淺談中大型挖掘機國產(chǎn)軸向柱塞泵的驗證方法

摘要：隨著國內(nèi)液壓技術進步，國產(chǎn)液壓泵開始在中大機型上使用。但由于暫無一套完整規(guī)范的試驗方法進行驗證，導致主機廠為了應對成本降低和爭奪市場占有率，拿現(xiàn)有產(chǎn)品做試驗，使得客戶對主機品牌和國產(chǎn)液壓件認知水平較低。介紹一套相對完整和規(guī)范的試驗方法，以便對國產(chǎn)液壓件質(zhì)量進行快速驗證。

關鍵詞：柱塞泵;驗證方法;中大型挖掘機;溫度;壓力

0" "引言

隨著國內(nèi)液壓技術進步，國產(chǎn)液壓泵開始在中大機型上使用。但由于暫無一套完整規(guī)范的試驗方法進行驗證，導致主機廠為了應對成本降低和爭奪市場占有率，拿現(xiàn)有產(chǎn)品做試驗，使得客戶對主機品牌和國產(chǎn)液壓件認知水平較低。為了對中大挖所用軸向柱塞泵新品開發(fā)過程性能與耐久性進行把關，我們根據(jù)實踐歸納了一套相對完整和規(guī)范的試驗方法。該試驗以48t挖掘機使用的川崎K5V212型主泵為參考，其他不同系列柱塞泵可針對試驗條件及合格判據(jù)依據(jù)做適當調(diào)整。

1" "通用試驗條件

通用試驗條件如下：壓力測量點推薦設置在泵的進、出油口處;溫度測量點設置在距離壓力測量點附近;

測試系統(tǒng)使用46號抗磨液壓油，液壓油清潔度滿足NAS1638 8級，每100h抽檢一次;試驗溫度為（50±5）℃，試驗回路油溫最高不超過（85±5）℃;須在額定轉(zhuǎn)速、額定壓力下測試。

2" "性能類試驗

2.1" " 外觀檢驗

試驗目的：檢驗柱塞泵的外觀（精細化程度）以及裝配質(zhì)量是否合格。

試驗條件與內(nèi)容：正常裝配下線的柱塞泵，采用目測法檢驗外觀是否異常，精細化程度是否需要提升，涂裝是否合格，裸露金屬表面是否修飾，外觀是否磕碰劃傷、脫漆等。對主要安裝尺寸進行測量。

合格判據(jù)依據(jù)：目測外觀無上述異常，主要安裝尺寸符合圖紙要求。

2.2" "氣密性試驗

試驗目的：考察殼體是否有砂眼，各類密封是否失效。

試驗條件與內(nèi)容：被試泵的殼體充滿允許峰值的干凈氣體，浸沒在水中或防銹液中，或使用專門的氣密性儀器檢測，保壓1min后，不得有任何漏氣。

合格判據(jù)：采用浸沒式試驗，不得有任何漏氣冒泡現(xiàn)象。采用儀器式試驗，不得超過規(guī)定的壓降（氣密性不合格時儀器自動報警）。

2.3" "跑合試驗

試驗目的：考察被試泵各處零部件是否正確裝配，各螺栓及堵頭力矩是否達到預緊值，考察各處摩擦副是否正常運轉(zhuǎn)，檢查是否裝配不良（功能異常、異響、漏油），并進行初期跑合。

試驗條件與內(nèi)容：泵排氣，擺角保持最大，空載啟動試運轉(zhuǎn)，從1000r/min開始逐級加載至額定工況跑合，每100～200r/min為一個步長;各個工況點穩(wěn)定運行3～5min，采集各工況點的轉(zhuǎn)速、扭矩、油溫、流量、泄漏量等數(shù)據(jù)。泵輸入轉(zhuǎn)速為2000r/min時，調(diào)整泵出口壓力，待工況點穩(wěn)定后，每工況點穩(wěn)定運轉(zhuǎn)3～5min。整個試驗過程無異常，跑合試驗完成。

合格判據(jù)：整個跑合過程不應該有異常振動、噪聲、發(fā)熱，流量、泄油等均勻穩(wěn)定，不應有異常波動。主壓力、殼體壓力應符合設計要求。

2.4" "排量試驗

實驗目的：考察被試主泵實際排量與理論設計公稱排量的吻合程度。

試驗條件與內(nèi)容：在泵的最低允許轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速之間，分5～10個區(qū)間，在相同試驗工況中，泵的輸入壓力應保持在設計規(guī)定范圍內(nèi)的同一設定值上;輸出壓力在整個試驗過程中保持恒定，測量液壓泵在空載穩(wěn)定工況下設定轉(zhuǎn)速的流量和轉(zhuǎn)速。對于變量泵，應在最大排量和其他要求的排量（如最大排量的75%、50%、25%）之間進行試驗，詳細內(nèi)容可參考GB/T 7936[1]。

