液压系统故障的诊断与排除课件.ppt

1、液压系统故障的诊断与排除41 机床液压系统故障特征 机械设备液压系统一般由机械、液压、电气及其仪表等装置有机地组合而成，其故障分析也受各方面因素的综合影响。液压设备中出现的故障可能是多种多样的，而且多数情况下可能是几个故障同时出现，或多个原因引起同一故障，而且这些原因常常互相交织在一起互相影响。即使对于同一原因，因其程度和系统结构的不同以及与其配合的机械结构不同，所引起的故障现象也可能是多种多样的。液压系统的故障除与液压本身的因素有关外，甚至还会与机械、电气部分的弊病交织在一起，使得故障变得复杂，新设备的调试更是如此。41 机床液压系统故障特征 在液压系统的故障中，既有没有规律偶然发生的故障，

2、也有由一定规律的原因引起的持续不断经常发生的必然故障。由于很难观察到液压系统内部油液的流动的状态、液压件内部零件的动作以及密封件的损坏情况等，所以很难直接判断出产生故障的主要原因。液压系统的故障具有多样性、复杂性、偶然性与必然性、分析判断难度性等特点，并且一时很难确定故障的部位和产生的原因，但是一旦找出原因后，其处理和排除却比较容易。掌握液压传动的基本知识，了解整个系统的传动原理和结构特点，处理液压故障的初步经验，熟知设备的情况，是查找故障原因的基础。只有根据故障现象进行判断，逐步分析深入，有目的、有方向地逐步缩小可疑范围，才可能确定出故障的区域、部位，以至于某个元件。所以，具有一定的分析故障

3、原因、准确判断故障部位的能力是很重要的。然而液压系统的工作总是由压力、流量、液流方向来实现的，因此，总是可以按照这些特征找出故障的原因并能及时排除。一般情况下，液压系统的故障主要由设计不完善或不合理，操作安装有误，使用、维护、保养不当等原因引起。由设计不完善或不合理引起的故障必须充分分析研究后进行改装、完善，其他原因引起的故障可以用修理及调整的方法解决。41 机床液压系统故障特征 阶段：1、新试制液压设备 故障特征：故障率较高，存在的问题也较复杂，其特征是设计、制造、安装(包括装配)、管理等问题交织在一起 故障现象：接头或连接处泄漏严重；速度不稳定；污物卡死阀芯等使执行机构动作失灵：阀类元件漏

4、装弹簧或密封件或管道接错造成动作混乱；阻尼孔被堵造成压力不稳定或无压力；系统发热量大、同步动作不协调或位置精度达不到要求等41 机床液压系统故障特征阶段：2、定型设备调试阶段 故障特征：故障率较低，主要由管理不善、安装不当、运辅中损坏而引起 故障现象：有外泄漏、压力不稳定或动作不灵活、有污物进入系统、装配时漏装或错装弹簧等零件、加丁质量或安装质量差造成阀芯动作不灵活等41 机床液压系统故障特征 3、设备运行初期 经调试后进人正常生产运行阶段 接头振动松脱、少数密封件损坏造成漏油，由于堵塞造成压力不稳和工作速度变化，由于油温升高而引起泄漏、工作压力和速度不稳定等 4、设备运行中期 故障率最低，系

5、统运行状态最佳 注意控制油液污染41 机床液压系统故障特征 5、设备运行后期 元件因工作频串和负荷条件不同，各易损件先后开始正常性的超差窘损，故障率较高泄谓量增加，系统效率降低对液压系统和元件进行全面检查，对有严重缺陷和已失效的元件进行修理或更换，对系统进行全圃修复，以防止液压设备不能运行被迫停产6、突发性故障突发性故障发生区域和产生原因明显 发生碰撞、弹簧突然折断、管道破裂、异物堵塞、封件损坏等与设备安装不当、维护不良有关加强设备维护管理，严格执行岗位责任制，加强人员素质培育4.12诊断故障的步骤诊诊断步断步骤骤诊诊断内容断内容熟悉性能和资料详细了解设备与各元件的结构、技术性能、特点、工作原

6、理、运行要求以及主要技术参数调查了解情况了解现场故障前后的工作情况及异常现象、产生故障的部位、故障现象，以及过去排除此类故障的经验现场观察如设备还能启动运行，则由设备运行情况观察故障现象，检查故障部位、观察系统压力变化、速度变化、动作顺序等工作情况，噪声、泄漏等各种现象简约技术文档查阅设备技术档案，了解设备的制造日期液压件状况、运输中有无损坏，调试及验收的原始记录及以往是否有过类似故障还是新出现的故障归纳分析判断对所有有关该故障的情况和资料进行综合分析，由系统外部到系统内部逐步检查原因，并要将机械、电气、液压三方面联系在一起考虑，找出故障的可能原因。归纳分析是找出故障原因的基础组织实施在摸清情

7、况的基础上，制定出切实可行的排除故障的措施，并组织实施。若是必然故障则必须彻底排除，若是偶然故障则作出相应处理即可总结经验总结分析排除故障的成功经验，为今后开展故障诊断提供依据。积累维修工作经验是开展故障诊断技术的重要依据纳入设备档案将本次产生故障的现象、部位、排除方法及注意事项作为资料纳入设备技术档案，以便今后对故障诊断进行查阅413故障诊断方法 从长期实践总结积累的故障诊断方法可归纳为：看、问、听、摸、闻。看即观察液压系统的真实现象；问即了解设备平时的运行情况；听即判别液压系统工作声音是否正常；摸即体察正在运动的部件表面；闻即了解油液是否有异味变质。一般液压系统故障诊断方法如下：诊断方法诊

