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液压机齿轮泵壳体爆裂的原因分析与措施

来源:未知 作者:admin 时间:2017-11-30

                                                                                                                                                液压机齿轮泵壳体爆裂的原因分析与措施
一简介
   在对某装备车进行交检过程中发现液压表的指示值达不到规定要求,调试人员随即对下车主溢流阀开启压力进行小幅增加,发现液压表指示仍不能上升,随后又进一步增大溢流阀开启压力,问题仍不到解决。调试人员随即收起支腿等待技术人员前来查看,此时齿轮泵突然发生爆裂。
二.故障原因分析
  停车后对齿轮泵进行检查,发现铝合金壳体端盖紧固螺孔沿轴向方向裂开有一长约100mm、2mm的贯通裂缝,该裂缝位于齿轮泵高压油腔一侧。针对问题的现象,从以下几个方面对问题产生的原因进行了分析。
1.
材质及铸造质量分析。液压泵的壳体材料为zl111铝合金,采用铸造的方法制造毛坯,采用镗、研磨等工序加工而成。如果壳体材质不合格或者在铸造过程中有夹渣、气泡或者加工过程中有裂纹等缺陷,在承受高压载荷的情况下会产生局部应力集中,导致爆裂。为验证该泵壳体是否满足要求,将爆裂的泵壳进行化学成分分析和力学性能测试。
结果表明:实测材料抗拉强度为315MPa,符合标准要求,壳体材料的化学成分符合GB|T1173-1995的要求,依据GB|T9438-1988低倍检验未见直径大于0.5mm的气泡或夹渣,铸造质量符合要求,泵壳断口处断面形状为韧性撕裂状断口,无陈旧性裂纹,这说明壳体加工过程中未造成裂纹或者使用过程中没有疲劳性裂纹产生。这说明齿轮泵壳体材质及铸造质量符合要求。
2.齿轮泵壳体有限元分析。采用有限元分析首先要构建实体模型,其方法一般有自底向上和自顶向下两种。自底向上时通过定义关键点,再用这些关键点定义较高级的图元,这种由点到线、由线到面、由面到体、由低级到高级的建模方法称为自底向上法。另一种是自顶向下法,它从高级图元开始建模,低级图元直接生成。根据壳体结构比较复杂的特点,采用自底向上的建模方法。
3.压力调节系统分析 上车压力的微调阀控制着液控溢流阀控油口的压力大小,即决定着溢流阀的开启压力值,齿轮泵爆裂主要由液压系统统计不完善,系统压压力调整不当所造成。同时,操作规范中也没有明确的压力调整方法,以指导操作人员。
三措施
通过分析,查明了产生原因,为了保证液压设备的正常工作,今后避免再发生类的事故,采取了以下几种措施。
1.完善液压系统。一种方法是在下车液压系统加装液压指示表,但下车溢流阀 调整的次数不多,加装液压指示表既增加成本,也并非必须。另一种方法是改进下车溢流阀阀体结构,限定其开启压力调整值范围为3-23mpa,即使压力调整螺栓拧到最大,溢流阀依然能开启,且压力为23MPa,这样既能满足使用要求,又不超过齿轮泵的额定压力值。经过专家评审最终选择第二种方法。
2.完善总装调试文件。将上述的调试方法 加入总装调试工艺及作业指导书中,并对相关人员进行培训,使之按规定的程序调试和作业。
落实以上措施后,对后续产品及已交付部队使用的产品改进、试验、跟踪,无类似事故出现。这说明原因分析全面,措施到位,效果良好。

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