机电液实验室液压装置故障诊断

机电液实验室液压装置故障诊断摘要：液压传动技术在我国的工业领域应用广泛，而液压传动出现故障时不易找出原因，为了能够准确地掌握液压系统故障诊断的方法，首先通过查阅相关的资料书籍，收集液压装置的常见故障及其引起故障的原因；再设计几种基本液压回路，包括基本换向回路、单级调压回路、二级调压回路、进油路节流阀调速回路、回油路节流阀调速回路、用调速阀的同步回路、单向阀检测回路等；最后在实验室完成液压基本回路实验，通过实验液压装置的故障进行分析，找出原因，并提出相应的解决方案。关键词：液压故障；故障诊断；液压回路；MechanicalandelectricalhydraulicfluidlaboratorydevicefaultdiagnosisAbstract：Hydraulictransmissiontechnologyiswidelyusedintheindustrialfield,isnoteasytofindoutthereasonsforhydraulicfailure,inordertoaccuratelygraspthemethodoffaultdiagnosisofhydraulicsystem,firstbyconsultingrelevantbooks,collecthydraulicdevicefaultandthefaultcauses;thenseveralbasichydrauliccircuitdesign,includingthebasicdirectionchangingcircuit,singlestagevoltageregulatingloop,twostageadjustablevoltagecircuit,thethrottlevalvecontrolcircuit,oilthrottlespeedcontrolcircuit,synchronouscircuit,speedcontrolvalvecheckvalvedetectioncircuit;finallycompletedthebasichydrauliccircuitexperimentinthelaboratory,throughtheexperimentofhydraulicdevicefaultanalysis,tofindoutthereasons.Andputsforwardthecorrespondingsolutions.Keywords:Hydraulicfailure；Faultdiagnosis；Hydrauliccircuit目录1前言.11.1液压系统的结构组成及工作原理.11.1.1结构组成.11.1.2工作原理.11.2液压系统的应用领域.11.3液压系统优缺点.21.4液压系统故障诊断的发展史及其现状.22液压装置的基本故障及其原因.32.1动力元件液压泵存在的故障及其原因.32.1.1液压泵分类.32.1.2齿轮泵故障、原因和基本检测方法.32.1.3叶片泵故障及其产生原因.52.1.4轴向柱塞泵故障及其原因.72.2控制元件存在故障及其原因.82.2.1控制元件分类.82.2.2压力控制阀故障及其原因.82.3执行元件故障及其原因.132.3.1元件分类.132.3.2液压缸故障及其原因.132.3.3液压马达的故障及其原因.142.4辅助元件故障及其原因.192.4.1辅助元件.192.4.2蓄能器故障及其原因.192.4.3过滤器故障及其原因.202.4.4冷却器故障及其原因.202.4.5密封件故障及其原因.213设计基本液压回路实现实验室装置故障检测.213.1实验一：基本换向回路.213.2实验二：单级调压回路.23I3.3实验三：二级调压回路.253.4实验四：进油路节流调速回路.273.5实验五：回油路节流调速回路.293.6实验六：用调速阀的同步回路.313.7实验七：单向阀检测实验.334针对实验室故障提出解决方案.354.1液压缸存在低速爬行现象的解决方案.354.2同步回路液压缸不同步的故障解决方案.354.3三位四通电磁换向阀一端无法换向.364.4油管接头漏油.375无法检测故障及其故障解决方案.375.1液压泵流量是否达到标准.375.2过滤器故障及其原因和解决方案.375.3冷却器冷却水质不好.386结论.38参考文献.39致谢.4001前言1.1液压系统的结构组成及工作原理。1.1.1结构组成液压系统一般有五个部分组成，有液压动力元件和液压执行元件及液压控制元件和液压辅助元件以及传动介质。（1）液压动力元件：其作用是将机械能转化成为油液的流体能，最常见的有液压泵。