8、断内容看看速法执行机构的运行速度有无变化和异常现象看压法系统的压力值是否正常、有无波动等现象看油液油液是否清洁、是否变质、由表面是否有气泡、油量是否满足要求、黏度是否符合要求看泄漏系统是否有外泄漏和出现油垢现象看产品根据产品质量判断运动机构的工作状态及系统的压力和流量的稳定性看回油总油管的回油情况问一问液压系统工作是否正常及液压泵有无异常现象二问液压油的更换时间及滤网清洗或更换情况三问故障前调压阀或调速阀的工作情况四问故障前密封件或液压件的更换情况五问故障前后系统工作时有那些不正常现象六问过去出现故障情况及故障原因与排除方法发 听听噪声液压泵及系统噪声是否过大，元件是否有尖叫声听冲击声系统工作

9、时各元件是否冲击声听泄漏声油路板内部是否有微细而连续的泄漏声听敲打声液压泵运转时是否有敲打声 摸摸温升液压泵、油箱和阀体外表面，判别其温升是否正常摸振动运动部件和管道有无振动摸爬行工作台低速运动时有无爬行现象摸松紧程度 挡铁、微动开关、紧固螺钉等的松紧程度 摸摸温升液压泵、油箱和阀体外表面，判别其温升是否正常摸振动运动部件和管道有无振动摸爬行工作台低速运动时有无爬行现象摸松紧程度 挡铁、微动开关、紧固螺钉等的松紧程度 闻闻异味闻一闻油液是否有异味变质 此外，可采用浇油法查找进气部位，当油浇到怀疑部位时故障现象消失即找到故障根源。在分析故障原因时，主观诊断只是简单的定性情况，有时为了查清夜压系统

10、的故障原因，还需停机拆卸某些元件，送到试验台上做定量的性能测试。413故障诊断方法414建立故障档案 故障档案是设备维修工作的真实记录和原始依据，它对了解设备使用的历史情况、对分析故障原因和制订排除对策都很有价值，是实现故障管理的基础资料。故障档案的主要作用有：根据产生故障的原因和性质改进管理，制订相关的规章制度及进行技术培训；根据易出故障部位、系统缺陷和修理中的遗留问题，制定改进维修计划；根据故障记录，改进修理方法和完善维修计划。42 机床液压系统故障预兆机床液压系统故障预兆 液压系统中的大部分故障并非突然发生，总有一些预兆。如振动与噪声、冲击、爬行、污染、气穴和泄漏等。这些现象发展到一定程

11、度，即产生故障。如果这些现象能及时发现，并加以适当控制或排除，系统的故障就可相对减少。421 振动与噪声(1)振动 液压系统的振动可能来自机械系统、油泵与油马达、阀类元件和管道内液流的振荡等。振动一旦发生，不仅影响主机的性能，而且还会产生故障。液压系统出现振动的形式可分为强迫振动与自激振动两类。单纯的自由振动比较少。强迫振动一般由油泵或油马达的流量脉动引起，也可能由接近液压装置的外界振源通过系统的某一元件所引起。通常产生强迫振动的元件有油泵、油马达、联轴器及压力控制阀等。自激振动是由液压传动系统中的压力、流量、作用力和质量等参数相互作用而产生的。例如，液压传动与控制中的伺服阀和阀芯所产生的自激

12、振动，其振源就在于阀芯的轴向液动力与管路的相互作用。对于油泵、油马达、油缸、管件、控制阀等所组成的液压系统，可能产生单个元件的振动，也可能产生两个或两个以上的共振。每个振动的弹性体都有其固有的振动频率。若与其他振源频率相近或相同，即产生共振。共振将破坏液压系统的正常工作，造成故障。根据现场调查，液压装置的共振多发生在控制阀与管路上。必须在安装、维护和使用上尽可能减少或控制一切振源，特别是共振。(2)(2)噪声噪声 没有一定频率和声强无规律地组合在一起的声音称为噪声。随着液压技术向高压、高速和大功率发展，液压元件与装置已经成为工作机械重要的噪声源。振动趋势加大，伴随着噪声也加大。例如，齿轮泵的压

13、力提高一倍，其噪声级增加3dB；功率增加一倍，噪声级增加4dB；转速增加一倍，噪声级增加58dB。噪声使I作人员有难受和疲倦的感觉，成为公害。国际标准化组织(1SO)已提出了噪声标准，规定每天工作八小时的，容许连续噪声级为90dB，每天工作四小时的，噪声级容许值可提高3dB，一般车间规定为4075dB。而液压传动中的噪声级一般规定不超过?080dB。液压系统噪声的来源主要有下列几个方面。油泵或油马达质量不好引起噪声 如加工精度不高、流量和压力脉动较大、困油现象解决不当、轴承质量不好等都会引起噪声。工作中，由于零件磨损、间隙过大、流量不足和压力波动等原因也会引起噪声。进入空气使液压系统产生噪声

