故障树分析中威格士叶片泵内部磨损的原因拆解

在威格士叶片泵压力不稳故障树中，“内部磨损" 是核心中间事件（OR 门连接顶事件），其下可进一步拆解为叶片磨损、定子磨损、配流盘磨损、轴承磨损四个次级中间事件，每个次级事件再通过 AND/OR 门关联具体可检测的底事件，所有原因均围绕 “摩擦加剧、润滑失效、材质疲劳、安装偏差" 四大核心机理，具体拆解如下：

一、次级中间事件 1：叶片磨损（AND/OR 门组合）

叶片磨损是内部磨损中最常见的类型，直接导致高压腔与低压腔泄漏，引发压力波动，其底事件包括：

配合间隙超标（AND 门）：叶片与转子槽配合间隙＞0.07mm，运行时产生径向摆动，加剧顶部磨损；

油液污染（OR 门）：油液污染度＞NAS 8 级，含固体颗粒杂质（≥10μm），随油液循环研磨叶片表面；

润滑不良（AND 门）：油液粘度偏离 ISO VG 32/46 标准（过高 / 过低），叶片与转子槽滑动阻力增大，无充分油膜保护；

工况过载（OR 门）：长期在额定压力 110% 以上工况运行，叶片顶部承受过大冲击载荷，材质疲劳加速；

安装反向（OR 门）：叶片安装时倾角与泵旋转方向相反，导致顶部受力异常，局部磨损加剧。

二、次级中间事件 2：定子磨损（OR 门主导）

定子内表面（尤其是高压区）磨损会破坏工作腔密封性，导致流量压力不均，底事件包括：

叶片冲击磨损（AND 门）：叶片顶部磨损后未及时更换，边缘变钝，旋转时对定子内表面产生 “刮擦式" 冲击；

油液杂质嵌入（OR 门）：油液中金属碎屑、粉尘等杂质被压入定子表面，形成 “研磨点"，逐步扩大为波浪状磨损；

材质匹配不良（OR 门）：定子材质硬度不足（未达 HRC 58-62 标准），或叶片与定子材质搭配不合理（如不锈钢叶片配普通铸铁定子）；

油温异常（AND 门）：油温长期＞60℃，导致定子材质热变形，与叶片配合间隙动态变化，摩擦加剧；

变量泵变量角异常（仅变量泵，OR 门）：变量角过大 / 过小，导致叶片对定子内表面压力分布不均，局部过载磨损。

三、次级中间事件 3：配流盘磨损（AND 门主导）

配流盘端面磨损会导致轴向泄漏，破坏压力稳定，其底事件需多因素叠加，包括：

轴向间隙超标（AND 门 1）：泵盖固定螺钉松动，导致配流盘与转子端面轴向间隙＞0.05mm，高压油窜漏引发冲刷磨损；

表面光洁度下降（AND 门 2）：配流盘密封端面光洁度 Ra＞0.8μm，或存在划痕、凹坑，密封失效后磨损加剧；

油液润滑失效（AND 门 3）：油液抗磨添加剂失效，或油液中水分含量＞0.1%，破坏配流盘与转子间的油膜；

安装偏斜（OR 门）：泵盖安装平面垂直度偏差＞0.038mm/mm，导致配流盘受力不均，局部偏磨；

压油口设计缺陷（特殊底事件）：配流盘压油口三角槽磨损或设计不当，产生困油现象，瞬间压力冲击导致端面损伤。

四、次级中间事件 4：轴承磨损（OR 门主导）

轴承磨损会导致泵轴偏摆，间接引发叶片、定子的偏心磨损，底事件包括：

径向游隙超标（OR 门）：轴承径向游隙＞0.05mm，运行时泵轴产生跳动，带动转子偏心旋转；

润滑不足（AND 门）：轴承润滑脂干涸、变质，或泄油管堵塞导致润滑油路中断；

安装同心度偏差（AND 门）：泵轴与电机轴径向偏差＞0.05mm，轴承长期承受额外径向力，滚道磨损；

过载运行（OR 门）：泵长期在额定转速 110% 以上运行，轴承转速超限，滚动体疲劳加速；

异物侵入（OR 门）：轴承密封件损坏，油液中杂质进入轴承内部，研磨滚道和滚动体。

五、威格士叶片泵内部磨损事件的故障树逻辑关系

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中间事件：内部磨损

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   OR门

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  /  |  \

叶片 定子 配流盘 轴承

磨损 磨损 磨损 磨损

  |    |    |    |

AND/OR AND/OR AND OR

  |    |    |    |

底事件 底事件 底事件 底事件

OR 门应用场景：单个底事件即可引发次级磨损（如 “油液污染" 单独导致叶片磨损）；

AND 门应用场景：多底事件叠加加剧磨损（如 “轴向间隙超标 + 油液杂质" 共同导致配流盘严重磨损）。

六、核心总结

内部磨损的根本原因可归纳为三类：一是油液管理失效（污染、粘度异常、润滑不足），二是安装维护偏差（间隙超标、同心度偏差、螺栓松动），三是工况过载（压力 / 转速超限、变量机构异常）。这些底事件通过不同逻辑组合触发叶片、定子、配流盘、轴承的磨损，最终导致泵输出压力不稳，也是故障树定性分析中 “多事件割集" 的主要来源（如 “油液污染 + 间隙超标 + 高压运行" 组合）。