（2）液压执行元件：其作用是将油液的流体能转化成为执行元件的机械能，最常见的有做直线运动的液压缸和做回旋运动的液压马达两类。（3）液压控制元件：其作用是控制液压系统中的流体（油液）的压力、方向和流量，最常见的有溢流阀、节流阀、减压阀等。（4）液压辅助元件：指除开液压动力元件、液压执行元件和液压控制元件之外的辅助液压系统作用的装置，包括油箱、过滤器、油雾器、蓄能器等。主要的作用是保证液压系统稳定可靠的运行。1.1.2工作原理液压泵体将机械能转换成为油液流体能，从液压泵中流出压力油液。压力油液经过油管的传导，经过换向阀、溢流阀等控制元件的控制流入液压缸中。从而推动液压缸体的运转或液压马达的转动。1.2液压系统的应用领域液压技术一般应用于重型，大型，特大型设备，如冶金行业轧机压下系统，连铸机压下系统等军工中高速响应场合，如飞机尾舵控制，轮船舵机控制，高速响应随动系统等工程机械。抗冲击要求功重比较高系统一般都采用液压系统以上三个领域是应用液压技术的最大领域液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，1它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。1.3液压系统优缺点优点：液压系统相对于其他传动有质量轻、惯性小和输出刚度小的优点。相对于其他类型的控制而言，液压控制具有体积小、质量轻和功率大的特点。例如：一般情况下，电动机和发电机功率质量比165W/KG，而液压泵可以达到1650W/KG。而且相对其他控制有操作方便、省力、系统结构空间的自由度大的优点，比较容易实现自动化，而且在很大范围可以达到无极调速，传动比一般可以达到100:12000:1。缺点：由于液压传动系统是通过液体介质传动，所以液压系统较容易发生介质泄漏，且由于液体介质的可压缩性导致传动比不准确。而且在能量传递过程中存在压力损失和油液泄漏导致传动效率低。而且在高温状态下液压装置无法工作；且流体控制元件要求制造精度高，且在工作中液压系统发生故障不易诊断等。1.4液压系统故障诊断的发展史及其发展现状在故障诊断技术发展过程中，美国是最早发展诊断技术的国家。1967年，在美国成立了机械故障预防小组，开始对设备诊断技术专题进行研究。在电力领域内，最有成效的是美国西屋电气公司，在中国民用工业领域中较为优秀的有三菱重工。20世纪70年代末电子技术和传感器技术被广泛运用于机械故障诊断技术。以计算机技术为中心的现在机械故障诊断技术发展迅猛。国外大型旋转机械故障诊断技术开2始实用阶段，出现了许多以计算机为操作平台的在线或者离线监测分析诊断系统。80年代中期，人工智能技术和计算机技术有了突破，人工神经网络技术在故障诊断中。1989年MChow等用神经网络对交流感应电动机进行了故障诊断研究，建立了基于高序神经网络的中小型感应电动机初期故障诊断法。结果识别的准确率超过了95.从此以后，神经网络技术在故障诊断领域得到了关注，诊断技术走上了智能化阶段。我国在故障诊断技术方面起步虽然比国外要晚，但发展快。第一阶段是20世纪70年代末到80年代初，主要吸收国外技术。第二阶段是80年代初到现在。在智能诊断系统技术的研究中，我们取得了一定的进步和成就，如：涂序彦的吴氏方法与广义智能信息系统论，钟义信的信息知识智能转换理论、全信息论、何华灿的泛逻辑学等具有创新特色的理论和方法，为人工智能理论的发张提供了新的理论体系。涌现了一批具有国际先进水平和我国自主知识产权的人工智能创新学术成果。如：中国科学院王守觉院士的“高维几何与神经网络”，李德毅教授开展的“知识发现的机理研究”等。2液压装置基本故障及其故障原因2.1动力元件液压泵存在的故障及其故障原因2.1.1液压泵分类液压泵主要有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等几类液压泵。2.1.2齿轮泵故障及其故障原因和基本检测方法1、泵不出油第一检测齿轮泵的齿轮旋转方向是不是正确，第二检查齿轮泵进油端的滤油器是不是堵塞。（如果堵塞会导致齿轮泵吸油困难或者吸不上油等现象）2、油封被冲出（1）查看齿轮泵旋转方向是不是正确，如果齿轮泵的旋转方向不正确会导致高3压油直接流通到油封，而且由于低压骨架油封一般最多只能承受0.5MPa左右的压力，而高压油压力较高使油封被冲出。（2）由于齿轮油泵受到轴向的力，一般产生轴向力产生的原因有齿轮泵轴和连轴套的结合过于紧密，当齿轮泵启动旋转时，由于轴向力的作用导致齿轮内部磨损严重。由于磨损导致泵的轴向密封出现间隙，使高压油和低压油油箱连通导致油封冲出。（3）由于齿轮泵受到过多的径向力，一般是由于齿轮泵安装时的同轴度不好，导致径向力超过油封的承受极限，从而油封出现漏油。