14、液压系统进入空气后，即产生“空穴”(气泡)现象。由于“空穴”，在低压区时油液的体积较大。当液体流到高压区后，因受压缩其体积突然缩小，而流到低压区时，体积又突然增大。这样，气泡体积的突然改变，将产生“爆炸”现象，发出噪声。流体对阀体壁面的冲击产生噪声 流动液体的涡流或流体剪切引起的压力振动，使阀体壁面振动，形成噪声。压力差产生液压冲击引起噪声 由于阀的动作造成压力差很大的两个油路连接时产生液压冲击，使管道与压力容器等振荡而形成噪声。如换向阀的换向冲击声、溢流阀卸荷动作的冲击声等。元件不稳定振动引起噪声 阀的不稳定振动引起的压力脉动也会造成噪声。先导式溢流阀的导阀在工作过程中，经常处于不稳定的高频

15、振动状态，由此而产生的噪声会达到刺耳的程度。机械系统振动引起噪声 如带轮、联轴器、齿轮、回转体的不平衡和滚动轴承的滚动体发生振动等都会引起噪声。另外，液压系统安装不良也会引起机械振动而发出噪声。如油泵轴与电机轴不同心或联轴器松动，管道支承不良及基础缺陷等都会引起松动和噪声。总之，液压系统的噪声来源及传播是一个复杂问题。它不仅与元件结构、加工和装配质量有关，而且还与系统设计、安装和使用维护都有密切的关系。降低或控制液压系统噪声的主要措施有：防止油液中混入空气、防止泵和阀产生“空穴”现象、防止管道内产生紊流和涡流、减少或吸收管道内的压力脉动(如在泵的出口装设消声装置)、设置防振垫(或支架)及有关隔

16、振措施等。4 42 22 2 液压冲击液压冲击 液压系统中产生冲击，将使系统的稳定性和可靠性降低，甚至发生故障。(1)液压冲击发生的原因及其危害 在液压系统管道内流动的液体由于液压阀的快速换向或突然关闭、执行元件突然停止运动、负载突然变化等将使瞬时压力值增至极大，这种现象称为液压冲击。另外，控制阀关闭后，高速运动的部件在惯性力的作用下仍继续运动，需要经过一段时间才能完全停止。在这种情况下，也会引起系统压力瞬时急剧上升，产生液压冲击。液压冲击会使系统瞬时压力高出正常工作压力好几倍，产生巨大的振动和噪声，使油温升高，还会损坏密封装置、管件及其他元件等。所以，搞清楚液压冲击的原因，估算出它的压力峰值

17、，并采取抑制措施是非常重要的。(2)减小或防止液压冲击的措施 减小或防止液压冲击的发生，可以通过减慢阀的换向速度、在阀的前面设置蓄能器以减小冲击波的传播距离、加大管径、缩短管长或采用橡胶软管、在系统冲击源前设置安全阀等措施实现。对于电液换向阀，可通过控制先导阀的流量来减缓滑阀的换向速度。设置蓄能器或加大管径、采用软管可以吸收部分冲击压力的能量以使压力冲击得到缓冲。设置安全阀可对冲击压力进行卸荷，使压力冲击得到缓解。对于油缸在高速运动时突然停止或反向由于惯性所引起的压力冲击，可在油缸出入口处安装溢流阀(其调整压力为油缸额定压力的5一15)防止压力冲击，也可在油缸行程终点附近采用行程减速阀或节流阀

18、、或采用带缓冲装置的油缸，使之慢慢停止或反向，以防止液压冲击。4 42 23 3 气穴与汽蚀气穴与汽蚀 气穴与汽蚀是液压系统中常常容易出现的不利现象，对系统工作的危害性很大。(1)气穴与汽蚀现象 油液在液压系统中流动时，在流速高的区域其压力较低。当压力低于空气分离压力时，溶解于液体中的空气(常态条件下矿物油中溶解有612体积的空气)被分离出来，形成气泡存在于液体中，并随液体一起流动。气泡在油液中占据一定的空间，使油液变得不连续，这种现象称为气穴(又称空穴)现象。气穴发生后，气泡随着液流进入高压区，在高压的作用下，气泡被急剧破坏或缩小，使原来所占据的空间形成了真空，四周液体质点以极大的速度冲向真

19、空区域，产生局部液压冲击，质点所具有的动能突然变成压力能和热能(局部高压可达数百个大气压，温度可达1000C)。如果这种液压冲击发生在金属边壁上，就会加剧金属氧化腐蚀，使金属零件表面逐步形成麻点。严重时，会使表面脱落，出现小坑。这种现象称为汽蚀。(2)气穴与汽蚀发生的部位 气穴发生于液流的低压区，而汽蚀则发生在高压区。在高压区内，泡被压缩或破坏产生局部液压冲击，对金属表面具有剥蚀作用。在液压系统中的节流处、突然启闭的阀门、吸油不畅或安装过高的油泵吸油口等处，均有可能产生气穴。节流处的气穴 当油液流经节流小孔或缝隙时，由于流速较高而使压力降低，从而产生气穴。油液流经节流小孔时，要产生收缩现象(即

