液压系统主要故障分析.doc

液压系统故障大致可以分为三类：1、 压力异常。一般液压管路设计时会预留很多的压力测量点，使用压力表测出该点的实际数值与正常值进行比较分析，即可确定发生压力异常的液压元件。2、 速度异常。逐一调节节流阀、调速阀、变量泵等调速机构，对应测试执行原件的速度范围值，与设计值比较分析即可确定发生速度异常的机构。3、 动作异常。切换每个换向阀，观察每个执行元件的动作状态是否正常，即可找出异常换向阀，再检查动作顺序和行程控制，找出异常处。液压系统的故障分析及判断方法随着液压技术的广泛应用和发展, 液压系统中设备的可靠性运行显得尤为突出和重要, 它有效地改变运动方向, 易于载荷控制, 液压系统在使用过程中, 由于机械磨损以及使用保养不当或意外损坏等原因, 会发生各种故障。如何准确及时地判断故障发生的位置和分析故障产生的原因, 直接关系到设备使用。因此对液压系统故障分析和判断就更加重要,为了尽快找到故障原因, 采取措施, 及时排除故障,必须掌握诊断故障的基本要点和方法。1液压系统常见故障分析1) 液压冲击。在液压系统中, 液体流动方向的迅速改变或停止运动, 在系统中形成一个很大的压力峰值, 这种现象叫做液压冲击。液压冲击不仅影响系统的稳定性和可靠性, 还会产生噪音和振动, 使液压系统产生温升, 联接件松动; 甚至破坏管路, 液压原件老化等问题。造成液压冲击的主要原因有: 节流缓冲装置失灵, 压力阀调整不当或发生故障, 系统中进入大量空气等。2) 空穴和气蚀。在流动的液体中, 因流速变化引起压降而产生气泡的现象叫空穴。空穴和气蚀的出现会使液压系统工作性能恶化, 容积效率降低, 损坏机件, 降低液压原件的寿命, 引起液压冲击, 振动和噪声等。油液温度升高, 压力降低, 通道狭窄或急剧拐弯等都利于空穴和气蚀的产生。3) 液压卡紧。液压系统中产生液压卡紧, 将加剧液压原件的磨损, 并降低元件的使用寿命, 在液压系统使用中产生卡紧现象主要原因是油液中有杂质, 当杂质进入配合间隙, 导致卡紧现象发生, 另外阀芯在高压下发生变形也是产生卡紧现象的原因。因此, 做好油液的日常管理和防护是避免卡紧现象的主要措施。4) 温度升高。温度升高将油液迅速氧化, 并释放出难溶的酸、树脂及污泥等, 加速零件磨损和腐蚀, 同时油液因过热而使动作变得迟缓, 并增加泄漏的机会。造成系统过热的主要原因有: 工作时负荷过大, 超过额定功率, 容器内油面过高, 油液质量不符合标准等。5) 执行器爬行。液压系统中出现爬行现象改变了执行原件的预定期望值, 直接影响运动动作输出,如液压支架影响支架的升降速度, 导致支架的支护质量和支护速度降低。造成执行原件产生爬行的主要原因有: 液压系统中进入空气导致油液刚度降低,液压元件磨损, 间隙增大, 配合工作面各处磨擦阻力不均等。6) 液压系统振动和噪声。振动和噪声直接危害到人的情绪、健康和工作环境, 容易使人产生疲倦,造成安全事故, 产生振动和噪声的主要原因有空气的侵入, 零件的磨损造成间隙过大, 泵的工作频率与设备固有频率一致产生共振, 溢流阀不稳定, 换向阀调整不当, 零件松动。7) 液压系统泄漏。相对于其他类型故障, 液压系统泄漏现象比较直观, 可以通过外观检查看到, 泄漏的产生造成油液损失, 环境污染, 引起设备磨损,产生泄漏的主要原因: 密封件损坏老化, 油液加注过多导致液面过高, 油液温度过高, 元件坏损, 配合间隙过大等。2基本要点1) 熟悉液压系统的原理、结构及其内在联系。在进行液压系统的故障分析之前, 必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点, 然后根据故障现象进行判断, 液压系统主要由能源装置、执行装置、控制调节装置和辅助装置构成。