3、建立不起压力或压力不够一般导致此类故障的原因一般与油液的清洁度相关，油液老化或者油液中进去杂质导致清洁度不达标从而导致内部磨损严重形成内泄。4、流量达不到标准（1）进油管滤芯太脏，导致滤芯堵塞从而吸油不足。（2）液压泵的安装高度过高，使其高度高于泵的安装高度。（3）由于齿轮泵的吸油管管径过小，使吸油阻力太大。（4）由于吸油管密封不好，出现漏气导致吸力不足，从而吸油不足。5、轮泵炸裂（1）有异物堵塞吸油管，使油液无法流通，从而出现压力无限上升。（2）引起原因有溢流阀调定值太高或者安全阀启闭特性差，具有反应延迟，致使液压泵得不到保护或者无法得到好的保护。（3）由于液压回路中换向阀使用过多，存在多路阀为负开口，由于遇到死点导致压力上升，崩坏液压泵。6、发热（1）由于系统载荷过大，存在超载，表现在压力和转速过高。（2）由于油液受污染，油液清洁度差，导致液压泵内部磨损严重，使泵存在间隙，油液从间隙中流出产生热量。（3）由于出油管道管径过细，而油液的流速太高导致发热。7、噪声严重及压力波动（1）滤油器失去过滤作用（由于堵塞）；吸油管的位置太高或者吸油管与油液分离吸油管吸油口高于油液。4（2）由于泵体和泵盖两侧缺少缓冲物发生硬物碰撞；泵体与泵盖存在无法密封的问题，泵体工作时出现吸入空气的现象。（3）由于液压泵的主动轴和电机联轴器不同心，存在扭曲摩擦；泵齿轮啮合精度不够。2.1.3叶片泵故障及其故障产生原因1、液压泵吸不上油或无压力（1）原动机和液压泵旋转方向不一样。（2）液压泵传动键脱落。（3）进油口和出油口连接错误，出现进油路接上回油口回油路接上进油口。（4）油箱内部油液过少油面过低导致吸油管无法没入油液。（5）由于液压泵的转速太低，导致吸油力的不足。（6）油液黏度不达标，黏度过高，致使泵的叶片运动不灵活。（7）由于油液温度低于标准温度，导致油液的黏度变高。（8）系统对于油液的过滤精度不达标（低于规定值），导致油液存在杂物，使叶片卡在槽内部。（9）吸油管道堵塞或者过滤装置被堵塞导致吸油不通畅。（10）吸入管处的过滤装置精度过高，导致吸油不通畅。（11）吸入管道漏气。（12）液压泵本身排量过小导致吸力不足。2、液压泵实际流量达不到液压泵额定值（1）转速没达到额定值。（2）系统中有泄露。（3）由于泵的工作时间过长、存在振动使得液压泵泵盖螺钉松动。（4）吸入管道漏气。（5）吸油不充分。、邮箱内油面过低。、进油口的滤油器堵塞导致流通量过小。、由于吸油管道的堵塞或者管径过小以及油液的黏度不合格导致。5（6）、变量泵流量调节不当。3、压力上不去（1）泵不上油或者流量不足。（2）溢流阀无法起到调压作用（损坏相当对调节为零），或者溢流阀调整压力太低。（3）系统中有泄露。（4）泵的工作时间过长且存在振动导致液压泵的螺钉松动。（5）吸入管道漏气。（6）吸油不充分。（7）变量泵压力调节不当。4、噪声过大（1）吸入管道漏气。（2）吸油不充分。（3）液压泵的轴与原动机的轴存在不同心。（4）油中有气泡。（5）泵转速过高。（6）泵压力过高。（7）轴密封处漏气。（8）液压系统过滤精度过低，使油液中存在杂质，导致叶片卡在槽中。（9）变量泵的止动螺钉存在调整不合适的问题。5、过度发热（1）油温过高。（2）油液的黏度太低，泵的内泄量大。（3）工作压力过高。6、振动过大（1）泵轴与电动机轴不同心。（2）安装螺钉松动。（3）转速或者压力过高。（4）液压系统过滤精度过低，使油液中存在杂质，导致叶片卡在槽中。（5）吸入管道漏气。6（6）吸油不充分。（7）油液中有气泡。7、外泄露（1）密封老化或损伤。（2）进油口的接口处密封不良。（3）密封面磕碰。（4）外壳体砂眼。2.1.4轴向柱塞泵故障及其故障原因1、流量不够（1）油箱内油液过少油面过低，油管和滤油器存在堵塞问题或者存在漏气等。（2）泵内部空气清理不干净，存在空气。（3）由于液压泵的中心弹簧折断，导致柱塞无法回程或者回程不足，致使缸体和配油盘的密封不良。（4）配油盘和柱塞或者配油盘和缸体磨损严重。（5）油液问题不达标，过高或者过低。2、压力脉动（1）配油盘和柱塞或者配油盘和缸体磨损严重导致泄漏量大。（2）伺服活塞运动和变量活塞运动相互不协调，出现脉动现象。（3）由于漏气或者阻力过大或者进油管被堵塞。3、噪音（1）泵体内留有空气。（2）油箱油液过少，油面过低低于规定值；吸油管被堵塞；出现漏气或者阻力过大。（3）液压泵和电动机存在不同心问题，液压泵的传动轴受到径向力的影响。4、发热（1）内部漏损过大。（2）运动件磨损。5、漏损7（1）轴承回转密封圈损坏。（2）各个连接地点的密封不良（O形密封圈损坏）。（3）配油盘和柱塞或者配油盘和缸体磨损严重。