20、小孔下游附近的液流截面小于小孔的几何截面)。由实验测得，对于锐边小孔的节流装置，小孔前后的压力比p1/p23.5时，就要发生气穴。所以，在阀类节流压力降低时不发生气穴的条件是压力比p1/p235。油泵中的气穴 由于油泵的吸油高度、吸油速度和管路中的损失等因素可能造成油泵吸油腔的压力过低而造成油泵中的气穴。对油泵的吸油高度和转速均有一定的限制。当齿轮泵和叶片泵的转速i时，油液来不及填满整个工作空间，不仅使容积效率降低，而且还使；满油液的工作空间压力降低，容易形成气穴和汽蚀。(3)气穴与汽蚀的检测 对于气穴和汽蚀的检测，可以通过在油泵进口处装一个真空表，听发出的声音是否正常(汽蚀的油泵会发出啸叫声

21、)，或通过故障2进行测定。例如，因为当出现汽蚀现象时油液的压缩性变得较大，所当油泵吸油不足或输出油量降低时，都会使油缸或油马达动作变得缓系统动作变得迟钝。(4)气穴与汽蚀的危害及控制措施 气穴现象将使液压系统的工作性能恶化、容积效率降低、损坏零件、使用寿命缩短，同时还会使系统的压力和流量受到影响，并可能产生液压冲击、振动与噪声等不利现象。对于轴向柱塞泵的缸体，油泵吸油腔压力不足时，不能使油液快速进入缸体，流体中产生气泡。在高压腔气泡撞到缸壁时即破裂，此时压力瞬时极大，导致金属表面小块剥落。齿轮泵若在进口处的低压腔将气泡带人油液，到出口处的高压腔又被挤坏而产生汽蚀，会对浮动侧板产生损伤。叶片泵的

22、汽蚀将在转子装叶片的腔内产生明显的波纹伤痕。为了防止气穴与汽蚀的产生，应使系统各处的油压高于空气分离压力。油液的种类、温度和空气的溶解量不同，其空气分离压力也不同。当温度高、空气溶解量大时，其空气分离压力相应较高。一般矿物油的含气量为10，50时的空气分离压力约为40kPa的绝对压力。另外使节流部位前后压力比小于35也可防止气穴的发生。使油泵具有足够的吸油管径、避免管道过长或急剧转弯、降低油泵的吸油高度、限制油泵转速不能过高等，都可以防止油泵中出现气穴现象 保持液压元件及管接头具有良好的密封，防止吸油管口吸入气泡，将回油管插入液面以下，减少油液中的机械杂质等，都可以防止空气进入油液而产生气穴。

23、424 爬行 执行元件(油缸或油马达)在低速运动时出现的时断时续的速度不匀现象称为“爬行”。严重的爬行现象很容易看出，对于轻微的爬行现象，把手放在工作台上可以感觉到极轻微的窜动。爬行现象将随着工作机构速度的提高而逐渐减弱或消失。当执行元件出现爬行时，不仅影响系统工作的稳定性，还将严重影响产品的加工精度和表面粗糙度，缩短机构或刀具的使用寿命。因此，分析产生爬行的原因和消除爬行现象是非常重要的。(1)产生爬行的原因 液压系统产生爬行的原因主要与摩擦力有关，一般由以下几种原因引起。润滑条件不良 当运动速度减小时，两滑动面间的油楔作用减弱，使得润滑油膜的厚度降低，甚至使部分油膜破裂，造成金属表面局部直

24、接接触。当运动速度降到一定数值时，油膜断裂比率增加，摩擦力随之增大，当摩擦系数增加到一定值后，滑动副将交替出现“停顿滑动停顿”的现象，即所谓“爬行”。所以，润滑不良、润滑系统供油不足或导轨面刮点不合要求(过多或过少)等都会造成油膜破裂而出现爬行。空气侵入系统 当油液含有一定空气后，其压缩性就会增大。当用液压缸驱动工作台时，其导轨面、活塞、油缸等的配合处都有摩擦。当压力油进入液压缸时，活塞必须克服各处的静摩擦力才能驱动工作台运动，并不会立即运动。此时，压力油首先压缩液压缸工作腔中的空气并积蓄能量，直至能克服静摩擦阻力时，工作台才会运动。一旦工作台启动后，其静摩擦即变为动摩擦，液压缸工作腔中被压缩

25、的空气膨胀，迅速释放储蓄的能量使工作台快速前冲。这时，回油腔的阻力加大，造成回油腔的空气突然压缩，背压随之增加，阻止工作台运动，前冲后又停顿下来。由于压力油不断输入液压缸的工作腔，使前冲、停顿不断地循环，工作台即产生爬行现象。机械性能的影响 工作台运动部分的机械刚性过低、装置不当或零件变形、磨损以及尺寸超差等都会引起摩擦力显著变化而产生爬行。如液压缸、活塞及活塞杆的密封过紧、过松或泄漏；活塞和活塞杆的不同心、活塞杆的弯曲、活塞与缸体的相对磨损、缸体锥度、椭圆度超差等都会造成摩擦阻力不均而产生爬行。系统压力的影响 液压系统的压力脉动过大或系统压力过低也可能造成爬行现象。(2)防止爬行的方法 由于