空載指液壓泵的輸出壓力不超過5%的額定壓力或小于0.5MPa的工況。實際排量應在公稱排量的95%到105%。液壓泵排量V_i計算如下：

2.5" "壓力試驗

實驗目的：考察被試主泵各處壓力是否符合設計和試用要求，把握液壓泵的輸出壓力及其他各處壓力是否有異常脈動。

試驗條件與內(nèi)容：液壓泵在額定工況下按照跑合方法運轉(zhuǎn)，測量記錄其工作壓力、峰值壓力、壓力脈動、殼體壓力等波形，各波形形狀應符合式樣書要求。

合格判據(jù)：各工況下實測壓力曲線，A、B、C、D各點不應超過規(guī)格書規(guī)定的壓力最大值。K5V212型柱塞泵各類壓力范圍如圖1所示。

2.6" "效率試驗

試驗目的：考察被試泵的總效率是否能達到使用要求。泵的效率會直接影響挖掘機的油耗效率，通過測試泵的效率，可確認流量損失和扭矩損失的平衡關系。驗證液壓泵的機械效率、容積效率、總效率是否合格。

試驗條件與內(nèi)容：液壓泵擺角保持最大，轉(zhuǎn)速調(diào)至最高使用轉(zhuǎn)速或2000r/min，將被試泵前泵出口壓力逐漸加載至8MPa。待工況穩(wěn)定后，記錄壓力、流量、泄漏量、扭矩、功率等效率相關數(shù)據(jù)。按照上述方法，將被試泵前泵出口壓力逐漸加載至15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa，測量并記錄上述相關數(shù)據(jù)。將轉(zhuǎn)速分別調(diào)整至2000r/min、1800r/min、1600r/min、1400r/min、1200r/min，或任取其中三個均勻間隔的轉(zhuǎn)速，在上述各試驗壓力點測量記錄壓力、流量、泄漏量、扭矩、功率等效率相關數(shù)據(jù)。計算不同轉(zhuǎn)速下的容積效率和總效率。

合格判據(jù)：中大型挖掘機主泵總效率推薦不低于87±2%，若有特殊要求由供需雙方具體商定。

2.7" "壓力沖擊試驗

實驗目的：考察被試主泵的所有零部件疲勞強度，摩擦副的可靠性，軸承、彈簧、密封等標準件的壽命，螺紋連接部位的防松能力等。

試驗條件與內(nèi)容：試驗時長執(zhí)行24h×7天連續(xù)壓力沖擊試驗，推薦加載壓力波形如圖2所示。新開發(fā)主泵需要做10000h沖擊試驗，其中200～500h、1000～2000h、3000～5000h、10000h分別停機進行檢查，將泵拆解檢查滑靴表面、柱塞外圓、滑道表面、缸體R弧、配流盤R弧、缸體柱塞孔、支架R弧、斜盤R弧、壓盤與滑靴配合面、壓盤錐面、球較球面、滾針軸承等是否有異常磨損。其他技術、質(zhì)量改進等根據(jù)具體情況進行時長不等的壓力沖擊試驗。

主泵在耐久試驗前，應按照JB/T 7043規(guī)定的內(nèi)容與方法測量其性能[2]，或按照本試驗方法推薦的內(nèi)容測其性能。合格判據(jù)如下：容積效率下降小于2%，變量特性變化小于2%，其他性能合格。主要摩擦副相對滑動面無異常磨損或燒傷，無零件損壞，各類密封無失效，各類堵頭、螺栓、螺釘無松動。

3" "結(jié)論

本文從性能類試驗和耐久類試驗進行闡述，歸納了一套相對完善和規(guī)范的川崎K5V212型主泵試驗方法，文中所列試驗均為必做項，選做項如P-Q曲線試驗、變量特性試驗、盲區(qū)（死區(qū)）周期測試、自吸試驗等推薦盡量完成。該套試驗方法可為主機廠在試用新液壓泵方面提供很大幫助。

參考文獻

[1] GB/T 液壓泵和馬達空載排量測試方法[S].

[2] JB/T 7043 液壓軸向柱塞泵[S].