a) 能源装置主要是将机械能转换成油液的液压能的装置。给液压系统提供压力油。b) 执行装置是根据工作的需要, 把油液液压能转换成机械能的装置。c) 控制调节装置是控制液压系统中的油液压力, 流量和流动方向的装置。d) 辅助装置是上述三项以外的其它装置, 如油箱、过滤器、油管等, 保证液压系统可靠、稳定、持久地工作。如果不熟悉液压系统的基本结构, 就不能判断和排除液压系统的故障, 因此, 维修人员必须熟知液压系统的每一个零部件的基本结构和功能。2) 保持冷静和善于思考。无论是设备操作人员还是维修人员, 当液压系统出现故障时切不可慌乱,在没有找到故障原因之前, 不应盲目地将设备进行乱拆、乱卸, 应当保持冷静, 分析故障的现象, 并按合理的程序查找产生故障的原因, 否则不仅浪费人力、物力和时间, 而且还会增加故障的复杂性。对于以往经常出现的故障现象, 可以进行经验判断。3) 方法对路, 逐一排除。有些故障并不复杂, 有时引起故障的原因是多方面的, 当初步判定故障产生的范围或者已经确定故障产生于某一系统, 而尚未找到其根本原因时, 可以采取隔离分析的方法, 即把受到怀疑的部分与其他部分隔离开来, 然后逐一进行检查。3基本故障判断方法故障的现象各种各样, 产生故障的原因也是多方面的, 在具体的检修过程中, 要充分利用眼、耳、手等器官, 并根据工作经验具体地判断出故障的部位,然后按着检修程序进行修理。具体的判断方法可以概括为问、看、听、摸、试。1) 问。任何故障在发生前总是有预兆, 发生时亦有现象表露, 所以首先要到现场问操作者, 询问设备出现故障前后的工作状态及异常现象, 产生故障的部位和现象。2) 看。在问的基础上, 要亲自到现场了解情况,对液压系统的工作情况进行仔细地查看, 观察故障现象查找故障部位, 查看泄漏情况, 全面掌握液压系统的外在现象, 为故障的分析判断提供正确的直接依据。3) 听。凭听觉器官来判断液压系统的异常声响, 并确定产生异常声响的部位, 再根据思考和分析推断出引起故障的原因和具体部位。4) 摸。用手摸有关零件的表现直接感受到零部件的温度, 振动及磨损等情况。5) 试。通过一些有效的试验来进一步证实初步的判断是否正确。如, 通过维修人员亲自操作设备,试验故障产生的部位, 体会故障的症状或通过更换某一个零件利用排除法来试验故障的部位等。上述方法既是各自独立的, 又是相互依赖的, 在进行故障判断时往往几种方法并用。通过综合各种信息分析, 最终作出正确的判断。对于不同种类的设备或不同故障, 必须具体问题具体分析。并根据实际情况灵活应用, 在排除故障后, 应及时总结经验, 这样才能提高判断故障的水平。4 下面介绍几种常见故障的排除方法：1 油温过高导致油温过高的主要原因一般是液压系统设计不当或使用时调整压力不当及周围环境温度较高等。调速方法、系统压力及油泵的效率、各个阀的额定流量、管道的大小、油箱的容量以及卸荷方式都直接影响油液的温升这些问题在设计系统时要注意妥善处理。除了设计不当外, 液压系统出现油温过高的一些可能原因及排除方法如下:( 1) 散热不良油箱散热面积不足, 油箱储油量太小, 致使油液循环太快, 冷却器的冷却作用差, 周围环境的气温较高等都是导致散热不良的原因。故应采取针对性措施如加大冷却水供应或更换风扇等, 以加强散热。( 2) 系统卸载回路动作不良由此导致系统不需要压力油时, 油液仍在溢流阀所调定的工作压力下溢回油箱, 或在卸载压力较高的情况下流回油箱。发生这种情况, 要检查卸载回路的工作是否正常, 并采取措施消除。( 3) 换向及速度换接时的冲击冲击造成不必要的能量损失,也会转化为热能,使温度升高,这时应调节相应机构消除冲击。