26、出现爬行时，将给系统带来严重的影响，所以要采取有效措施防止出现爬行现象。保证系统足够的刚性 液压传动系统的刚性要比机械传动系统的刚性低，容易产生爬行现象。由于空气的混入将对刚性产生极大的影响，必须采取有效措施加以防止。如防止从油中析出空气和设置可靠的排气装置等，工作前使油缸在空载情况下全行程快速往复数次，也可以排除系统中的空气。在回油路上设置背压，可以阻止启动后的前冲，以补偿由于运动阻力变化而引起的速度变化，提高系统运动的稳定性。但背压过高将消耗过多的能量。保持足够的润滑 保持足够的摩擦，使摩擦面始终为油膜所隔开，可使仅有的静动摩擦差减到最小。所以，采用强力润滑，使导轨之间保证有一层00050

27、008mm的油膜，是防止爬行的有效措施。采用导轨油 采用在基础油中加上各种油性强加剂的导轨油，其防止爬行的效果非常显著。最好的油性添加剂是脂肪酸类添加剂，在基础油中加入03一05硬脂酸或油酸，即能完全消除爬行现象。中等水平的添加剂是脂肪酸皂类和硫化动植物油。总之，加有油性添加剂的各种牌号导轨油都有一定的防爬行能力。静动摩擦系数之差越小，其防爬行能力越强。各类油性添加剂的防爬行能力比较：脂肪酸脂肪酸皂类硫化动植物油。同一种油性添加剂加入不同黏度的基础油中，则高黏度油的防爬行能力大于低黏度油。换装最小稳定流量小的调速阀 调速阀的最小稳定流量越小，可获得越小的执行元件稳定的运动速度。此外，正确安装与

28、调整液压装置，保证油缸、活塞和活塞杆等相对运动零件规定的形位精度、几何精度和表面粗糙度，使活塞杆在整个行程中受到的摩擦阻力保持均匀等也可减缓爬行现象。425 液压卡紧 在液压系统中，大多数元件均采用圆柱形滑阀式结构，当阀体与阀芯处于完全同心状态时，其黏性摩擦力很小，约为0.55N，只需很小的驱动力即可驱动阀芯运动。然而实际情况并非如此，尤其在中、高压系统中。在高压下阀芯将常产生很大的轴向卡紧力，甚至“卡死”，使动作失灵。当阀芯停止一段时间(一般几分钟)后再启动时，往往需要数公斤或数十公斤的驱动力才能使阀芯移动，这就是滑阀的轴向液压卡紧现象。例如，某滑阀式控制阀的阀芯直径为16mm，工作凸肩宽为

29、12mm，与阀体配合间隙为0012mm，工作压力为25MPa。若在工作中间停留2min，则启动滑阀所需要的驱动力为500N，而当滑阀启动后，则在同样的工作压力下移动阀芯仅需1N的力。可见，液压轴向卡紧力相当大，对滑阀工作性能有很大影响。(1)产生液压卡紧的原因及其危害 经过试验观察和理论分析，产生液压卡紧主要有以下原因。径向液压力不平衡 由于滑动副(阀芯与阀体、柱塞与柱塞孔及油缸与活塞等)的几何形状误差和同心度的变化，使配合间隙内液压力不平衡而产生径向力。由于这个力的作用，就形成了液压卡紧现象。油液中极性分子的吸附作用 在径向力的作用下，阀芯、活塞或柱塞等将向孔壁一边靠近，因而产生阻碍阀芯等运

30、动的摩擦力。在停顿一段时间后，所需的轴向启动力突然大大增加，甚至在泄压后仍然紧密黏附在孔壁上。这是由于油液中的极性分子(如油性的酸类物)堵塞所致。实验证明，在高压下，摩擦力或轴向卡紧力总是迅速产生，然后再慢慢趋向一个最大值。轴向卡紧现象一般均在高压下停留8600s时形成，泄压后，轴向卡紧自然消失的时间要比形成的时间稍长。油中脏物楔入配合间隙 油液中含有脏物楔人较小的间隙中，就会形成卡紧现象。此外，在高压作用下使阀芯的变形或安装阀时引起阀体变形，也可能造成卡紧现象。出现液压卡紧后将增加滑阀的磨损，降低元件的寿命。在控制系统中，阀芯的位移通常用推力较小的电磁铁或弹簧驱动，液压卡紧将使阀芯动作不灵活

31、甚至不能动作。有时虽然能工作，但出现明显的滞后现象。(2)消除液压卡紧的方法 在阀芯表面开均压槽 在阀芯表面开均压槽是目前应用较多的方法。由于均压槽的深度比间隙大得多，所以可认为在槽中各处的压力相等。均压槽把阀芯的凸肩部分分成几段，使得每段径向不平衡力就变得很小，阀芯上总的径向不平衡力就比原来小得多。同时，均压槽还能使油液中脏物存入槽中，这就大大减小了径向液压力。研究试验证明，在阀芯凸肩中部开一条均压槽，其径向力可减小到不开槽时的40；开等距三个均压槽可减小到6；开七条均压槽可减小到27。槽的深度和宽度至少应为间歇的十倍。一般，宽度为0305mm，深为08一lmm。切槽时，其边缘应与孔垂直，并

