液压及润滑设备维修手册

1、液 压 基 础 知 识液压及润滑设备维修手册部 门：设备能源部编写人：孙 福 成2004年12月4日第一章液压系统的基本知识与符号识别1、液压传动基础知识1、1液压油1液压油的种类液压传动用油主要分为石油系油和不燃性油两类，分类如下：石油系液压油一般液压油液压传动专用油透平油、马达油加有添加剂的马达油液压传动用油耐磨损液压油耐磨损的液压传动专用油含水型液压油乳化系液压油不燃性液压油磷酸酯系液压油水+乙二醇系液压油卤化碳化氢合成液压油硅酸酯硅油2、液压油的特性1）压缩性，各种油的压缩性见表1-1所示。表1-1各种油的压缩性油的种类体积减少率 /%7Mpa70Mpa水0.343.3WO0.353.

2、5水乙二醇系液压油0.262.6石油系液压油0.353.4磷酸酯系液压油0.252.51000300200100503020107.05.04.03.02.01.601.401.201.000.900.800.700.600.502)粘度温度特性,如图1-1所示。46运动粘度(/mm2.s-1)52310 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150温度t/图1-1粘度温度特性16号主轴油 210号主轴油 320号液压油430号液压油 540号液压油 6真空泵油3）液压油对密封材料的影响，见表1-2所示。表1-2液压油对密封材料的影响密封

3、材质石油系液压油磷酸酯脂肪酸酯水+乙二醇液压油W/O乳化液低苯胺点高苯胺点丙烯酸酯橡胶丁二烯橡胶苯乙烯-丁二烯橡胶丁腈橡胶丁基橡胶乙丙烯橡胶氟化橡胶异戊二烯橡胶硅橡胶氟化硅橡胶硫化橡胶氨基甲酸乙酯氯磺化聚乙烯氯丁橡胶鞣皮软木注：易溶；比较易溶；不溶：一般。3、液压油的试验及判断从实用角度，希望在现场采用简单的方法，对液压油进行最经济有效的检查，以判断其好坏。液压油在使用过程中一定要清洁，这样，除能延长液压油的使用寿命外，还能确保液压元器件的正常工作。外观检查 液压油颜色各异，单靠液压油颜色来推测质量和性能是困难的。但在选用新油时，可与试验油作比较，按其变化的大小来确定变化的原因。如含水率和浑浊

4、程度的判断，可采用图1-2所示进行。粘度试验 在玻璃管（或透明塑料管）中放进适中的钢球，靠钢球落下的速度的差异来判断粘度的高低，落下速度慢，粘度就高（见右图）异物测定试验 将污染的油通过滤纸过滤，并将过滤的异物进行目测或放大镜观察，基本上可以掌握异物的性质、大小、数量。一般目测的直径的范围在0.1毫米，采用25倍放大镜可以识别0.003毫米的异物，由此确定异物侵入途径及造成的危害等，以便采取解决措施。加热试验 将试验油装入试管内加热，排除空气使之沸腾，再继续加热时若产生叭喇叭喇的声音就表示油中含有水分；或用湿布卷在加热试管外壁，当试管内壁附有水蒸气时也可判断油中含水。油温测定 尽可能采用温度计

5、直接测定，如确有困难可用手触摸的方式判断其温度（见下表）用手触摸金属表面时感觉温度温度t/用手触摸时的感觉30稍微凉比体温低，感觉稍微有点凉40稍微暖和略感超过体温45暖和用手触摸有暖和之感50稍微热触摸一段时间手掌会发红55热手可触摸5s7s的时间60热手可触摸3s4s的时间65非常热手可触摸2s3s的时间，用手长时间摸会烫坏70非常热用手指约摸3s75特别热用手指仅可触摸1.5s2s1、2液压泵外啮合式齿轮泵、种类 按工作原理分类如下容积式液压泵螺杆泵径向柱塞泵轴向柱塞泵柱塞泵单作用叶片泵双作用叶片泵内啮合式齿轮叶片泵齿轮泵、齿轮泵简介这种泵主要是由一个密封的外壳及一对齿轮构成。通过旋转运

6、动，两齿轮分离所出现的齿间间隙而产生负压，油箱液面在大气压作用下流入泵内填充齿间隙，齿轮间在连续转动中与外壳和月牙型形成闭合的空腔并被继续移向压力侧。此时齿轮再度啮合并将液体排出齿空腔。轮齿在齿间隙完全排空之前即要闭合齿隙，若无卸荷可能，将会在剩余空间产生很大的压力，这种高压困油反作用于齿轮上，间美国产生很大的径向力。为了克服困油现象，一般采用在齿轮泵端盖上开卸荷槽，借此将这部分油引入压油腔。另外齿轮泵端盖与齿轮、齿顶物泵体之间相互运动的间隙也很关键。间隙过大，摩擦力小，漏损大；间隙过小漏损小，但摩擦力增大，甚至卡住齿轮而烧毁电动机。一般，轴向间隙以0.030.04mm为宜，径向间隙以0.13