（4）变量活塞或伺服活塞磨损。6、变量机构失灵（1）单向阀弹簧折断导致控制油道失去作用。（2）变量头与变量壳体磨损。（3）由于变量活塞和伺服活塞和弹簧心轴卡死。（4）个别通油道堵死。7、泵不能转动（1）柱塞与油缸卡死。（2）滑鞋脱落。（3）柱塞球头折断。2.2控制元件存在故障及其故障原因2.2.1控制元件分类压力控制阀：在液压系统中起到调节压力的控压作用的阀。主要有溢流阀、顺序阀、安全阀、减压阀等。方向控制阀：在液压系统中起到调节流体流动方向的阀。主要有单向阀、换向阀等。流量控制阀：在液压系统中起到调节流体流量大小的阀。主要有溢流节流阀、调速阀、节流阀等。2.2.2压力控制阀故障及其故障原因2.2.2.1溢流阀故障及其原因1、系统压力波动8（1）由于振动导致调节压力的螺钉松动，使系统压力出现波动。（2）由于油液被污染，油液中存在杂质，导致溢流阀主阀芯运动不灵活出现系统压力波动。（3）由于溢流阀主阀芯运动不顺畅，使阻尼孔有时堵塞有时通畅。（4）主阀芯的锥面和阀座的锥面接触不紧密。（5）主阀芯的阻尼孔太大，导致阻力孔无法起到阻尼的作用。（6）由于先导阀的调正弹簧出现弯曲，导致阀芯和阀座接触不好，磨损量不均匀出现一边磨损严重一边轻的现象。2、系统压力完全加不上去（1）由于阻尼孔被完全堵塞，导致系统压力上不去。（2）由于装配质量不好，主阀芯运动时被卡在开启位置。（3）主阀芯复位弹簧折断或弯曲，使主阀芯不能复位。（4）先导阀调整弹簧折断或者锥阀或钢球没有安装或锥阀出现碎裂。3、系统表现失压或压力上升很慢（主要表现系统调上压力后，马上失压，无法再调节上压力或者调节时压力上升很慢）（1）主阀芯的阻尼小孔被堵塞，当堵塞较小时候，表现为压力上升很慢；当完全堵塞时，表现为压力完全上不去。（2）由于污物或者主阀芯本身的毛刺使主阀芯卡在全开位置，导致压力上不去。（3）由于主阀芯的平衡弹簧折断，导致压油腔和回油腔连通，压力上不去。（4）由于阀体内部存在锈蚀，导致阀芯卡死在全开的位置，从而导致压力上不去。（5）由于阀芯和阀座之间存在大颗粒的杂物，导致阀芯和阀座接合不紧密出现缝隙从而压力上不去。（6）油液通过先导阀连通了油箱，导致主阀芯上移，压力上不去。4、系统压力升不高（就算将调节手轮调节到最紧，压力值也只是上升到一定值后不再上升，特别是在高温情况下）（1）主阀芯和阀座由于磨损导致不圆（主阀故障）。（2）由于锥面上存在粘性的赃物，将锥面粘住（主阀故障）。（3）由于机械加工误差导致阀面和阀座存在不同心（主阀故障）。9（4）主阀芯存在别劲、损坏等问题使主阀芯与阀座接触不紧密（主阀故障）。（5）主阀芯卡死，没有完全开启，出于半开或微开状态（主阀故障）。（6）先导阀的调压弹簧存在太软，折断和变形等问题（先导阀故障）。（7）油液不纯被污染，有空气、杂质和水等。（先导阀故障）。5、压力突然升高且压力下不来（1）主要因为主阀芯运动不灵活、阀芯在关闭时被卡死、油液中存在污物、装配精度低等原因。（2）先导阀的阀芯与阀座黏住连接无法分开，系统无法正常的卸荷，调正弹簧弯曲“别劲”。（3）系统压力过高，形成超压，导致溢流阀不起作用。6、压力突然下降（1）主要原因有：主阀盖的密封垫突然破损；主阀芯的运动不灵敏，阻尼孔突然被堵住；装配质量差；先导阀芯突然破裂；调正弹簧突然折断等。（2）远控口的电磁铁断电导致溢流阀卸荷或接管突然破裂。7、二级调压回路和卸荷回路中压力下降时候产生较大的噪声和振动2.2.2.2减压阀故障及其原因1、不能减压或者无二次压力（1）由于泄漏管道堵塞不同导致主阀芯卡在原始的位置不能运动；先导阀堵塞的缘故。2、减压后的二次压力无法继续升高或者压力值不稳定（1）导致原因有：先导阀的密封不良；主阀芯卡住无法运动；单向阀泄漏过大（单向减压阀）。3、调压时，压力不是连续均匀的上升下降（1）调压弹簧弯曲或折断。2.2.2.3顺序阀故障及其原因1、不能起顺序控制作用10（1）由于先导阀泄漏情况严重或者主阀芯卡死在开启状态。2、执行器不能动作（1）由于先导阀无法打开，主阀芯卡死在关闭状态，复位弹簧卡死无法运动或先导管路出现堵死。3、当顺序阀作为卸荷阀起作用时，出现液压泵一启动就卸荷（1）由于先导阀泄漏或者主阀芯卡死在开启状态。4、当顺序阀作为卸荷阀起作用时，不能起到卸荷作用（1）由于主阀芯卡死在关闭状态或复位弹簧卡死不能移动或先导阀无法打开或先导管路出现堵塞。5、单向顺序阀无法起到平衡作用（1）由于先导阀泄漏情况严重或者主阀芯卡死在开启状态。6、作为单向顺序阀时，负载无法下降和液压缸伸出无法缩回的现象（1）由于主阀芯卡死在关闭状态或复位弹簧卡死不能移动或先导阀无法打开或先导管路出现堵塞。