32、呈锐缘，以防止脏物挤入间隙。均压槽最好开在阀芯台肩靠近高压一边，通常至少开三道槽。如果没有明显的高压边，则可均匀地开于阀芯台肩表面。此外，均压槽还有利于阀芯的对中，使泄漏量减少。在阀芯工作台肩高压端加工微小的顺锥 锥部大端与小端半斤差一般不大于0003mm。这样，既可防止泄漏增加，又可产生一个自动定心的液压力，减小滑阀的运动阻力。但在装配时应注意，若在反向有高压时，则不能采用此法。严格控制加工精度 通常把滑阀与阀孑L的椭圆度和圆锥度控制在00020004mm以内，其表面粗糙度Ra0102um。精密过滤油液 对油液进行精密过滤，避免尘埃颗粒或其他赃物引起卡紧力的增加。一般采用525um的精滤油器

33、。426 液压系统升温 液压传动是以油液作为工作介质来实现能量转换的，其系统总的能量损失包括压力损失、容积损失和机械损失。在传动过程中，这些能量损失将转化为热能，一部分散发到大气中去，另一部分则传到液压元件和油液中，使系统温度升高。如果油路和油箱设计不当，散热不好，则温升将会更高，甚至导致故障。(1)液压系统油温过高的危害 一般，液压系统的工作温度为4060。超过这个温度就会给液压系统带来不利的影响。油温过高将对系统产生以下不利影响。系统效率降低 油温升高将使油液黏度下降，泄漏增加，使油泵容积效率和整个系统的效率显著下降。由于黏度下降，滑阀移动部位油膜被破坏，摩擦阻力增加，磨损增大，引起系统发

34、热，增加了温升。同时，油液经节流元件后，特性将发生变化，造成速度不稳定。运动副间隙变化 油温升高将引起具有不同线胀系数的运动副之间的间隙变化。间隙变小，将使动作不灵或“卡死”；间隙变大，则造成泄漏增加，使工作性能及精度降低。油液的使用寿命降低 油温升高将使油液氧化加剧，油液的使用寿命降低，石油基油液形成胶状物质，并在元件局部过热的表面上形成沉积物。它可能堵塞节流小孔，使之不能正常工作。水油乳化液过热时，将分解而失去工作能力。密封件使用寿命降低 油温升高将使橡胶密封体、胶管早期老化失效，丧失机能，降低使用寿命。对机构精度和滤油器也都有一定影响。(2)造成油温过高的原因 液压系统油温过高的主要原因

35、是设计不当或使用时压力调整不当及周围环境温度较高等原因所致。系统的压力、调速方法、油泵及油马达的效率、控制阀的额定流量、管道尺寸大小、油箱容量及卸荷方式等都将直接影响油液温升。除此之外，泄漏比较严重、系统缺少卸荷回路或卸荷回路动作不良、散热性能不良、误用黏度过高的油液而导致液流压力损失过大等也会引起温升过高。(3)温升的控制 液压系统的温升不能太高，也不能太低。过低，油液的黏度增大，使液压泵的吸油阻力增加，易产生汽蚀、冲击、振动和噪声。因此，必须根据不同的设备、油液的牌号、不同地区和季节等把油温控制在适当的范围内。在系统设计时应对液压系统的油温进行考虑和核算。如系统的容积效率、沿程损失、溢流损

36、失、节流损失、油液黏度、油箱设计及冷却装置等问题，都需在设计时通盘考虑。现场出现系统发热的主要原因是工作油液温度较高和液压元件局部发热。控制油温的方法要根据具体原因采取相应的措施，如更换油液的黏度、检查污染的程度、更换油液、检查泵和阀等元件的磨损情况、进行必要的修理或更换，检查管道、滤油器及节流口的堵塞情况，并加以疏通。对于橡胶密封圈，如果油液温度超过其允许温度，则将加速密封材质的老化、降低密封件的强度、过早失去密封性，产生泄漏等影响液压设备的工作可靠性，表44所示为丁腈与聚氨酯的抗张强度与温度的关系。聚氨酯在i00C时的抗张强度为22时的17，丁腈在100时的抗张强度为22时的12，说明其密

37、封性能在高温下大幅度下降。表4-4 密封材料抗张强度与温度的关系 密封材料 抗张力MPa 22 70 100 聚氨酯 518 137 74 丁腈 25 12427 液压系统泄漏泄漏是液压设备存在的一个共性问题，解决该问题关系到液压系统的实际工作质量，并将直接影响液压技术的发展和普及。(1)液压系统漏油的危害 液压系统的泄漏将使效率显著降低、能耗增加，使系统工作的可靠性降低、造成产品(特别是轻纺产品、食品等)及环境污染以及由于密封不良使外界污物容易侵入而造成恶性循环，使主机或元件早期磨损。(2)系统漏油的原因及其预防 造成液压系统泄漏的原因很多，从方案设计到每个工艺过程，从密封件质量到维修管理等

38、都会造成漏油。要解决漏油问题，必须从多方面人手。壳体的焊接在装配前一般都经过探伤检查和耐压试验，出现渗油的情况不很多。但有时因耐压试验的压力及时间不够，或者根本没有进行试验检查，当油液受到压力脉动或冲击时，铸造和焊接缺陷就会逐渐扩大，造成渗油。结合面处的漏油固然也有设计上的问题，但主要还是由于加工、装配不当造成密封破坏所致。泄漏比较突出的是O形密封圈及管接头。加工不良造成的泄漏 如果密封槽加工过深或过浅，相对运动件密封接触面的椭圆度、锥度超差等，将使O形密封圈安装后很难得到均匀准确的压缩量而造成泄漏。在平面密封中，若固定螺孑L深度不合适，或者是螺纹长度不够，在用螺钉连接时将使两个平面不能严密贴