7、0.16mm为宜。齿轮泵是液压泵中结构简单、制造容易、工作可靠的一种液压泵。多用于低压系统中。、叶片泵叶片泵包括单作用叶片泵和双作用叶片泵两种。叶片定量泵 叶片定量泵主要由转子、定子、叶片和端盖等组成。叶片装在转子槽中，可径向滑动。当电动机带动转子旋转时，叶片将受离心力和叶片后面的系统压力向外推动，使叶片紧紧贴在定子的内表面。相邻的两个叶片与端盖和定子形成若干个密封着的工作空间，当转子按旋转时，叶片在定子的作用下工作空间将会出现由小变大吸油和由大变小排油，由于定子曲线是双偏心的，所以每转一次工作空间变化2次，即在输送过程中起两次作用。由于两个吸油口与两个压油口处于对称位置，无径向力，因此转子受

8、力平衡。但这种泵流量不可改变，是定量泵。叶片变量泵 叶片变量泵的流量和压力是可调的，其原理和叶片定量泵基本相同。柱塞泵柱塞泵可分为轴向柱塞泵与径向柱塞泵。斜盘式轴向柱塞泵 这种泵是在泵体内转子的圆周上均匀分布7个与传动轴平行的柱塞。在传动轴转动并带动转子旋转时，靠斜盘来控制柱塞往复运动来完成吸油和压油的过程。斜轴式轴柱塞泵 斜轴式轴柱塞泵的缸体是倾斜的（相对于传动轴而言），通过万向节头与传动轴一起转动，并带动中间轴，使缸体绕自身轴线回转，同时又使柱塞在缸孔内作往复直线运动，完成吸油与压油动作。其工作原理与斜盘式轴向柱塞泵相同。径向柱塞泵 径向柱塞泵工作原理与轴向柱塞泵类似，它也是利用柱塞的往复

9、直线运动完成吸油与压油的过程。柱塞径向排列在转子体中。定子和转子存在偏心距，由于柱塞经过上半周时柱时向外伸，转子工作空间增大吸油，柱塞经过下半周时向里压入排出油。各种油泵的性能比较叶片泵、齿轮泵、柱塞泵性能比较性 能叶片泵齿轮泵柱塞泵最高输出压力普遍较高；高性能的叶片泵最高可达17.5MPa普遍较低；但是目前最高可达21MPa一般都是高压的可达50MPa运转效率平均效率普遍较高普遍较低最高输出压力对效率的影响低压时效率低，高压时效率不是很低，由于泵内压力递增分布比例单一，所以设计时要选用合适的型材和刚性好的材料一般在高压时很低但最近由于材质的改变有所改善在允许使用压力范围内都高油的粘度对效率的

10、影响影响不大当油的粘度降低时，效率也将明显降低影响最小主要磨损对效率的影响磨损时效率降低不大，定子和叶片虽有磨损也可由叶片补偿磨损大时效率也将大大降低磨损大时效率也将大大降低转 速一般较高，最高可达2700r/min,最低转速控制在600 r/min（再低时叶片就飞不出来了）普遍较低，但最近已有最高转速为4000r/min一般转速不高，但是用于航空工业却非常高（5000r/min）最低的比叶片泵的还低轴承寿命采用压力平衡方式在轴承上不承受负载，所以寿命长。但对可变速的，轴承将承受负载因为轴承上承受很大负载，所以寿命短因为轴承上承受有大的负载，所以通常选用多个轴承结构对灰尘的敏感性可动零件间的配

11、合间隙小，所以一对细小尘物很敏感。当粘附灰尘大时，将引起拉伤或烧毁因为间隙比较大，一般情况下不易受到影响，但要避免过大的灰尘因为使用压力高，可动零件间间隙比叶片泵还小，所以对灰尘很敏感保养零件数量及结构性零件多，加工精度要求高，结构比较复杂零件少，结构比较简单零件多，结构比较复杂，加工精度要求普遍都高零件的互换性零件的互换性良好零件的互换性差零件的互换性一般对维修的适应性拆装容易，好维修拆装较困难现场维修非常困难对油粘度的适应性要求灵敏时，粘度适应范围小，但对效率没有很大影响在不很灵敏的情况下，适应范围宽，但效率将受到很大的影响要求灵敏时，粘度适应范围小，但对效率影响不大起动性能即使在高粘度油