7、执行器爬行或者振动8、主阀芯出现是开时闭的跳动问题2.2.2.4方向控制阀故障及其故障原因单向阀故障及其原因1、单向阀无法做到反向截止，出现泄漏（1）由于阀芯和阀座接触不紧密、阀体孔和阀芯不同轴度过大，出现泄漏。2、阀芯出现卡阻，启闭不灵活（1）阀芯与阀体孔配合差，摩擦大；弹簧折断或者弯曲程度大。换向阀故障及其原因1、阀芯不能移动（1）由于阀芯或者阀体划伤，阀体和阀芯卡住无法运动；阀芯出现弯曲，无法运动，由于中存在较大杂质使阀芯卡住。（2）阀芯和阀体的配合不当，当间隙过大时，致使阀芯在阀体内出现歪斜的问题，当间隙过小时，阀芯和阀体的摩擦力过大，导致阀芯无法移动。11（3）当弹簧太硬时，出现阀芯推不倒位置；当弹簧太软时，出现阀芯不能自动的复位。（4）由于手动换向阀门的连杆出现磨损或者失灵，导致阀芯不能移动。（5）电磁换向阀门的电磁铁出现损坏。（6）单向节流器失灵（液动换向阀或电液动换向阀）。（7）控制压力油压力太低（液动换向阀和电液动换向阀）。（8）气源的压力过低（气动换向阀）。（9）油液黏度太大。（10）由于油温太高，导致阀芯发生热变形而卡住。（11）由于连接螺钉松紧不合适，导致阀体出现变形，阀芯无法移动；再就安装精度差。2、电磁铁线圈烧坏（1）线圈绝缘不良。（2）电磁铁铁芯和阀芯不同轴度太高。（3）供电电压过高。（4）阀芯被卡死，电磁力不足以推动阀芯。（5）回油口的背向压力过高。3、外泄露（1）泄油腔的压力太高或者是密封失效，导致推杆处出现泄漏。（2）安装螺钉出现松动，密封圈没有安装或者密封圈失去密封作用。4、噪音大（1）电磁铁推杆的长度不合理，过长或过短。（2）电磁铁的铁芯存在吸合面不平整或者接触不良的问题。2.2.2.5流量控制阀故障及其故障原因节流阀故障及其原因：1、流量调节失灵（1）密封失效；弹簧失效；油液污染存在杂质使阀芯卡阻。2、流量不稳定12（1）锁紧装置松动；节流口堵塞；内泄漏量过大；油温过高；负载压力变化过大。3、远程节流阀无法压下去或者无法复位（1）阀芯卡阻或泄油口堵塞致使阀芯反压过大；弹簧失效。调速阀故障及其原因：1、流量调节失灵（1）密封失效；弹簧失效；油液污染存在杂质使阀芯卡阻。2、流量不稳定（1）调速阀的进油口和出油口连接反向；压力补偿器不起作用；锁紧装置松动；节流口堵塞；内泄漏量过大；油温过高；负载压力变化过大。2.3执行元件故障及其原因2.3.1元件分类包括液压缸、液压马达。2.3.2液压缸故障及其原因1、液压缸不能动作（1）执行运动部件的阻力太大。（2）进油口流入的液压油压力太低，达不到规定的压力值。（3）油液没有流入液压缸内部。（4）液压缸润滑部位配合过于紧密使密封压力过大。（5）液压缸设计不合理，出现当活塞杆运动到终点后回程时，作用在活塞杆上的有效面积过小。（6）由于活塞受到的纵向载荷过大，出现别劲、拉缸、咬死等现象。（7）液压缸的背压太大。2、动作不灵敏（1）液压缸内空气。13（2）由于液压泵运转的不规则导致液压缸的运动不灵敏。（3）由于单向阀的孔口过小，进入缓冲腔的油液少致使带缓冲装置的液压缸方向启动时，常出现活塞暂时停止或者逆退现象。（4）油液速度高时，单向阀钢珠随油液流动，堵塞阀孔已至运动不灵敏。（5）橡胶管内部老化脱离，导致管道有时被堵塞，有事通畅从而使液压缸运动不灵敏。（6）由于液压缸受到了横向载荷，导致运动不灵敏。3、运动有爬行现象（1）液压缸的运动机构刚度太小，导致形成了弹性系统从而出现爬行现象。（2）安装时安装精度过低，不达标。（3）存在相对运动的构件，其静摩擦和动摩擦差别较大，启动时摩擦力变化大。（4）由于制造时导轨的制造精度和装配精度低，是摩擦力大，受力情况不好。（5）由于液压缸内部存在空气，导致油液形成弹性体。（6）密封摩擦力过大。（7）在液压缸活动的地方存在严重的拉伤、磨损和咬着现象。4、液压缸气爆现象（1）液压缸的内部形成了负压。（2）液压缸内部产生空气。（3）产生异常高温。（4）活塞处的密封存在破损导致液压缸的内泄严重。2.3.3液压马达的故障及其原因2.3.3.1液压马达分类液压马达种类繁多一般主要有内啮合摆线齿轮液压马达、外啮合齿轮马达、叶片马达、径向马达、轴向马达等。2.3.3.2外啮合齿轮马达故障及其故障原因141、油封漏油（1）由于泄油管背向压力太大导致泄油管的不畅通。（2）由于泄油管道设计不合理，太小或太多弯曲；工作时泄油管被堵塞等原因导致压力太高，使油封漏油。（3）制造时由于油封的制造质量不好导致油封出现破损从而漏油。2、转速下降，输出扭矩降低（1）由于齿轮的两侧与侧板接触的地方出现严重的磨损和拉伤，导致高压腔与低压腔之间出现较大的泄漏，甚至出现串腔的现象。（2）齿轮油马达的径向间隙超过规定值。