電鍍法修復(fù)）。軸壓入泵體后，軸頭應(yīng)沉入殼體結(jié)合面0.05～0.50 mm。被動(dòng)齒輪上的軸孔磨損后，用鑲套法修理，修好后應(yīng)按原要求鉆潤(rùn)滑油孔。

5、主動(dòng)軸軸向間隙增大的修理

      此間隙超過(guò)允許值時(shí)，在泵殼尾端堆焊或加墊圈進(jìn)行調(diào)整，修理時(shí)應(yīng)保證此間隙不大于齒端間隙。

 

總結(jié)：

      目前，柴油發(fā)電機(jī)所用機(jī)油泵有外嚙合式齒輪泵和內(nèi)嚙合式轉(zhuǎn)子泵兩種，齒輪泵尤其是單級(jí)齒輪泵應(yīng)用廣。機(jī)油泵作為柴油機(jī)的“心臟”，對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)是確保柴油機(jī)正常工作的關(guān)鍵步驟。通過(guò)本文介紹的幾種機(jī)油泵的檢測(cè)方法，可以提高機(jī)油泵故障的診斷和解決能力，保證柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。但最重要的是，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)機(jī)油泵的維護(hù)保養(yǎng)工作，以延長(zhǎng)機(jī)油泵的壽命，提高其工作效率。

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