12、时，因为起动扭矩比较小，也可以急速起动当起动转矩大时，不能急速起动与齿轮泵大体相同允许吸入真空度不允许有大的真空度允许真空度大允许真空度小运转声一般较小，但单级高压叶片泵比一般要大一般声音小一般声音大变量输出一般为定量型，带有压力补偿变量方式的设有压力平衡型一般没有变量方式具有多种变量方式，应用最广泛价格及其他一般价格比齿轮泵高一般价格便宜平均价格最高液压执行元件液压系统中的执行元件是把液压泵产生的液压能转变为机械性能的装置，它包括液压缸（实现往复运动）和液压马达（实现旋转运动）两大类。一、液压缸的种类液压缸是把液压泵产生的液压能转变为直线运动的机械能的一种执行元件。常用的液压缸种类很多，常见

13、的有：单作用液压缸 此类液压缸只能在一个方向供给动力。即液压缸的一腔通压力油向前移动，返回时靠外力或弹簧复位。双作用液压缸 双作用液压缸能在两个运动方向传递动力。由于液压缸两腔面积不等，当压力相等时，两端带活塞杆液压缸 这种液压缸的特点是两个运动方向的有效面积是相等的，因此力和速度在两个方向具有同等值。伸缩套筒式液压缸 这种液压缸 的结构较特殊，具有如同望远镜式的伸缩缸。其优点是可在较小的安装空间内获得大的液压缸行程。 二、液压缸的结构 液压缸主要由地盖、缸筒、端盖、活塞、活塞杆、衬套、活塞杆密封、防尘环及拉紧螺栓组成。活塞由于在缸内做往复运动，必须选用优质材料内表面具有很低的表面粗糙度。液压

14、控制元件在液压系统中，流体的压力、流量和流动方向是由各种液压阀来控制的。所有阀都是由阀体、阀心和阀的动力源三部分组成。液压阀包括三种：压力阀、流量阀、方向阀。1、压力阀 在液压系统中控制液压泵的供油压力或控制系统中某一局部油路的压力值的阀称为压力阀。压力阀按用途分：溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、背压阀和压力继电器等。溢流阀：溢流阀是一种过载保护装置，所以也叫安全阀。它既可以使系统压力保持稳定不变，也能在一定范围内进行压力调节。按其结构原理分为：直动式和先导式两种。减压阀：应用减压阀可以在液压系统中得到比主油路压力低的压力。这种阀按其性能分直动式和先导式两种。顺序阀：顺序阀大多用于控制执行机构

15、的顺序动作。它有两种基本结构：即直动式和先导式两种。压力继电器：压力继电器是将液压信号转换为电信号的一种元件，当工作系统的油液压力到达调定数值时，发出电信号，以操纵电磁铁、继电器等电器元件的动作来实现系统的顺序动作或互锁。2、流量阀 流量阀可以改变液压流量断面而调节用油装置的运动速度。流量阀能无级地进行速度控制。它有节流阀和调速阀两种。3、方向阀 方向阀包括换向阀和单向阀两种。换向阀用于控制油流方向或切断、接通油流；单向阀用于控制油流作单一方向流动。换向阀按操纵方式分为：电磁换向阀、液动换向阀、机动换向阀、手动换向阀等；按滑阀位置分为：二位、三位或多位换向阀；按接通油口分为：二通、三通、四通、

16、五通换向阀等。换向阀 换向阀利用阀心在阀体内的运动来改变油的通路，变换油流的方向，以推动执行机构。液压泵的维修齿轮泵的维修 齿轮两侧面与配油盘或泵盖磨损后，其配合间隙裨益产品图样规定值增大在30%左右。可用研磨的办法进行修复。 轴用旋转油封件或其他密封件失效、丧失密封性时，应当更换密封件，并对密封件质量精心检查。安装时要注意唇口方向，且不要损坏密封唇口。 泵的容积效率比规定值降低在10%15%时，辱国继续使用下去，不仅降低整个系统效率，而且还会造成无法修理的后果。2、叶片泵的维修 定子圈内表面有异常磨损或有条痕存在，会造成压力波动和产生噪音。因此，必须对定子圈内表面在专用机床上进行研磨，如果定