39、紧，导致密封不严而产生漏油，高压时甚至会把密封圈挤坏。在平面密封部分由于定位误差导致连接螺钉孔的轴线不重合，产生一个偏心，致使平面孔的一边落在O形密封圈平均直径的外边，使其产生间隙而造成泄漏。如果在同一平面内装有多个O形密封圈，还可能由于端面上的压力不够、压缩量不均匀、止口尺寸较小、O形圈在工作时易脱出、结合面不平行、平面和螺孔不垂直、结合面的表面粗糙度太差、凹槽边缘太薄、受力后产生卷边现象等原因而造成泄漏。在需密封的平面上有砸伤、划伤等缺陷，也会引起漏油，应特别注意。如果使用组合密封垫圈，若孑L的倒角过大(大于组合密封垫圈内径)，就可能由于组合密封垫圈与孑L不同心而使密封垫圈的橡胶有一部分落

40、在倒角孔的里边，产生一个漏油间隙而发生漏油。由于密封面的粗糙也可能造成泄漏，特别是采用O形圈或组合密封圈的管接头，如果密封面加工粗糙，则在管接头旋紧时，将会划伤密封圈表面，甚至将组合密封圈的挂胶尖部辗掉，使密封失效产生泄漏。安装不当造成泄漏 在液压系统的泄漏事故中，管接头的泄漏占较大的比例，所以在安装管接头时要特别注意。管接头的连接螺纹配合要适当，不能过松或过紧。安装前要去掉毛刺，安装时要注意对中，不能有别劲现象，可用另一手晃动管子，同时拧螺母，并且要先用手拧到与密封面接触，然后再用扳手适当拧紧(不要过紧)。另外，也可采用密封带或密封剂对螺纹进行密封，用密封带进行密封时，密封带的缠向必须顺着螺

41、纹旋向，一般12圈，缠的层数多容易松动而造成漏油，用液态尼龙密封剂作为螺纹扣与扣之间的填料进行密封时，其温度不得超过60，否则就会熔化而从扣中溢出。在安装密封圈时，要注意安装U形密封圈的压紧力不能过大，压紧力过大将会导致密封圈唇部卷起后脱离密封面而造成泄漏。Y形密封圈也有类似情况。在正常情况下，密封圈密封可靠，若摩擦阻力大，压紧力过大或不均匀，则将出现局部温升和磨损，造成泄漏。所以，要根据磨损情况，对压紧力进行适时调整。在液压泵、液压马达的轴颈以及滑阀阀杆外端处，安装了专用于高速旋转和低速往复运动的低压油封。在装配时，油封的唇边容易被键划破或被弹簧推掉而造成漏油。所以，在安装油封时，应仔细检查

42、油封的质量，不能有任何缺陷。维护及选用材质不当造成泄漏 性能良好的密封圈，其密封部位必须光滑无损、形状规整。在安装密封圈时，如果对密封圈需要通过的螺纹、带尖角的缸口或孔口、轴端头等不加修整、又没有专用的安装工具，就容易划伤密封圈而造成泄漏。所以，在安装密封圈前，必须将有损部位作成光滑的倒角、圆角及设置专用工装，并涂以润滑油，以防干涩拉坏。如果采用的密封圈材质较软，密封间隙又较大，则在高压往复运动下工作时就很容易被挤人间隙而咬伤，导致泄漏或其他事故。因此，对高压往复运动的情况，应尽量减少间隙，选用较硬的密封圈。另外，由于液压系统工作时，流动的油液会把尘埃、污物等带人密封部位，损坏液压元件及密封，

43、造成泄漏。所以，不论是在安装前还是工作过程中，都应严格控制对液压系统的污染。总之，造成液压系统泄漏的原因很多，涉及的面也很广。应从结构设计、制造工艺、材质选择、模具制造、污染控制、维护使用等各方面进行研究控制，以解决系统的泄漏问题。4 43 3 常见液压元件故障诊断与排除常见液压元件故障诊断与排除 431 液压泵的常见故障 液压泵是液压系统的能源部分，若液压泵出现故障不能正常工作，将使整个系统不能正常工作。液压泵的故障有设计上的原因，也有使用维护及装配问题等方面的原因。液压泵的主要故障原因排除方法如表45所示。液压泵故障现象故障原因故障排除方法噪声过大进油管道太细、进口滤油器通油能力太小或堵塞

44、、油液黏度过高、油面太低吸油不足、进油管吸入空气、安装精度过低或有松动、高压管道中产生液压冲击、液压泵转速过高等在泵的出口处安装蓄能器、使用橡胶垫减振、确保安装精度；正确设计油箱，正确选择滤油器、液压油、油管、方向控制阀；防止气穴现象和有中渗混空气，控制液压泵的转速在最高转速一下排油量不足或不排油泵内部滑动零件严重磨损、泵装配不良、泵内机构工作不良、吸油不足、油液黏度过低、泄漏过大、有吸气现象、泵的安装不良等修复或更换磨损零件、重新装配或安装、保持正常油液黏度、改善吸油管路的通流状况等漏油内漏液压内部间隙不合格适当调整泵的运动间隙，间隙过大，内漏增加；间隙过小，摩擦加大外漏密封件安装不良或配合

