外文翻译--工程机械液压系统常见故障分析及控制.doc

1附录1专题工程机械液压系统常见故障分析及控制摘要：分析了工程机械液压系统的常见故障，并提出了有效的排除方法。关键词：工程机械液压系统故障噪声振动空穴气泡1.1、系统产生噪声和振动机械噪声是由于零件之间发生接触、撞击和振动而引起的。（1）回转体的不平衡在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声，这种振动传到油箱和管路时，发出很大的声响，为了控制这种噪声，应对转子进行精密的动平衡实验，并注意尽量避开共振区。（2）电动机噪声电动机噪声主要是指机械噪声、通风噪声和电磁噪声。机械噪声包括转子不平衡引起的低频噪声，轴承有缺陷和安装不合适而引起的高频噪声以及电动机支架与电动机之间共振所引起的噪声。控制的方法是，轴承与电动机壳体和电动机轴配合要适当，过盈量不可过大或过小，电动机两端盖上的孔应同轴；轴承润滑要良好。（3）联轴器引起噪声联轴器是液压泵与电动机之间的连接机构，如果电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜，则将产生振动与噪声。因此在安装时，两者应保持在最小范围内。1.2产生流体噪声的原因及控制方法在液压系统中，流体噪声占相当大的比例。这种噪声是由于油液的流速、压力的突然变化以及气穴等原因引起的。（1）液压泵的流体噪声液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及气穴现象引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口向整个系统传播。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中(指开式回路)溶解了大约5%的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速2地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击。对于前者的控制办法，设计时齿轮模数尽量取小，齿数尽量取多，缺载槽的形状和尺寸要合理，柱塞泵的柱塞个数应为奇数，最好为79个，并在进、排油配流盘上对称开上三角槽，以防柱塞泵的困油。为防止空气混入，13降低液压系统噪声的措施为减少噪声，必须对噪声源进行实际调查，测量分析液压系统的声压级，进行频率分析，从而掌握噪声源的大小及频率特性，采取相应办法，具体列举如下：（1）使用低噪声电机；并使用弹性联轴器，以减少该环节引起的振动和噪声；（2）在电动机，液压泵和液压阀的安装面上应设置防振胶垫；（3）尽量用液压集成块代替管道，以减少振动；（4）用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动，蓄能器能吸收10Hz以下噪声，而高频噪声，用液压软管则十分有效；（5）用带有吸声材料的隔声罩，将液压泵罩上也能有效地降低噪声；（6）系统中应设置放气装置。因工程机械液压元件精度高、相对运动部件间配合问隙小，产生穴蚀后会导致配合表面变黑甚至出现小坑使闽芯卡住，压力失调。缸套穴蚀较重时，受损区会出现较深的形状不规则的凹点，就好像缸套表面被强酸腐蚀过一样；穴蚀现象最严重时，四点会穿透缸套壁，使机体内的冷却液体进人气缸，导致发动机发生严重事故。穴蚀与其他型式的腐蚀联合作用时，损坏速度将成倍乃至几十倍地增长。2液压系统穴蚀2.1产生液压系统空穴的主要因素：（1）油液质量。如果油液抗泡沫性差，易于汽化并形成泡沫，就容易引起穴蚀。（2）油位过高或过低。油位过高，油液受机械搅拌而易使气体溶在油液内；油位过低，工作泵易吸人空气导致循环油液流量不足，加大了油液中空气或水形成气泡的机率。例如，变速器油位过低，在变速泵进口处的压力会低于油的汽化压力，油液便汽化或蒸发，析出气泡，这些气泡流到高压区会迅速破裂从而产生穴蚀现象。（3）油液过热。油温过高，油液易汽化，水分蒸发，泡沫与空气泡增3多，穴蚀现象增加。（4）油液压力的变化频率高。