17、子圈内表面不严重可用油石进行研磨，使内表面光滑。对不能修复的应更换。 配油盘有条状划痕等缺陷时，可用研磨的方法进行修复。 个别叶片磨损、胶粘、折断，应清洗或更换叶片。 转子端面有划痕或磨损点与金属胶合，须进行修磨，同时要对叶片宽度和定子圈厚度作相应的修磨，使转子、叶片、定子圈三者的配合间隙达到规定值。 轴用旋转油封件或其他密封件失效，丧失密封性能时，应当更换密封件，并对密封件精心挑选。安装时要注意唇口方向，且不准损坏密封唇口。液压缸的维修活塞杆表面有划痕，造成漏油（每23分钟滴一滴），可以对活塞杆表面用涂刷胶液或银焊的方法进行修复。活塞杆表面有较严重锈蚀或在活塞杆工作长度内表面上镀铬层脱落严重

18、时，可以先进行磨削，之后进行镀铬修复。活塞杆上防尘圈已经不起防尘作用，灰尘、沙子等进入液压缸，使活塞杆表面磨损。应更换密封件。活塞杆弯曲变形大于图样规定值的20%时，须进行校正修复。液压缸内泄露超过产品图样规定值的三倍以上时，由于内漏造成液压缸输出力减少，应检查内泄露原因，若是密封件失效，应更换密封件；若是活塞磨损后间隙过大，应重新进行配研修复。液压缸两端盖处有外漏，可能是端盖处密封件老化、破损，应更换密封件；也可能是紧固螺钉松动，应紧固；也可能因螺钉过长未压紧端盖，应检查更换。液压阀的维修阀心与阀体孔磨损后，其配合间隙比产品样本图样规定值增大20%25%时，须重做阀心并对孔进行研磨或修复。锥

19、阀心与阀座的圆锥面接触不良，密封性差时，应进行研配修复。调压阀弹簧弯曲或折断时，应更换弹簧。密封件老化、失效，应更换密封件。调整件不齐全，须配齐。 阀类元件出现工作异常，如卡死、失灵、迟缓等毛病，要进行清洗。故障现象原因分析排除对策(一)无压力1主阀故障(3)主阀芯复位弹簧折断或弯曲，使主阀芯不能复位(3)更换弹簧2先导阀故障(1)调压弹簧折断(1)更换弹簧(2)调压弹簧未装(2)补装(3)锥阀或钢球未装(3)补装(4)锥阀碎裂(4)更换3装错进出油口装错纠正4液压泵故障见表3，3见表3-3(二)压力升不高1主阀(锥阀)有故障(1)主阀芯锥面封闭性差1)主阀芯锥面磨损或不圆更换并配研2)阀座锥

20、面磨损或不圆3)锥面处有脏物粘住清洗并配研4)主阀芯锥面与阀座锥面不同轴修配使之结合良好5)主阀芯工作有卡滞现象，阀芯不能与阀座严密结合修配使之结合良好(2)主阀压盖处有泄漏(如密封垫损坏，装配不良，压盖螺钉有松动等)(2)拆开检修，更换密封垫，重新装配，并确保紧固螺钉拧紧力均匀2先导阀故障(1)调压弹簧弯曲，或太弱，或长度过短(1)更换弹簧(2)锥阀与阀座结合处封闭性差(如锥阀与阀座磨损，锥阀接触面不圆，接触面太宽容易进入脏物或被胶质粘住)(2)检修更换，使之达到要求故障现象 原 因 分 析 排 除 对 策(三)压力突然升高 1.主阀故障 主阀芯工作不灵敏，在关闭状态突然卡死(如零件加工精度

21、低，装配质量差，油液过脏) 检修，更换零件，过滤或更换油液 2先导阀故障(1)先导阀阀芯与阀座结合面突然粘住，脱不开(1)清洗修配或更换油液(2)调压弹簧弯曲造成卡滞(2)更换弹簧(四)压力突然下降1主阀故障(1)主阀芯阻尼孔突然被堵死 (1)清洗，过滤或更换油液(2)主阀芯工作不灵敏，在开启状态突然卡死(如零件加工精度低，装配质量差，油液过脏) (2)检修更换零件，过滤或更换油液(3)主阀盖处密封垫突然破损 (3)更换密封垫2先导阀故障 (1)先导阀阀芯突然破裂(1)更换阀芯 (2)调压弹簧突然折断(2)更换弹簧(五)压力波动不稳定1主阀故障 (1)主阀芯动作不灵活，有时有卡住现象(1)检修

22、更换零件，压盖螺钉拧紧力应均匀 (2)主阀芯阻尼孔有时堵有时通(2)拆开清洗，检查油质，更换油液 (3)主阀芯锥面与阀座锥面接触不良，磨损不均匀(3)修配或更换零件 (4)阻尼孔孔径太大，使阻尼作用差(4)适当缩小阻尼孔孔径2先导阀故障 (1)调压弹簧弯曲(1)更换弹簧滤油器没有全部浸入油液的液面以下或油箱液面过低；叶片在转子槽中卡死；液压泵至油箱液面高度大于500mm等。经检查，泵的转向正确，滤油器工作正常，油液的粘度、温度合适，泵运转时无异常噪声，说明没有过量空气进入系统，泵的安装位置也符合要求。将液压泵解体。检查泵内各运动副，叶片在转子槽中滑动灵活，但发现可移动的定子环卡死于零位附近。变