( 4) 泄漏严重油泵压力调整得过高, 运动零件磨损使密封间隙增大, 密封装置损坏, 所用油液的黏度过低等, 都会使泄漏增加。( 5) 油中进人空气或水分当液压泵把油液转变为压力油时, 空气和水分就会使热量增加而引起过热。( 6) 误用黏度太大的油液或液压油黏度变大, 引起液压损失过大。确定原因后采取相应措施予以消除。2 振动与噪声液压冲击、转动时的不平衡力、摩擦阻力以及惯性力的变化等都是产生不同振动形式的根源。在液压传动的设备中, 往往在产生振动后随之而产生噪声。液压系统中的振动与噪声常出现在液压泵、液压马达、液压缸及各种控制阀上, 有时也表现在泵、阀与管路的共振上。液压系统振动与噪声消除办法:(1) 针对油泵和马达的流量脉动, 困油现象未能很好消除, 叶片或活塞卡死, 会引起噪声和振动。拆开清洗并检查制造质量(主要是困油卸荷槽尺寸和相对运动零件的配合情况), 对于不符合要求的零件, 要加以修理或更换。(2) 当吸油路中有气体存在时产生严重的噪声。这时应针对性紧固各结合面及连接管道的螺钉、接头及接口螺母; 清洗滤油器; 补充油箱内油液至油标位置, 使滤油器浸没在油液里; 防止空气混人系统中并及时将混人系统中的空气排走。(3) 由机械碰击、滑阀碰撞阀体或阀芯碰撞阀座所产生的撞击声。如果出现这种情况要注意采取适当的缓冲措施, 必要时可清洗溢流阀、泵等元件, 以及修理和更换已损坏的零件。3 爬行爬行是液压传动中低速运动时常见的不正常运动状态。其现象在轻微程度时为目光不能觉察的振动。而显著时, 可见时动、时停的现象, 即运动部件作滑动- 停止相交替的运动, 也可说是在作跳跃运动, 这种现象俗称爬行。爬行往往由节流阀堵塞、摩擦阻力不均、运动部件导轨接触不良和润滑油不清洁引起。消除办法:(1)清除节流口粘附的杂质; 清洗润滑油调节器; 更换干净的油液, 防止油液污染。(2) 以活塞外圆为基准, 修整沟槽底径对外圆的同轴度要求; 较正活塞与活塞杆的同轴度要求, 更换“O”型密封圈; 重新调整活塞杆两端支架使其同轴度至要求,并适当放松活塞杆处密封圈的压盖螺钉。(3) 以平导轨为基准重新修刮液压缸的安装基面, 以“V”型导轨为基准, 重新调整液压缸母线与导轨的平行度; 修刮接触导轨, 使两者接触面75%且均匀。4 液压系统泄漏泄漏分为外泄漏和内泄漏。液压系统泄漏的原因错综复杂, 主要与振动、温升、压差、间隙和设计、制造、安装及维护不当有关。由于运动副之间润滑不良、材质选配不当及加工、装配、安装精度较差, 就会导致早期磨损, 使间隙增大、泄漏增加。其次, 液压元件中还广泛采用密封件密封, 如密封件材料低劣、物化性不稳定、机械强度低、弹性和耐磨性低等, 则都因密封效果不良而泄漏; 安装密封件的沟槽尺寸设计不合理, 也会引起泄漏。另外, 接合面表面粗糙度值大, 平面度不好, 受压后变形以及紧固力不均; 元件泄油、回油管路不畅; 油温过高, 油液黏度下降或选用的油液粘度过小; 系统压力调得过高, 密封件预压缩量过小; 液压件铸件壳体存在缺陷等都会引起泄漏增加。液压系统中要尽可能的减少内泄漏及消除外泄漏,防漏与治漏的主要措施有:(1) 采用间隙密封的运动副应严格控制其加工精度和配合间隙; 改进密封装置, 如将活塞杆处的“V”型密封改用“Yx”型密封圈, 不仅摩擦力小且密封可靠。(2) 尽量减少油路管接头及法兰的数量。(3) 将液压系统中的液压阀台安装在与执行元件较近的地方, 可以大大减少液压管路的总长度和管接头的数量。(4) 液压冲击和机械振动直接或间接地造成系统管路接头松动, 产生泄漏。(5) 泄漏量与油的黏度成反比, 粘度小, 泄漏量大, 因此液压用油应根据气温的不同及时更换, 可减少泄漏。