45、过松或已损坏、零件密封面严重划伤、密封轴或沟槽加工不良、外接泄油管过细、过长或未接泄油管等重新安装或更换密封件、严格按尺寸加工油封沟槽、安装泄油管压力不足或压力升不高溢流阀压力调的过低、液压泵泄漏严重、泵的驱动功率不足、吸油不足、其他元件泄漏过大等根据具体情况，重新调整溢流阀的压力，或重新计算驱动功率使其匹配，查找系统泄漏情况，采取措施，提高密封效果异常发热主要由液体摩擦和机械摩擦所引起。运动表面的干摩擦或半干摩擦引起机械摩擦生热，各种缝隙的泄漏引起液体摩擦生热。油泵装配或安装不良、油液黏度过大或油液污染严重、油箱太小或散热条件差、环境热源高等都会引起异常发热正确选择运动件之间的间隙、油箱的容

46、量和冷却器的大小，可以解决泵的过度发热、油温过高的现象。4 43 32 2液压马达的主要故障液压马达的主要故障 液压马达与液压泵的结构基本相同，其主要故障及排除方法与液压泵相同。液压马达的特殊问题是启动转矩和启动效率等，这些问题与油泵的故障也有一定关系。由于液压马达的工况与液压泵不同，所以，液压马达还具有一些与液压泵不同的故障。液压马达与液压泵不同的部分故障原因及排除方法如表46所示。表4-6 4-6 液压马达的部分主要故障原因及排除方法液压马达故障现象 故障原因 故障排除方法回转无力或速度迟缓 油泵出口压力过低供油量不足 调整溢流阀压力或排除溢流阀故障，或针对液压泵产生压力不足的原因进行排除

47、 检查液压泵供油情况，针对液压泵排油量不足的原因进行排除 爬行液压马达的装配质量、零件磨损，润滑状况不良、油的黏度及污染度等引起摩擦阻力大小不均匀或不稳定泄漏量不稳定 根据温度与噪声的异常变化及时判断液压马达的摩擦磨损情况，保证相对运动表面具有足够的润滑 选择黏度合适的液压油井保持清洁；保持良好的密封，及时检查泄漏部位，并采取防漏措施脱空与撞击因转速提高，惯性力作用使连杆时而贴紧时而脱离曲轴表面(曲柄连杆液压马达)或回程运动的柱塞和滚轮脱离导轨曲面(内曲线液压马达)保证回油腔具有背压4.3.34.3.3 液压缸的常见故障液压缸是把液压泵输入的液压能转换为机械能的执行元件。液压缸主要由两个组件(

48、缸筒组件和活塞组件)和三个装置(密封装置、排气装置及缓冲装置)所组成。从加工、装配到安装、调试和维护都必须保证质量和认真检查，否则容易出现故障。由于液压缸是液压系统的执行元件，所以一旦液压缸出现故障将直接影响整个系统的工作。液压缸的常见故障是：推力不足或动作不稳定、爬行、油液泄漏、密封损坏、液压冲击、异常声响与振动等。这些故障可能单一出现，也可能同时出现。液压缸故障中问题最多、影响安全、污染环境的是外泄漏问题。液压缸的外泄漏主要是由于密封件的损坏、缸筒与端盖结合部密封不良及进油管等引起。液压缸的其他故障多由液压缸的内、外泄漏、吸入空气、溢流阀压力调节过低、液压缸的装配和安装不良等因素引起。所以

49、，及时检查、更换已破损的密封件、排空液压缸中的空气及防止空气吸人、严格按技术要求进行装配和安装等，可有效地防止和及时排除故障。表4-7 液压缸的主要故障原因及排除方法液压缸故障现象 故 障 原 因 故障排除方法 爬行外界空气进入液压缸内密封压得过紧活塞与活塞杆不同心活塞杆不直 液压缸内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀 液压缸的安装位置差双活塞杆两端螺母拼得过紧 设置排气装置，若无排气装置，可空载启动液压系统以最大行程往复运动数次，强行排除空气 调整密封圈，使其松紧适度，保证活塞杆能来回用手拉动，但不得有泄漏 两者装在一起，放在V形铁上校正，使不同心度在004mm以内，否则换新活塞 单个或连同活塞放在

50、V形铁上，用千分表校正调直 适当修理，严重者可重新加工内孔，并按要求重配活塞 检查液压缸与导轨的平行度，并修刮接触面加以校正 不宜太紧，保持活塞杆处于自由状态冲击 用间隙密封的活塞与缸筒间隙过大，节流阀失去作用端部缓冲的节流阀失去作用，缓冲不起作用 更换活塞，使间隙达到规定要求，检查节流阀 修正、配研单向阀与阀座或进行更换推力不足速度不够或逐渐下降 由于缸筒与活塞配合间隙过大或O形密封圈损坏，使高低压腔互通 工作段不均匀，造成局部几何形状误差，失去高低压腔密封性 液压缸端部活塞杆油封压得过紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加 油温太高，黏度降低，泄漏增加，使液压缸速度减慢 液压泵流量不足更换活塞