23、量叶片泵的输出流量与定子相对转子的偏心距成正比。定子卡死于零位，就是偏心距为零，因此泵的输出流量为零。具体说，叶片泵与其他液压泵一样都是容积泵，吸油过程是依靠吸油腔的容积逐渐增大，形成部分真空，液压油箱中液压油在大气压力的作用下，沿着管路进入泵的吸人腔，若吸人腔不能形成足够的真空(管路漏气，泵内密封破坏)，或大气压力和吸入腔压力差值低于吸油管路压力损失(滤油器堵塞，管路内径小，油液粘度高)，或泵内部吸油腔与排油腔互通(叶片卡死于转子槽内，转子体与配油盘脱开)等因素存在，液压泵都不能完成正常的吸油过程。液压泵压油过程是依靠密封工作腔的容积逐渐减小，油液被挤压在密封的容积中，压力升高，由排油口输送

24、到液压系统中，由此可见，变量叶片泵密封的工作腔逐渐增大(吸油过程)，密封的工作腔逐渐减小(压油过程)，完全是由于定子和转子存在偏心距而形成的。当其偏心距为零时，密封的工作腔容积不变化，所以不能完成吸油、压油过程，因此，上述回路中无液压油输入，系统也就不能工作。故障原因查明，螺钉，使定子、转子和泵体的水平中心线互相重合，使定子相应排除方法就好操作了。排除步骤是，将叶片泵解体，清洗并正确装配，重新调整泵的上支承盖和下支承盖螺钉，使定子、转子和泵体的水平中心线互相重合，使定子死而不能调整的故障。2初始启动不吸油如图315所示的一个定量泵供油装置的回路系统中，液压泵初始启动时不能吸油。初始启动有两种情

25、况： 1)新安装的被调试过的液压设备，以及较长时间(几个月以上)未开动过的设备。初始启动时，必须向液压泵内灌满油液(特别是叶片泵和柱塞泵)，以排除泵内空气，并润滑泵内各运动件，使泵能正常工作起来。否则，泵内零件将急剧磨损，甚至被破坏。例如，叶片泵的叶片和转子槽因润滑不好，而甩不出来或进入不到转子槽内，将导致划伤定子内曲面，甚至折断叶片。同样，柱塞 图315 定量泵供油泵内因无油液，滑靴与配流盘之 装置回路间形不成静压而造成剧烈磨损。另外，由于空气有压缩性，使泵内排不出的空气产生很大的振动和异常噪声，导致液压油吸不上去。 2)间断性使用的液压设备。液压泵内已进入一些空气，但泵内肯定还有一定量的液

26、压油，这说明液压设备停用时间不长，此时，就不一定再向泵内灌油，灌油是比较麻烦的，可采用其他措施排除泵内空气，使液压泵正常运转。本例系统中，因为泵的容量小，吸油性能差，初始启动若属后一种停机时间较短的情况，由于溢流阀调定压力较高，三位四通阀中位机能为Y型，所以液压泵的排油管路被封闭，这样，泵启动后，泵内和排油管内空气无法排出去，泵吸油腔不能形成部分真空，因此液压油吸不上去，若将三位四通换向阀的中位机能改为H型，排油管内的空气和泵内部分空气可以经过换向阀排到油箱中，液压泵的吸油腔就能形成部分真空，因此泵就能正常吸油。另外，也可以将泵排油侧的压力表接头缓缓放松，使之排气，待到空气排净后，再拧紧接头；

27、或将溢流阀的调节压力降到最低值，待液压泵正常工作后，再重新调定液压系统的压力值。采取以上措施都可以使液压泵初始启动时，保证正常吸油过程。3液压泵异常发热液压泵发热异常有时是因回路设计不周而引起的。如图3-16所示回油节流调速系统，由于液压缸快退时，不需要高达20左右，经检查发现，液压泵的外泄油路接在泵的吸油管上去了，因而泵壳体内的热油又全部进入泵的吸油腔，再一次使温度升高。液压油的温升高，其粘度显著下降，低粘度的油液使之泄漏量加大，促使发热量更大。造成恶性循环，造成泵的壳体异常发热，运转不正常。可见，系统中液压泵的外泄管路接入吸油管路是不妥的，应直接回油箱，使热油在油箱内充分散热后再参与系统的