（3）由于液压泵的磨损，导致液压泵的径向间隙和轴向间隙增大，超过规定值。（4）原因有：由于系统的调压装置失去作用，无法调压；液压系统中存在较大的泄漏，导致流入液压缸的流量和压力不足。（5）由于油温的升高，油液不达标黏度过小，使液压油路中漏油量大。（6）工作负载过大，转速降低。3、噪音过大，并伴有振动和发热（1）系统中进入了空气。（2）由于制造时齿轮齿形精度不高，导致机械摩擦比较严重，使其噪音和振动比价大。4、低速下不稳定，有爬行现象（1）系统混入空气。（2）回油的背向压力太小。（3）由于负载和液压马达的同轴度太差，导致高低油液腔的磨损严重，使高低油腔出现串流。（4）齿轮的精度差。（5）由于油温过高导致油液的黏度变小。2.3.3.3内啮合摆线齿轮液压马达故障及其故障原因151、在低速情况下液压缸速度不稳定时快时慢，出现液压缸爬行的现象（1）由于摆线转子齿面存在拉毛的问题，拉毛导致存在拉毛的地方摩擦力大，不存在的地方摩擦力小，出现爬行现象。（2）定子中的圆柱齿轮在工作中出现运转不灵活。2、转速降低，输出扭矩降低。同外啮合齿轮（1）由于齿轮的两侧与侧板接触的地方出现严重的磨损和拉伤，导致高压腔与低压腔之间出现较大的泄漏，甚至出现串腔的现象。（2）齿轮油马达的径向间隙超过标准值太多。（3）由于齿形的齿形精度低，装配质量差，接触面处存在拉伤，导致内泄量大容积效率下降，转速下降以及输出扭矩降低。（4）由于配流轴和机体的配流精度低，导致扭矩转速和输出扭矩低下表现为转速降低。（5）由于配流轴磨损严重导致内泄严重从而影响配油精度；由于制造或者磨损严重导致配油套和油马达体壳孔之间的间隙太大从而影响配油精度。3、启动性能不好2.3.3.4叶片马达故障及其原因1、马达输出的转速和转矩小（1）由于转子和定子的厚度相差太大，导致转子与配油盘之间的间隙过大。（2）配油盘存在拉毛或者沟槽的问题。（3）支撑弹簧存在弹簧疲劳或者存在折断的故障（推压盘）。（4）控制压力油没有作用在配油盘的背面，使其补偿间隙的作用无法达到。（5）定子的内曲线表面存在严重磨损或者拉伤。（6）因为污染或者毛刺使叶片卡在转子槽内部不能伸出。（7）工作中油液温度过高或者由于油液不合格黏度过低。（8）由于液压泵对于液压马达的流量和压力供给不足。（9）马达出口的背向压力过大。2、负载缓慢增加时，转速下降很快（1）由于转子和定子的厚度尺寸差距太大导致配油盘和转子的配合间隙过大。16（2）配油盘出现拉毛或者沟槽的现象。（3）油液马达的出口背向压力过高。（4）进油压力低。3、噪声大，振动严重（1）由于外界带来的振动或者因为和负载相连接的联轴器和皮带轮的不同轴度过高。（2）油液马达的内部零件出现磨损和损坏。（3）液压马达叶片的底部扭力弹簧太软或者出现折断。（4）液压马达的定子内表面存在拉毛或者是刮伤。（5）液压马达的叶片的两侧以及顶部出现磨损和拉毛的现象。（6）油液不达标，粘度太高使吸油困难；油液被污染，内部进入颗粒杂质。（7）由于转配时不当或者密封有问题导致空气进入液压马达中。（8）油液马达的安装螺钉或者是支座等构件松动导致噪音和振动的产生。（9）液压泵的调整压力太大，到时油马达运转超载。4、在低速运行中长沙颤动和爬行现象（1）油马达进了空气。（2）油液马达的回油的背向压力太低。（3）内泄露量较大。5、低速时启动困难（1）由于燕式弹簧的折断导致低速时启动困难（高速度小扭矩的叶片马达）。（2）由于定压叶片的弹簧发生折断或者是没有安装，导致进油和回油串腔，不能建立起开启按钮（低速大扭矩叶片马达）。（3）波形弹簧疲劳。2.3.3.5轴向马达故障及其原因1、油液马达的转速和扭矩太小（1）由于液压泵的供油压力不足，导致流量过小。（2）液压回路中，从液压泵到油马达之间的压力和流量损失太大。（3）液压系统中的压力调节阀和流量调节阀失去作用。17（4）液压马达的各个接触面密封不良，出现严重内泄。（5）由于油温太高，油液黏度下降；油液本身黏度不达标。2、油马达噪声大（1）由于油液马达安装精度不高，导致输出轴的联轴器和齿轮的不同心度太大出现别劲等问题。（2）油管的各个连接处出现松动或者密封不良，导致空气进入油马达；油液受到污染。（3）因为相互磨损严重，导致柱塞和缸体孔间隙增大。（4）推杆的头部和输出轴两端的轴承处轴颈的磨损严重。（5）由于自身安装不牢固或者由于外界带来的振动使油马达噪声大。3、内外泄露（1）油马达的输出轴骨架出现油封损坏问题（外泄）。（2）由于接头没有接紧或者因为振动导致接头松动（外泄）。（3）由于油塞没有拧紧，密封装置出现失效等（外泄）。（4）由于柱塞和液压缸内部磨损严重；配合间隙太大（内泄）。（5）由于弹簧发生疲劳或者缸体和和配油盘接触面的磨损严重（内泄）。