(6) 控制温升。5 液压系统压力不足或完全无压力产生故障的主要原因是系统的压力油路和回油路短接,或者是有较严重的泄漏,也可能是油箱中的油根本没有进入液压系统或电动机功率不足等。具体原因及排除方法如下:(1)首先检查液压泵是否能输出油来。如无油输出, 则可能是液压泵的转向不对, 零件磨损严重或损坏, 吸油管阻力大或漏气, 致使液压泵输不出油来。(2)如果泵有油输出来, 则应检查各回油管, 看是从哪个部件溢油。如溢流阀故障, 则拆开溢流阀, 加以清洗, 检查或更换弹簧,恢复其工作性能。(3) 检查溢流阀(安全阀)并加以清洗后, 如故障仍未消除, 则拆开有关阀进行清洗; 检查密封间隙的大小及各种密封装置; 更换已损坏的密封装置。(4) 如果有一定压力并能由溢流阀调整, 但泵输油率随压力升高而显著减小, 且压力达不到所需要的数值, 则可能是由于泵磨损后间隙增大所致。排除方法是测定泵的容积效率, 即可确定泵是否能继续工作, 对磨损较严重者则进行修配或加以更换。6 工作机构运行速度不够或完全不动产生这类故障的主要原因是泵输油量不够或完全不输油,系统泄漏过多,进入马达或油缸的流量不够,溢流阀调节的压力过低,克服不了工作机构的负载阻力等。其原因及消除方法如下:(1)泵转向不对或泵吸油量不够; 吸油管阻力过大; 油箱中油面过低; 吸油管漏气; 油箱不透气使油面受到的压力低于正常压力(大气压力); 油液黏度太大或油温太低;电动机转速过低; 辅助泵供油量不够。这些都会导致油泵吸油量不够, 从而输出油量也不够。(2)泵内泄漏严重。泵零件磨损,密封间隙(尤其是端面间隙)变大或泵壳的铸造缺陷,使压力油与吸油腔相通起来。(3)溢流阀或压力油路中的某些阀,阀芯被杂质卡住,在进、回油口处于连通位置,使压力油路的油液流到回油路去。(4)处于压油路的管接头及各种阀的泄漏,特别是马达或油缸内的密封装置损坏,内泄漏严重。弄清原因之后,便采取相应的措施。如:修理或更换磨损零件,清洗有关元件,更换损坏的密封装置等。7 油液污染是液压设备发生各种故障的祸根。在液压系统日常运行中, 应维护油液清洁、紧防油液污染。液压泵故障诊断及排除液压泵是液压系统中最重要的元件之一，由于液压泵是液压系统中，会产生磨损的金属部件中具有最高相对运动速度的元件，所以液压泵也是经常容易出故障的元件。一旦液压泵发生故障，就会影响液压系统的正常工作，甚至造成停机。故障原因除了设计制造因素外，不当的使用及维护不良也是液压泵常见故障的原因。实践证明，合理地使用与维护，可以大大减少故障延长泵的使用寿命。因此，设计、制造、使用、维护各个环节都要共同努力互相配合，确保液压设备及元件的正常运行。本文就液压泵常见故障诊断、原因及排除方法作以介绍。液压泵常见故障有：（一）不排油；（二）振动与噪声；（三）压力异常；（四）流量不足或不稳；（五）异常发热；（六）泄漏等。下面逐一故障加以阐述，进行诊断说明、分析原因，并指出排除方法。（一）不排油1、诊断： 泵轴不转动原因：电动机轴未转动分析：未通电路、电器线路或元件故障排除、检查电源、电路、电器元件、清除故障。原因：电动机发热跳闸。分析：溢流阀调压过高，造成闷油。溢流阀失灵，超压不溢流。泵出口单向阀故障。电动机故障。排除：溢流阀合理调压；检修溢流阀单向阀，电动机。原因：泵内旋转件或滑动副卡死。分析：配合间隙不当。泵内在质量差，如零件脱落。油液被污染，如有磨耗物、碎片等。油温过高，使零件热变形。排除：检修泵合理选配间隙；更换内部零件，重新装配；检查油质并过滤或换油；检查冷却器；改善油润滑或散热条件。2、诊断： 泵反转原因：电动机轴反转分析：电器线路接错。泵体旋向接反。