28、油液循环。 4双泵合流激发流体噪声 图3-17为双泵供油系统，泵l为高压小流量泵，泵2为低压大流量泵。图3-17 双泵供油系统示例1一高压泵2-口低压泵 3-液控顺序阀 4一单向阀 5-溢流阀当系统执行机构快速运动时，泵2输出的油经单向阀4与泵1输出的压力油共同向系统供油。当工作行程时，系统压力升高，打开液控顺序阀(卸荷阀)3使大流量泵2卸荷，这时由泵1单独向系统供油，其系统工作压力由溢流阀5调定。单向阀4在系统工作压力作用下关闭，这种双泵供油系统由于功率损耗小，所以应用较多。但发现在快速运动时，即双泵合流时，液压泵及输出管路产生异常噪声。液压泵噪声的一般原因是：吸油管或滤油器堵塞；泵内吸进空

29、气，困油与气蚀现象； 压力与流量脉动；泵壳体固定不牢靠；泵轴与电动机轴不同轴；泵内零件损坏，运动部件卡死或不灵活等(见表3-3)。但对该系统进行检查，均不属于上述原因。经反复检验，发现是由于双泵输出油液合流位置距离泵的出口太近，测出距离约为100m。这是因为液压泵的排油口附近液体流动呈紊流状态，紊流将会产生大量旋涡，就会产生撞击和振动，而且油液合流处距离泵口越近此种现象越强烈。双泵快速供油系统中，液压油在泵出口近处合流，于是两股涡流汇合，流动方向急剧改变。此时，一方面产生液压冲击和发出强烈振动而激发出噪声，同时将产生局部真空，油液中便析出气泡，气泡运动到高压处，被压缩破裂，出现气蚀现象，并发出

30、气蚀噪声。另外，流体的冲击与振动，必然导致机械零件的变形与振动，引起机械噪声。若双泵排油管合流处距泵口大于200mm，噪声就能基本消除。这是因为此时流体冲击与振动已经减弱，能平缓地流动。因此流体噪声与机械噪声也大大减弱。按此措施实施之后，基本上消除双泵合流而激发的流体噪声。 图318定量泵压力 控制回路示例32 压力控制回路故障原因与排除 1系统调压与溢流不正常 (1)溢流阀主阀芯卡住 如图318所示的压力控制回路中，液压泵为定量泵，三位四通换向阀中位机能为Y型。所以，液压缸停止工作运行时，系统不卸荷，液压泵输出的压力油全部由溢流阀溢回油箱。系统中的溢流阀通常为先导式溢流阀，这种溢流阀的结构为

31、三级同心式。三处同轴度要求较高，但这种溢流阀用在高压大流量系统中，调压溢流性能较好。将系统中换向阀置于中位，调整溢流阀的压力时发现，当压力值调在1OMPa以下，溢流阀正常工作，而当压力调整到高于1OMPa的任一压力值时，系统会发出象吹笛一样的尖叫声，此时，可看到压力表指针剧烈振动，并发现噪声来自溢流阀。其原因是因为在三级同轴高压溢流阀中，主阀芯与阀体、阀盖有两处滑动配合，如果阀体和阀盖装配后的内孔同轴度超出规定要求，主阀芯就不能灵活的动作，而是贴在内孔的某一侧作不正常运动。当压力调整到一定值时，就必然激起主阀芯振动。这种振动不是主阀芯在工作运动中出现的常规振动，而是主阀芯卡在某一位置(此时因主

32、阀芯同时承受着液压卡紧力)而激起的高频振动。这种高频振动必将引起弹簧、特别是调压弹簧的强烈振动，并出现共振噪声。另外，由于高压油不通过正常的溢流口溢流，而是通过被卡住的溢流口和内泄油道溢回油箱。这股高压油流将发出高频率的流体噪声。而这种振动和噪声是在系统特定的运行条件下激发出来的，这就是为什么在压力低于1OMPa时不发生尖叫声的原因。经过分析之后，排除故障就有方向了。首先可以调整阀盖，因为阀盖与阀体配合处有调整余地，装配时，调整同轴度，使主阀芯能灵活运动，无卡紧现象，然后按装配工艺要求，依照一定的顺序用定扭矩搬手拧紧，使拧紧力矩基本相同。当阀盖孔有偏心时，应进行修磨，消除偏心。主阀芯与阀体配合