2.3.3.6径向马达故障及其故障原因1、转速下降，转速不够（1）配油盘出现磨损和拉槽等问题。（2）柱塞上的密封圈磨损。（3）缸体内存在污物或者有较深的拉槽。（4）连杆球铰副磨损。（5）液压泵供给油液不足，油液本身粘度过低或者由于温度太高导致压力过低，油马达的背向压力过大等。2、输出扭矩不够（1）由于配油轴磨损严重或者由于装配时配合不当间隙过大。（2）由于配油盘存在磨损和拉槽等问题。（3）柱塞上的密封圈磨损。18（4）缸体因为存在污物，导致运转中拉开较深的拉槽。（5）连杆球铰副磨损。（6）液压泵供给油液不足，油液本身粘度过低或者由于温度太高导致压力过低，油马达的背向压力过大等。（7）连杆球铰副烧死，别劲。（8）连杆的轴瓦出现烧坏，造成机械的摩擦阻力大。（9）轴承损坏、造成回转别劲。3、油马达不转圈，不工作（1）进入油马达的压力油出现没有压力或者压力低的现象。（2）处于配油轮和输出轴之间的十字连接轴出现没有安装或者折断的现象。（3）存在柱塞卡死在液压缸体孔内的现象，压力油液的推力不足推动。（4）输出轴上的轴承烧死。4、速度不稳定（1）运动部件之间存在别劲的问题。（2）输入的流量不稳定。（3）运动摩擦面的摩擦膜被破坏，形成了干摩擦，以至于在低速时出现爬行现象。（4）油马达的出口处没有背压调节装置或者是没有背压。（5）负载或者是油液压力出现变化大的情况。5、马达油封处漏油（1）油封出现卡紧、弹簧脱落或者油封唇部出现拉伤。（2）因为油马达的内部泄漏量大使漏油的油压升高冲破油封使其漏油。（3）油马达的泄油口背向压力太大。2.4辅助元件故障及其原因2.4.1辅助元件辅助元件一般包括蓄能器、过滤器、冷却器、密封件等。192.4.2蓄能器故障及其原因1、皮囊式蓄能器的压力下降过于严重需要经常给予充气（1）因为振动导致阀芯松动，使密封锥面不密合，从而形成漏气。（2）弹簧出现折断或者阀芯上面的螺母出现松脱。2、皮囊使用寿命短（1）有污物混入。（2）油温过大或过低。3、蓄能器不起作用4、吸收压力脉动效果差5、蓄能器所释放的能量存在稳定性差的特点2.4.3过滤器故障及其原因1、制作出来的过滤器，过滤精度不高，达不到设计要求（1）过滤材料损坏。（2）烧结式滤筒出现颗粒脱落的问题。（3）过滤器由于装配时候精度不高导致进出油芯的密封不严密。（4）选择网式过滤器的介质时选择不合适。（5）磁性过滤器中液压流速过于快或者是太脏。2、工作中出现过滤器的通过能力下降，过滤的压力损失太大（1）因为存在污物导致过滤器的空隙被堵塞。（2）由于油液出现老化，出现胶纸物质堵塞过滤空使过滤面积减少。（3）油液选用不达标黏度超标，或者是因为气温降低导致油液黏度上升。（4）过滤器出现堵塞问题（圆盘板式）。（5）夹住固定滤网的骨架孔存在没对齐现象。（6）磁过滤器的磁块出现碎裂。3、吸油管的粗过滤器存在吸油不流畅（1）装配不好。202.4.4冷却器故障及其原因1、油冷却器被腐蚀2、冷却性能下降（1）存在污染物堆积在冷却管壁上，并形成块体，使其散热能力下降严重。（2）冷却水量不足。3、破损4、漏油、漏水（1）焊接不良、冷却水管破裂等。5、过冷却6、冷却水质不好2.4.5密封件故障及其原因（1）密封不严，导致泄露。3设计基本液压回路实现实验室装置故障检测3.1实验一：基本换向回路图一21实验原理：换向回路由液压泵串联一个三位四通换向阀，串联液压缸。当三位四通换向阀换向处于左位时，液压泵的压力油流入液压缸的右端推动活塞杆向左移动。当三位四通换向阀处于右位时液压泵的压力油流入液压缸的左端推动活塞杆向右移动。从而实现液压缸活塞杆的换向移动。实验用具：三位四通换向阀（一个）、液压泵（一台）、液压缸（一个）、压力表（一个）连接管若干、交流电源模块（一个）、直流电源模块（一个）、液压泵控制模块（一个）、按钮控制模块（一个）、电线若干。实验步骤：1、电路模块链接：将交流电源模块中的220V交流输出口连接到直流模块中的交流220V输入口（L连接L，N连接N）直流电源模块中的DC24VOUT与液压泵控制模块的DC24VIN连接（+24V+24V，CNDCND）。液压泵控制模块的直流24V输入口连接泵的PC控制口（正24V连接红色接口，CND连接CND）。直流电源模块中的直流24V输出口连接按钮控制模块的SB9和SB10开关接口。2、按照图一液压回路原理图连接液压回路实际图如图二。3、通过控制按钮模块中的SB9和SB10按钮，进行换向操作。观察结果：回路正常运动，排除泵不出油。观察油泵，通过观察排除泵炸裂、发热、噪音等故障。观察油压表和泵运动速度，不存在压力不稳和运动速度不均现象。换向阀运动正常，不存在无法换向、换向延迟、噪音、外漏和噪音等故障。观察液压缸，通过观察液压缸不存在不能动作、动作不灵敏、液压缸气爆故障等。