运用痕迹学，找出柱塞泵压力降低原因

某钢厂炼铁高炉应用的一个液压站，此液压站是国内著名液压公司制作。此液压站上动力元件：两台A10V28 DFR1/31R泵，一工一备工作方式；变量方式：恒压、16MPa；8个60L的蓄能器；执行元件：6台液压油缸，其中最大一台油缸缸筒内径Φ100mm*行程800mm；余下5台都是小型油缸；控制元件为：6通径电磁换向阀；液压站使用国产10#航空液压油。

液压柱塞泵约每小时升压2~4次，每次持续时间为5分钟左右。此液压站安装使用后4年多的时间内没有发生过泵损坏现象，但自从此液压站上第一台泵损坏后，更换上的柱塞泵无论是安装进口的、还是国产的，就没有一台泵能在线使用寿命超出3个月，频繁的采购，更换安装新泵，更换新油、过滤、滤芯更换，但故障依旧。

这次采购一台德国力士乐原厂的柱塞泵安装使用45天泵后出现压力降低到13 MPa，在线调整泵的压力怎么也调不上来，在线拆开泵壳体泄油管，起动电机、泵旋转压力达到13 MPa后，泵壳体泄油管油流是喷射状，用此方法证明泵内泄漏量大，无法再使用下去，决定下线再更换一台新泵。

这台只使用45天的泵下线后，在此泵的位置又安装一台同型号的国产泵，油液也没有更换，连滤芯也没有更换的情况下，但这台同型号的国产柱塞泵已在线连续使用5个月，到目前为止，一切正常。所以出现了这一种情况，原装的泵只使用了45天就下线了，国产泵连续使用了5个多月还能正常工作，钢厂的设备管理人员就有理由怀疑下线的泵是假冒产品。我本人去现场把泵拆开，细细检查泵内所有的零件，德国人为了达到与国产零件的区别，在每一个零件上都标有可检索的零件号，就连斜盘上两个滑靴杆端面上都标记，泵主轴上的轴承是FAG，鉴定结论泵为真品。

我从拆开的泵斜盘与滑靴之间的摩擦面上的划痕来分析这台已在线使用了45天的泵在线使用情况。

柱塞滑靴在此斜盘摩擦面上的旋转方向为：逆时针旋转，泵正常工作状态时，缸体中心孔内的弹簧力顶起三个顶针，三个顶针顶起球铰，球铰再顶起回程盘（球铰与回程盘间也是一对摩擦副），回程盘再顶起柱塞滑靴，使滑靴靠紧斜盘摩擦面上，滑靴与斜盘这对摩擦副间夹持一层静压油膜，一动一静这二金属间没有发生接触摩擦。

从图一上标注的黄色的“A柱塞吸油起点”柱塞从A点开始进入到吸油状态，柱塞从缸孔中由里向外运动，使容腔体积增大，这项运动方式是泵回转体高速旋转状态下回程盘强行拉拔滑靴带动柱塞杆向缸孔外运动，使柱塞从下止点运动到上止点达到吸油目的，柱塞到达上止点后进入缸孔升压区域，上述的柱塞吸油过程中，无论如何滑靴也会在斜盘摩擦面上留下磨痕的，但此已连续使用了45天的柱塞泵竟然连一点划痕都没有，表面如新！只能说明此泵从起用一开始就是产生了柱塞滑靴与斜盘摩擦面间是产生脱盘现象，柱塞在吸油时，滑靴在悬空状态。

滑靴产生脱盘现象的原因有下列二种情况：

一、柱塞泵吸油阻力过大；二、泵壳体压力高。

这二种原因中只要存在其中的一种原因，就会造成滑靴脱盘悬空，一旦出现滑靴脱盘现象时，连锁反应是配流盘表面油膜减少造成配流盘研伤。

德国力士乐泵的技术手册上已注明关于泵吸油口的三项重点技术要求：

余下还有很多的隐形条款，例如：不准在泵壳体泄油管路上安装单向阀，不准群泵共用一根回油管路，泵供油管在油箱内的要求，供油管与泵接口技术要求，供油管内壁光洁度要求，供油管路弯头最小半径要求等等。

图三斜盘高压区有一段滑靴与斜盘二金属间发生干摩擦磨痕严重的区域，金属表层已脱落。

金属表面形成这种磨损特征，即是以实物证明滑靴与斜盘间的静压油膜在机械压强作用下，油品挤压抗磨特性低或没有起到作用，发生油膜溃灭，使得二金属间发生接触摩擦。

液压油品的一个非常重要功能是润滑。油液与金属表面接合处，形成刚性油膜，当表面之间的机械作用很大时，依附在金属表面油楔也很坚固来保证润滑油膜的作用，在此零件上所产生的磨损区域，说明油膜刚度没能够抵抗住机械压强，造成滑靴与斜盘二金属间所夹持的由分子组成的动压油膜被压溃灭，油膜消失后，二金属间在无油膜状态下发生了摩擦热量现象，表面金属脱落。

本文还有二个重点要说明一下：

一、就是本文的开篇就写明了，此液压站制造安装后，也是使用两台A10V28 DFR1/31R泵，为什么这2台泵交替在线使用能连续在线使用4年多的时间才下线，而后续所更换的所有的泵都没有得到相应的时间？

二、这次更换的原装泵只使用了45天而再更换上一台国内生产的同型号的泵在线已连续在线使用了5个多月到目前运行状况良好？都是同一台液压站，两样的管路，同样的油液，同样的电机？

只有在线测试运行中的泵所有的数据才能回上述这2个问题。

现已在线连续使用5个多月这台国产泵，我从这家生产厂购买了一台同型号的泵拆解分析，从拆解的零件表面来看，这家是不走寻常路，与与众不同的是回程盘采用了定间隙保护装置，这种在重载泵中普遍应用的定间隙保护装置可有效的防止滑靴脱盘现象的发生。斜盘铜瓦是用螺钉固定在壳体内，支承球铰三根顶针是安装在缸体上三个小孔中，顶针更可靠安全，配流盘是钢基铜层结合一体，铜层摩擦表面是采用现代表面工程技术处理，因为用肉眼就能观察到铜层表面有沉积晶体颗粒，我个人分析是高压真空弧离子注入表层纳米Mo离子，提高润滑性能。壳体吸油腔孔道加大，孔臂光洁度光滑，这样使油液流体能量损失减少。

因为我本人能力有限，可能还有我没能发现的新科技技术。但从这家所生产的柱塞泵来看，现国产的柱塞泵的质量与性能不差于进口泵，如果国内的生产柱塞泵厂家都能向这家一样，不拼价格而拼技术性能、追求质量，把世界最现代科技熔入到柱塞泵生产中。

现美国某一家柱塞泵生产厂已在所生产的泵的滑靴表面制备了石墨烯涂层，同时也在缸体铜配流面上同样制备了石墨烯涂层，性能提高了数十倍，希望国内有识之士去检索一下这个专利技术。

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