33、滑动面若有污物，应清洗干净，目的就是保证主阀芯滑动灵活的工作状态，避免产生振动和噪声。另外，主阀芯上的阻尼孔，在主阀芯振动时有阻尼作用，当工作油液粘度降低，或温度过高时，阻尼作用将相应减小。因此，选用合适粘度的油液和控制系统温升过高也有利于减振降噪。(2)溢流阀控制容腔的压力不稳定 对于采用先导式溢流阀的压力控制回路，常常是与二位二通电动换向阀组成卸荷回路。如图319所示。将溢流阀的远程控制口通过电动换向阀与油箱接通，当电磁铁断电时，二位二通电动换向阀被切断，系统正常工作；当电磁铁通电时，电动阀被接通，于是溢流阀主阀芯上部的压力接近于零，阀芯向上抬到最高位置，由于阀芯上部弹簧较软，所以这时压力

34、油口的压力很低，溢流阀便使整个系统在低压下卸荷。但是，当此液压回路安装完毕，进行调试时，系统发生剧烈的振动和噪声。经查寻发现，振动和噪声产生于溢流阀。拆检溢流阀，阀内零件、运动件配合间隙、阀内清洁度、安装等方面都符合设计要求。将溢流阀装在试验台上测试，性能参数均属正常。而装入上述系统就发生故障。经反复试验与分析，发现卸荷回路中，溢流阀的远程控制口到二位二通电磁阀输人口之间的配管长度较短时，溢流阀不产生振动和噪声；当配管长度大于1m时，溢流阀便产生振动，并出现异常噪声。故障原因是由于增大了溢流阀的控制容腔(导阀前腔)的容积，容腔的容积越大越不稳定，并且长管路中易残存一些空气，这样容腔中的油液在二

35、位二通换向阀接通或断开时，压力波动较大，引起导阀(或主阀)的系统自激振荡而产生噪声。此种噪声又称之高频啸叫声。因此，当对溢流阀进行远程调压或卸荷时，一般应使远程控制管路越短，越细越好，以减小容积。或者设置一个固定阻尼孔，以减小压力冲击及压力波动。固定阻尼孔就是一个固定节流元件，其安装位置应尽可能靠近溢流阀远控口，将溢流阀的控制容腔与控制管路隔开，这样流体的压力冲击与波动将被迅速衰减，能有效地消除溢流阀的振动和啸叫声。由于溢流阀的远程控制口的油液回油箱时被节流，将会增加控制容腔内油液的压力，于是系统的卸荷压力也相应提高了。为了防止系统卸荷压力过分提高，固定节流元件的阻尼孔不宜太小，只要能消除振动

36、与噪声即可。况且过小的孔容易堵塞，系统将无法卸荷。实践证明，较大而长的阻尼孔控制流体稳定性的效果优于短而细的阻尼孔。图3-19 先导式溢流阀压力 控制回路示例(3)溢流阀回油液流波动 在如图3-20所示的系统回路中，液压泵1和2分别向液压缸7和8供压力油，换向阀5和6都为三位四通Y型电动换向阀。启动液压泵，系统开始运行时，溢流阀3和4压力不稳定，并发出振动和噪声。从溢流阀的结构性能可知，溢流阀的控制油道为内泄，即溢流阀的阀前压力油进入阀之后，经阻尼孔流进控制容腔，当压力升高作用于阀上的液压力克服调压弹簧弹力时，打开锥阀口，待降压后，油流经阀体孔道流进溢流阀的回油腔，与主阀口溢出的油液汇合后经回

37、油管路一同流回油箱。因此在溢流阀回油管路中，油的流动状态直接影响溢流阀的调定压力。为此，应将两个溢流阀的回油管路分别接回油箱，避免相互干扰。若是由于某种因素，必须合流回油箱时，应将合流的回油管加粗，并将两个溢流阀均改为外部泄漏型。即将经过锥阀阀口的油液与主阀回油腔隔开，单独接回油箱，就成为外泄型溢流阀。(4)溢流阀产生共振 在图3-21示例的液压系统中，图3-20 双泵分别供油系统示例图1、 液压泵3、溢流阀 2、 5、6-三位四通电动换向阀 7、液压缸试验表明，只有一个溢流阀工作时，其调定压力稳定，也没有明显的振动和噪声。当两个溢流阀同时工作时，就出现上述故障。从液压系统示例图中可以看出，两

38、个溢流阀除有一个共同的回油管路外，并没有其他联系。显然，故障原因就是由于一个共同的回油管路造成的。图3-21 溢流阀产生共振的系统图示例a)改进前系统 b)改进后系统1、2定量泵 3、个溢流阀 5、6、9、10单向阀 7-三位四通换向 阀 8一液压缸 11一远程调压阀泵1和泵2是相同规格的定量泵，同时向系统供液压油，三位四通换向阀7中位机能为Y型，溢流阀3和4也是同样规格，分别装于泵1和泵2的输出口油路上，作定压溢流用。溢流阀的调定压力均为14MPa。启动运行时，系统发出鸣笛般的啸叫声。经调试发现噪声来自溢流阀。并发现当只有一侧的泵和溢流阀工作时，噪声消失，两侧泵同时工作时，发生啸叫声。可见，