存在故障：存在低速爬行现象。（更换液压缸没有）22图二3.2实验二：单级调压回路图三实验原理：调压回路的功能是通过溢流阀的溢流作用，控制液压回路的压力值，使其压力值与溢流阀的调节值一致。在定量泵中液压泵的供油压力就由溢流阀控制。单级调压中液压泵并联一个溢流阀，串联一个三位四通换向阀和液压缸。通过调节溢流阀的控制压力从而实现液压回路的压力调节功能。（可从液压缸的运行速度观察）同时也可以检测换向阀的换向功能，通过调节换向阀的左右位置实现液压缸活塞的换向运动。实验用具：三位四通换向阀（一个）、液压泵（一台）、液压缸（一个）、溢流阀（一个）压力表（两个）、连接管若干、交流电源模块（一个）、直流电源模块（一23个）、液压泵控制模块（一个）、按钮控制模块（一个）、电线若干。实验步骤：1、电路模块连接：将交流电源模块中的220V交流输出口连接到直流模块中的交流220V输入口（L连接L，N连接N）。直流电源模块中的DC24VOUT与液压泵控制模块的DC24VIN连接（+24V+24V，CNDCND）。液压泵控制模块的直流24V输入口连接泵的PC控制口（正24V连接红色接口，CND连接CND）。直流电源模块中的直流24V输出口连接按钮控制模块的SB9和SB10开关接口。2、按照图三液压原理图连接线路实际图如图四。3、调节溢流阀压力，观察压力表1和2及液压缸运动速度。观察结果：调压回路能达到预期调压作用，通过旋转溢流阀溢流阀能控制系统压力和液压缸运动速度。泵不存在不出油、油封被冲出、齿轮泵炸裂、发热、噪音严重和压力波动等故障。调节溢流阀观察P1与P2，P1值正常上升且P1和P2值相差不大。说明溢流阀正常。通过调节换向按钮SB9和SB10观察得知换向阀正常。存在故障：液压缸存在爬行现象。（更换液压缸不存在）24图四3.3实验三：二级调压回路图五实验原理：调压回路的功能是通过溢流阀的溢流作用，控制液压回路的压力值，使其压力值与溢流阀的调节值一致。在定量泵中液压泵的供油压力就由溢流阀控制。液压回路由液压泵串联一个三位四通换向阀和液压缸。并联是一个先岛式溢流阀和一个两位一通换向阀以及一个溢流阀。当换向阀门处于右位时由于连接溢流阀油管堵塞所以液压回路由先导式溢流阀决定。当换向阀处左位时，溢流阀连接回路连通，由于溢流阀调节压力低于先导式溢流阀，所以溢流阀起作用。回路压力值由溢流阀25调节。从而实现液压回路先导式溢流阀和溢流阀二级调控的作用。实验用具：三位四通换向阀（一个）、液压泵（一台）、液压缸（一个）、先导式溢流阀（一个）、溢流阀（一个）压力表（两个）、连接管若干、交流电源模块（一个）、直流电源模块（一个）、液压泵控制模块（一个）、按钮控制模块（一个）、电线若干。实验步骤：1、电路模块链接：将交流电源模块中的220V交流输出口连接到直流模块中的交流220V输入口（L连接L，N连接N）。直流电源模块中的DC24VOUT与液压泵控制模块的DC24VIN连接（+24V+24V，CNDCND）。液压泵控制模块的直流24V输入口连接泵的PC控制口（正24V连接红色接口，CND连接CND）直流电源模块中的直流24V输出口连接按钮控制模块的SB9和SB10开关接口。2、按照图五液压回路原理图连接液压回路实际图如图六。3、通过调节先导式溢流阀观察压力表1、2的压力值变化和液压缸运动速度。观察结果：液压回路正常运动，不存在泵不出油、油封冲出、漏油故障。系统能起到二级调压作用，压力表1、2一致。泵不存在发热、噪音、炸裂故障。观察压力表1，发现压力表压力值稳定表明系统压力稳定，不存在压力不稳。调节溢流阀，系统压力值正常升降，液压缸速度正常增加和降低，表明溢流阀正常无明显故障。观察压力表，发现不存在压力突然升高且压力下不来等故障。液压缸可正常动作。故障：存在爬行现象。（中低速）26三位四通换向阀中存在一端换向正常，一端换向不正常。图六3.4实验四：进油路节流调速回路图七实验原理：如图七所示将节流阀安装在液压泵和液压缸的进油口之间的油路中，通过调节节流阀的通过面积调节液压油路的油液通过量，从而达到调节液压缸运动速度的目的。27实验用具：三位四通换向阀（一个）、液压泵（一台）、液压缸（一个）、节流阀（一个）、溢流阀（一个）、压力表（两个）、连接管若干、交流电源模块（一个）、直流电源模块（一个）、液压泵控制模块（一个）、按钮控制模块（一个）、电线若干。实验步骤：1、电路模块链接：将交流电源模块中的220V交流输出口连接到直流模块中的交流220V输入口（L连接L，N连接N）。直流电源模块中的DC24VOUT与液压泵控制模块的DC24VIN连接（+24V+24V，CNDCND）。液压泵控制模块的直流24V输