排除：重新接线；查明旋向重新安装。原因：驱动机构轴反转。排除：重新安装。3、诊断： 泵不吸油原因：油箱油位过低。吸油口滤油器堵塞。吸油管堵塞。泵吸入腔堵塞。泵或吸油管严重泄漏。吸油管直径过小或弯头过多。泵的转速过低或转向有误。油液粘度过高或掺有杂物。泵内部旋转件或滑动副卡死。排除：加油至油位线；清洗滤芯或更换；疏通吸油管；拆泵检修；更换零件或密封件；紧固接口处螺钉；更换吸油管适当加大直径，尽可能减少弯头；使泵控制在最低转速以上或纠正泵的转向重新安装；根据不同工作环境选用相适应的油液粘度或清除油液中的杂物；拆泵检修内部零件。 二）振动与噪声1、诊断： 安装不良原因：泵的安装架或机架刚度不足。联轴节松动或损伤。泵轴与电机轴同轴度差。紧固螺钉松动。泵的形式选择不当。配管或辅助机构振动。排除：加固或重新设计安装架或机架，检修联轴节或更换；重新安装保证同轴度达误差到%& 毫米以内；均匀紧固各松动螺钉；重新选择液压泵；用减振软管连接或加强支撑。2、诊断： 有吸空现象原因：吸油位置太高或油液不足。滤油器不畅通或通过面积过小。吸油管浸入油池太浅。吸油管不畅通或管径太细。泵及吸油管接口处密封不良。油液粘度太大，吸油困难。油管泄漏或回油管未浸入油池。泵的转速过高。工作温度太低。泵吸入腔通道不畅或有异物。油箱通气孔堵塞。前吸供油泵供油不足或有故障。排除：降低泵的安装高度或加油至油位线；清洗或更换滤油器，通油面积要大于进油管口的二倍；吸油管要浸入油池的2/3高度处；清洗疏通吸油管，适当加大吸油管径；检查各密封元件，清洗或更换，及紧固各接口螺钉；合理选用粘度适中的油液；更换油管，回油管一定要插入油池2/3处；使泵的转速控制在最高限速以下；拆泵检修清除异物；清洗通气孔；更换或修理辅助泵。3、诊断： 吸入气泡原因：油液中溶解一定量的空气。在油液循环中生成气泡。回油涡流太强烈生成泡沫。泵体或管道内存有空气。密封不良，使空气混入油中。排除：在油箱内增设隔板，将回油经隔板消泡后再吸入，或油液中加消泡剂；吸油管和回油管要相隔一定距离，回油管要插入相箱下部；进行空载转动排除空气；更换不良密封件或紧固接口处螺钉。4、诊断： 泵运转不良原因：轴承破损或磨损严重。泵的旋转件或滑动副有异常。泵制造精度低。排除：更换轴承；拆泵检修内部零件；选择优质泵。5、诊断： 泵的结构设计不良原因：困油严重，产生较大的流量脉动和压力脉动。分析：御荷槽设计不佳。泵的配油窗口过小。泵旋转件或滑动副间隙选择不当。排除：改进设计提高御荷能力，修磨端盖，配油盘尺寸，重新调整间隙。（三）压力异常1、诊断： 驱动电机故障原因：电动机反转。电动机功率不足。电动机选择不当或转速过低。排除：电机重新接线，重新核算电动机功率，选用新电动机，适当提高转速。2、诊断：泵发生内漏或外漏原因：泵体旋转件或滑动副破损或严重磨耗。泵轴向间隙和径向间隙不符合技术要求。泵，管道接口处密封不良。排除：检修、研磨或更换零件；修复和调整间隙并达到技术要求，清洗或更换密封件，紧固松动螺钉。3、诊断： 吸油不畅原因：滤油器堵塞。油箱油液不足。吸油管太细或弯头过多。泵体内或管边内有异物堵塞。排除：清洗滤油器；加油至油位线；适当增加管径或尽可能减少弯头，清除泵体或管边内异物。4、诊断： 辅助系统故障原因：压力阀或溢流阀失灵。前吸供油泵供油不足或零件破损、磨损严重。排除：检修压力阀、溢流阀；更换修理辅助泵。（四）流量不足或不稳1、诊断： 容积损失大原因：泵体内泄漏。外部泄漏。排除：拆泵检修，更换破损零件，调整间隙，更换密封件或拧紧管接口，泵端盖螺钉。2、诊断： 泵发生空穴原因：吸油器滤油器堵塞。吸油管直径过小或弯头过多。吸油管不畅。油温过低。油液粘度过高。油液发生气泡。泵转速过高。前