压力变化的频率直接影响空气泡的形成与破裂速度，压力变化频率高的部位，穴蚀速度快。如工程机械作业时需不停地操纵动臂和铲斗，因而分配阀阀芯与油道相对应的位置处，因压力变化频率高，穴蚀现象也最严重，全部变黑形成积炭且有小坑和划伤。（5）冷却水质量不佳。当冷却水中含有腐蚀介质（如酸根离子）时，会形成腐蚀与穴蚀的联合作用，加速穴蚀速度。（6）空气和水分侵入油液。侵人油液系统的空气和水分愈多，产生穴蚀的范围愈广。空气侵人的渠道主要是泵的吸油口及管接头处因密封不严，导致空气进人系统。水分侵人的主要渠道是怕冷却器内漏。（7）冷却系统的保养欠佳。对缸套穴蚀有较大影响的是散热器压力盖和节温器，一个好的散热器压力盖可以保持冷却液的压力比蒸气压力高，从而可以减少穴蚀的产生。而节温器使冷却液保持在合适的温度范围，可以降低气泡破裂时的能量，因此若保养不良造成温度、压力失常会加速穴蚀的速度。（8）使用条件。工程机械的工作过程粗暴，特别是柴油机，最大爆发压力大，引起侧向敲击力相应增大，从而引起穴蚀增加。2.2预防穴蚀的措施主要有：（1）选用的油液要保证油品质量和适宜的粘度。严格按油尺标准加油，保持系统清洁。加油时必须注意清洁，切勿带进水分和杂质；加冷却水时，水中一定不要含腐蚀物质。工程机械的各种油液油尺均标有上限和下限刻度，控制油量的正常标准有利于降低穴蚀。应定期清洗磁铁粗滤器，更换各种滤芯，保持油液清洁。注意检查油位。油质和油色，如果发现工程机械液压系统中有水珠、油液变成乳白色或油液呈泡沫状时，应仔细查找水和空气的来源，检查油冷却器和各管接头处的密封性。（2）防止油温过高，合理设计散热系统，保证油温正常。如果出现故障，应进行分析，及时排除。如出现油路不畅通，冷却水过少或内、外泄漏时，应立即排除。（3）减少液压冲击。操纵各液压操纵阀、分配间不宜过快、过猛，也不宜过于频繁地加大油门，以减轻液压冲击。（4）保持各结合面的正常问隙。在制造或修理时，按装配的公差下限装配可以减少穴蚀的影响。如已发生穴蚀现象，只能用金相纸抛光除去积炭，切不可用一般的细砂纸打磨。4（5）正确保养冷却系统。保证散热器压力盖完好并能正常工作，可以减少穴蚀的产生；让冷却系统的温度保持在合适的范围，以降低气泡破裂的能量；使用适量的冷却液添加剂，可抑制锈蚀作用。（6）操作过程要平稳，避免压力冲击。3气泡3.1油中气泡的来源及其对系统的危害（1）气泡的来源液压油在生产、储运以及系统在大气压力下工作，因此油液中含有空气是不可避免的。往往把油中空气称之为掺混空气，掺混空气是以直径很小的球状气泡悬浮于油中，掺混空气的生成有两条途径：主要是通过油箱和泵的吸入管掺混入油内，如油箱油面太低，泵吸入管口半露于油面或淹深很浅时，均可将空气吸入；若泵的进油管路漏气，则大量的空气会被吸入；再如系统回油管口高于油箱油面时，高速喷射的系统回油卷带着空气进入油中，又再度经油泵带入系统。实践虽然证明溶解于油液中的空气，对油的物理性质没有什么直接的影响。但溶解了一定数量的空气处于饱和状态的油液，流经节流口或泵入口段，当绝对压力下降到油液的空气分离压时，油中过饱和的空气就会被析出，使本来溶解于油中的微细气泡聚集成较大的气泡出现在系统中。（2）对系统的危害从经济性和系统工作质量的角度来看，油中气泡对系统的危害是相当大的，主要有以下几个方面：系统工作不良。在液压传动系统中，油液是动力的传递介质，在没有空气混入的场合下，其压缩率约为（57）×10-10m3/N，也就是压力增加10MPa时，容积仅被压缩减少为0.625%。因此，在一般的液压系统中可以认为油是非压缩性流体，而不考虑其压缩性。一旦油中混入空气，其压缩率便会大幅度增加，油液本身具有相当高的刚度或是大的体积弹性系数（压缩率的倒数）则大大减低，严重地危害着系统的工作可靠性，如自动控制失灵、工作机构产生间歇运动、被加工件的废品率增大等。由于气泡引起的装置误动作还会发生机械及人身事故。油温升高。气泡如在泵等的瞬间压缩之后，其温度会急剧升高。如果气体不溶解于油中，其绝热压缩的温升近似值是不难计算的，例如，将35的气泡加压至3.5MPa时，其温升可达到580。气泡在达到高温之后，其周围的油便会产生燃烧，成为系统油温骤然升高的主要原因。然而空气是