眾鴻液壓維修工程師通過(guò)對(duì)故障件檢查,結(jié)合柱塞泵工作原理,認(rèn)為本次故障中轉(zhuǎn)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(nèi)部損傷均是轉(zhuǎn)子組件斷裂以后導(dǎo)致的結(jié)果。具體分析如下:
(1)轉(zhuǎn)子組件開(kāi)裂后,轉(zhuǎn)子與分油盤(pán)平衡被打破,油膜潤(rùn)滑遭到破壞,二者磨損加劇,分油盤(pán)高壓腔與殼體內(nèi)腔在8、9號(hào)柱塞區(qū)段溝通,形成震動(dòng)趨勢(shì),施加給分優(yōu)盤(pán)周期性載荷,導(dǎo)致分油盤(pán)工作不穩(wěn)定,在高壓槽底部應(yīng)力集中部位萌生疲勞裂紋,最終發(fā)生斷裂;
(2)分油盤(pán)內(nèi)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(dǎo)致軸承滾棒剝落;
(3)轉(zhuǎn)子斷塊隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),造成殼體內(nèi)腔和斜盤(pán)組件側(cè)耳沿周向擠壓磨損和材料缺損。
分析認(rèn)為,轉(zhuǎn)子組件發(fā)生疲勞斷裂是導(dǎo)致其他零件磨損和斷裂的原因,從而導(dǎo)致液壓柱塞泵的失效。轉(zhuǎn)子組件斷裂原因分析:
根據(jù)維修柱塞泵的斷口形貌判斷,疲勞裂紋從9號(hào)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(zhuǎn)子端面徑向向外延伸至轉(zhuǎn)子外圓,轉(zhuǎn)而順著柱塞孔軸線方向向上發(fā)展,在高低壓液壓油的反復(fù)沖擊下撕裂轉(zhuǎn)子基體,導(dǎo)致9號(hào)柱塞孔形成上下貫通的裂紋,同時(shí)疲勞裂紋沿轉(zhuǎn)子周向擴(kuò)展越過(guò)減重孔。
8號(hào)柱塞孔上形成軸向貫通裂紋及周向疲勞裂紋,并在8號(hào)柱塞孔處形成貫穿至腰形槽的徑向疲勞裂紋,并在8號(hào)柱塞孔局部區(qū)域瞬時(shí)斷裂,使轉(zhuǎn)子裂紋部分形成斷塊從轉(zhuǎn)子組件上脫落。斷塊脫落時(shí)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),強(qiáng)行擠壓過(guò)斜盤(pán)耳軸,造成液壓柱塞泵斜盤(pán)耳軸內(nèi)側(cè)損傷,越過(guò)耳軸后的斷塊擠壓、切削殼體內(nèi)腔,隨著擠壓、切削深度的增加,斷塊脫離轉(zhuǎn)子,卡在殼體一側(cè)。
轉(zhuǎn)子組件鋼基體上疲勞擴(kuò)展區(qū)微觀形貌上,可見(jiàn)明顯的疲勞條帶特征,銅層上也有疲勞擴(kuò)展區(qū)發(fā)展特征,亦可見(jiàn)疲勞條帶特征。9號(hào)柱塞孔靠近工作面密封帶的銅層斷口已嚴(yán)重磨損,無(wú)法確定液壓柱塞泵原始形貌。根據(jù)殘留的銅層疲勞區(qū)形貌判斷,疲勞裂紋起源于銅層內(nèi)部,見(jiàn)圖6。斷裂源區(qū)呈現(xiàn)類似于沿晶開(kāi)裂特征,并出現(xiàn)較多無(wú)明顯斷裂特征的孔洞。