Study of wear of parts of adjustable axial piston pump motors
Authors: Столяров А.В. , Червяков С.В. , Рогонова О.В. 
Published: March 2022

Проблема и цель. Целью исследований явилось установление величин износов ресурсоопределяющих поверхностей насос-мотора марки МГЭ 112. Объект исследования: сферическая поверхность распределителя и блока цилиндров, поршень, отверстие блока цилиндров качающего узла аксиально-поршневого насос-мотора, подверженные износу в процессе эксплуатации. Методология. С целью получения первичных данных проводились микрометражные измерения и профилографирование поверхностей качающего узла насос-мотора. Результаты. Микрометражные измерения 70 поршней показали значения износов в интервале от 2 до 90 мкм, при среднем значении 22,5 мкм. Для отверстий блока цилиндров значения износов имеют соответственно следующие значения 4, 88 и 21,1 мкм. Исследование профилей износов сферических поверхностей показали следующие результаты: площадь износа распределителя имеет интервал от 10,2 до 38,9 тыс. мкм², у блока цилиндров площадь износа находится в более широком интервале от 5,2 до 53,6 тыс. мкм², а суммарное значение износа обоих поверхностей составило от 17,2 до 88,9 тыс. мкм² при среднем значении 36,5 тыс. мкм². Проведенные микрометражные исследования деталей показали, что поршни и отверстия блока цилиндров изнашиваются равномерно, разность в скорости износа составляет 4-7 %. Было установлено, что средний зазор в поршневой паре достигает значений в 65-70 мкм при максимально допустимом значении в 45 мкм. Максимальное значение зазора достигает 230 мкм. Исследования площади износов сферических поверхностей показали, что в среднем распределитель изношен в 1,2 раза меньше блока цилиндров, но при этом износ распределителя по высоте значительно превосходит износ блока цилиндров (за счет этого ослабевает натяг в качающем узле и происходит расклинивание). Заключение. Анализ полученных результатов говорит о различном характере изнашивания. Так, у распределителя величина износа составила 3,6 мкм с одним характерным провалом. У блока цилиндров величина износа составила 5,8 мкм, при этом видны три провала, они соответствуют местам контактов границ окон, здесь происходят утечки жидкости и появляются данные дефекты, в результате загрязненности продуктами износа. Полученные данные по величинам износов поршня и отверстия блока, площади износа сферических поверхностей распределителя и блока цилиндров явились исходными при определении степени технологического воздействия на них.
Problem and purpose. The purpose of the research was to establish the wear values of the resourcedetermining surfaces of the MGE 112 pump-motor. The object of research: the spherical surface of the distributor and the cylinder block, the piston, the bore of the cylinder block of the pumping unit of the axialpiston pump-motor, subject to wear during operation. Methodology. In order to obtain primary data, micrometer measurements and proflography of the surfaces of the pumping unit of the pump-motor were carried out. Results. Micrometric measurements of 70 pistons showed the values of minimum wear of 2 microns, maximum of 90 microns, while the average values were 22.5 microns. For the cylinder block bores, the wear values are respectively 4, 88 and 21.1 μm. Investigation of the wear profles of spherical surfaces showed the following results: the wear area of the distributor is in the range of 10 250 ... 38 920 µm² with an average value of 29 025 µm2. The wear area of the cylinder block is in the range of 5 210… 53 680 µm² with an average value of 37 410 µm². The total area of wear is in the range of 17,200 ... 88,905 μm2 with an average value of 36,500 μm². The micrometric studies of the parts showed that the pistons and cylinder block bores wear evenly, the diference in the wear rate is 4-7%. It was also found that in some cases wear may appear several times higher than the maximum permissible values, this occurs when rings break; the average clearance in the piston pair reaches values of 65-70 microns with a maximum allowable value of 45 microns. The maximum gap value reaches 230 µm. Studies of the area of wear of spherical surfaces showed that, on average, the distributor is worn 1.2 times less than the cylinder block, but at the same time, the wear of the distributor in height signifcantly exceeds the cylinder block (due to this, the tension in the swinging unit is weakened and wedging occurs). This confrms the hypothesis that waterjet is the main wear mechanism. Conclusion. Analysis of the results obtained indicates a diferent nature of wear. For example, the wear of the distributor was 3.6 µm with one characteristic failure. At the cylinder block, the wear value was 5.8 microns, while three dips are visible, they correspond to the contact points of the window boundaries, fuid leaks here and these defects appear, as a result of its contamination with wear products.The data obtained on the values of the piston and block bore wear, the wear area of the spherical surfaces of the distributor and the cylinder block were the initial ones when determining the degree of technological impact on them.