Ремонт аксиально-поршневого гидронасоса: симптомы износа и стендовая проверка

Экскаватор медленнее поднимает стрелу под нагрузкой, масло нагревается быстрее прежнего, а из дренажной линии насоса уходит больше жидкости, чем раньше. Такие признаки заставляют подозревать насос, но похожую картину дают регулятор, клапаны, подсос воздуха и загрязнённое масло.

Ниже разобрано, какие детали аксиально-поршневого гидронасоса изнашиваются, по каким признакам это заметно, что проверяют до снятия агрегата, как проходят дефектовка и ремонт аксиально-поршневого насоса и что показывает стендовая проверка после ремонта.

Какие детали аксиально-поршневого насоса изнашиваются

Подача аксиально-поршневого насоса зависит от того, насколько плотно разделены полости высокого и низкого давления. Это разделение обеспечивают прецизионные пары трения качающего узла:

• поршни и отверстия блока цилиндров;
• башмаки поршней и наклонная шайба (в насосах с наклонным диском);
• торец блока цилиндров и распределитель;
• шарниры «поршень - башмак».

Кроме них нагрузку несут подшипники вала, а наружную герметичность обеспечивают уплотнение вала и уплотнения корпуса.

По мере износа зазоры в парах трения растут. Через них часть жидкости из полости нагнетания уходит в корпус насоса и дальше по дренажной линии в бак. Чем больше эти внутренние утечки, тем меньше жидкости насос подаёт в систему при тех же оборотах и давлении. Утечки растут с давлением и при снижении вязкости масла, поэтому изношенный насос может работать почти нормально без нагрузки и терять подачу под нагрузкой или после прогрева масла.

Симптомы износа аксиально-поршневого гидронасоса

Один и тот же симптом может быть связан с разными неисправностями. Признаки ниже показывают, что проверять, но сами по себе не подтверждают дефект насоса.

• Техника медленнее работает под нагрузкой. Снижается скорость исполнительных механизмов, давление не поднимается до настройки или проседает при нагружении. Возможная причина в насосе - внутренние утечки через изношенные пары трения; вне насоса - клапаны, регулятор, распределитель и сами исполнительные механизмы.
• Растёт расход в дренаж. Расход через дренажную линию - прямое следствие внутренних утечек насоса, поэтому по нему оценивают износ качающего узла. Сравнивать расход имеет смысл только при одинаковых давлении, частоте вращения и температуре масла.
• Изменился шум насоса. Шум может быть связан с подсосом воздуха и кавитацией на всасывании или с повреждением деталей насоса.
• Масло перегревается. Энергия, которая уходит на внутренние утечки, превращается в тепло. Нагрев дают и внешние причины: загрязнённый радиатор, неверная настройка клапанов, неподходящая вязкость масла.
• В фильтре появляются частицы металла. Продукты износа в фильтре указывают на разрушение какой-то пары трения, но не называют агрегат: источником может быть насос, гидромотор или другой узел.
• Течь по валу или по стыкам корпуса. Наружная течь говорит о состоянии уплотнений, а не о состоянии качающего узла. Одновременно проверяют дренажную линию: засорённая или пережатая линия повышает давление в корпусе, что нарушает работу насоса.

Осмотр мест течи и подключение приборов выполняют на остановленной технике после сброса давления.

Что проверяют до снятия насоса

Снимать и разбирать насос имеет смысл, когда более простые причины исключены, а подозрение подтверждено замерами. Порядок проверки зависит от схемы машины и её документации, но в него входят:

• Сбор данных. Модель машины и насоса, режим, в котором проявляется проблема, давность замены масла и фильтров, история ремонтов.
• Масло и фильтры. Уровень, цвет, пена, вода, частицы износа. Молочно-мутное масло указывает на воду, пена - на воздух в системе.
• Всасывающая линия. Подсос воздуха через соединения, засорение, пережатые участки.
• Подача и давление вместе, под нагрузкой. Одно показание манометра не показывает, сколько жидкости теряется на внутренние утечки: давление может держаться при заметно сниженной подаче.
• Расход в дренаж. Его измеряют расходомером при известных давлении, частоте вращения и температуре масла и сравнивают с документацией насоса или с прежними замерами той же машины.
• Регулятор и клапаны. Заклинивший золотник регулятора тоже ограничивает подачу или давление, и замена насоса в этом случае проблему не устранит.

Приборы подключают квалифицированные специалисты на остановленной технике после сброса давления; разъединять линии под давлением нельзя.

Как проходит ремонт аксиально-поршневого насоса

Насос разбирают в чистом помещении: абразив, попавший при сборке, повреждает прецизионные поверхности. Детали промывают и оценивают по одной, сверяя с документацией изготовителя.

При дефектовке проверяют:

• рабочий торец блока цилиндров - поверхность должна быть гладкой, без забоин и заусенцев;
• распределитель - кавитационная эрозия, изменение цвета и прижоги являются основанием для замены;
• поршни и башмаки - износ башмаков, люфт в шарнире «поршень - башмак», изменение цвета поршней от перегрева;
• наклонную шайбу - износ и риски на рабочей поверхности;
• подшипники - плавность вращения и износ;
• уплотнения - в руководствах по ремонту рекомендуют заменять их все, независимо от внешнего вида.

Числовые пределы износа зависят от серии насоса. Например, в руководстве одного изготовителя заданы предельный люфт шарнира поршня и минимальная толщина башмака, а критерии доработки блока цилиндров и распределителя вынесены в отдельную спецификацию. Поэтому дефектовку ведут по документации на конкретный насос.

Изношенные детали заменяют. Рабочие поверхности некоторых деталей допускается восстанавливать механической обработкой, если изготовитель предусматривает такую доработку и задаёт её пределы. После обработки поверхность должна соответствовать требованиям изготовителя по геометрии и шероховатости. Локальная доработка не всегда возвращает исходные характеристики, поэтому её результат подтверждают замерами и испытанием.

Ремонт или замена качающего узла

Решение зависит от результатов дефектовки. Если изношены отдельные детали, их меняют. Если одновременно повреждены блок цилиндров, распределитель и поршни, рассматривают замену качающего узла в сборе или насоса целиком. На выбор влияют доступность деталей для конкретной серии, состояние корпуса и вала, требования к ресурсу и срокам. Ремонт аксиально-поршневых гидронасосов не всегда выгоднее замены, и до дефектовки этого не определить.

Отдельный вопрос - причина износа. Если насос вышел из строя из-за загрязнённого масла, кавитации на всасывании или перегрева, причину устраняют до установки отремонтированного агрегата, иначе износ повторится. После разрушения пар трения продукты износа могут остаться в гидросистеме, поэтому оценивают, нужны ли её промывка и замена фильтров.

Стендовая проверка после ремонта

Стендовая проверка нужна, чтобы до установки на машину подтвердить параметры собранного насоса в контролируемых условиях. На испытательном стенде насос вращают с заданной частотой, нагружают дросселем или нагрузочным клапаном и измеряют параметры. В зависимости от программы испытаний проверяют:

• подачу при рабочем давлении и её отношение к теоретической подаче, то есть объёмный КПД;
• расход утечек в дренаж как показатель состояния качающего узла;
• работу регулятора - уменьшает ли насос подачу при заданном давлении настройки;
• наружную герметичность корпуса, уплотнения вала и соединений;
• температуру рабочей жидкости, при которой выполнены замеры: от неё зависят вязкость масла и утечки.

Как и при вводе в эксплуатацию, работу начинают при низком давлении и повышают его постепенно, чтобы удалить воздух из насоса и линий. Режимы, давления и критерии приёмки задаёт документация на конкретный насос.

Стендовая проверка показывает состояние насоса на момент испытания и в условиях стенда. Она не заменяет проверку после установки и не гарантирует работу насоса при загрязнённом масле, подсосе воздуха или неисправном регуляторе системы. Поэтому после монтажа подачу и давление проверяют ещё раз, уже в составе гидросистемы.

Что учитывают при установке насоса после ремонта

• Корпус насоса перед пуском заполняют чистым рабочим маслом через дренажный порт, указанный в документации. Через внутренние зазоры корпус заполняется медленно, и при сухом пуске пары трения и подшипники начинают работать без смазки.
• Всасывающую линию и систему заполняют маслом и удаляют из них воздух.
• Первый пуск выполняют при минимальной настройке давления, затем давление поднимают постепенно и проверяют работу регулятора.
• Дренажную линию прокладывают без засоров и сужений, чтобы давление в корпусе не превышало допустимого по документации.

Вывод: ремонт подтверждают замеры

Износ аксиально-поршневого гидронасоса проявляется ростом внутренних утечек: подача падает под нагрузкой, растёт расход в дренаж, масло греется. Эти признаки показывают, что проверять, но решение о снятии насоса принимают после замеров подачи, давления и дренажа и проверки регулятора, клапанов и всасывания. Способ ремонта определяет дефектовка по документации изготовителя, а результат подтверждают стендовая проверка и повторный замер на машине.