39、噪声原因是由于两个溢流阀在流体作用下发生共振。根据溢流阀的工作原理可知，溢流阀是在液压力和弹簧力相互作用下进行工作的，因此极易激起振动而发出噪声。因此，与溢流阀相关的油流越稳定，溢流阀就越能稳定地工作，反之就不能稳定地工作。在上述系统示例中，双泵输出的压力油经单向阀后合流，发生流体冲击与波动，引起单向阀振荡，从而导致液压泵出口压力油不稳定，又由于泵输出的压力油本来就是脉动的，因此泵输出的压力油将强烈波动，并激起溢流阀振动。又因为两个溢流阀的固有频率相同，故引起溢流阀共振，并发出异常噪声。排除这一故障，较简单的方法是换上两个大容量的溢流阀，或者在满足液压缸工作要求的前提下，将两个溢流阀的调定压力

40、值错开1MPa左右，以避免共振发生。如果还不能彻底解决问题，应改进系统回路，如图3-21b所示。即将两个溢流阀的远程控制口接到一个远程调压阀11上，系统的调整压力由调压阀确定，而与溢流阀的先导阀无直接关系，但是要保证先导阀调压弹簧的调定压力值必须高于调压阀的最高调整压力。这是因为远程调压阀的调整压力范围必须低于溢流阀的先导阀的调整压力，才能有效工作，否则远程调压阀就不起作用了。 2减压阀阀后压力不稳定在图3-22中，液压泵为定量泵，主油路中液压缸7和8分别由二位四通电液换向阀5和6控制运动方向，电液换向阀的控制油液来自主油路。减压回路与主油路并联，经减压阀3减压后，由二位四通换向阀控制液压缸9

41、的运动方向。电液换向阀控制油路的回油路与减压阀的外泄油路合淳后返回油箱。系统中主油路工作正常，但在减压回路中，减压阀的下游压力波动较大，致使液压缸9的工作压力不稳定。究其原因，首先考虑减压阀上游压力的变化是会影响其下游压力的，特别是当变 图3-22 减压阀后压力不稳定 系统示例图1定量泵2溢流阀 3-减压阀4一二位四通电动换向阀 5、6-二位四通电液换向阀 7、8、9-液压缸 10-压力表化压力的最低值低于下游压力时，将产生较大的影响。所以，当主油路执行机构负载变化的工况中，最低工作压力低于减压阀的下游压力时，回路设计就应采取必要的措施。经检查分析，本系统是由于减压阀外泄油路有背压变化所造成的

42、。这是因为电液换向阀在高压控制油液的作用下，瞬时流量较大，当在泄油管较长的情况下，产生较高的背压。背压增高，直接影响推动锥阀的压力油的压力，所以减压阀的工作压力升高。为了排除这一故障，应将减压阀的外泄油路单独接回油箱，而不会受到电液换向阀控制油路的影响。 3顺序动作回路工作不正常动和冲击。系统中设置遥控顺序阀是为了避免液压缸在推动负载运动过程中负载方向改变后，负载急剧向下摆动的故障。液压缸产生振动和冲击的原因是由于负载过中立位置向右下摆动时，液压缸无杆腔压力迅速降低，以致使进油路压力不能打开遥控顺序阀4，于是遥控顺序阀4立即关闭，此时正值液压缸在负载的拉动下迅速向右运动，有杆腔的油液迅速向外排

43、出，所以当遥控顺序阀关闭时，就产生剧烈地振动和冲击，使正在向右摆动的负载被迫停止运动。由于遥控顺序阀关闭，液压缸有杆腔的油液无法回油箱，使液压缸无杆腔的压力又迅速增高，此时就出现振动和冲击。当液压缸无杆腔的油液压力增高使其进油路压力能打开液控顺序阀4的时候，液压缸有杆腔的油液直通油箱，负载又向右下急剧摆动。这样的过程重复发生，于是就形成振动和冲击。当液压缸拉动负载向左摆动时，在负载超过中立位置向左下摆动时，同时出现振动和冲击现象。这种故障是由于设计不周所致，因此应按图3-24b进行改进。在遥控顺序阀4和5的出油管路上分别设置节流阀，以调节液压缸的运动速度。当负载过中立位置，即负载方向与液压缸运

44、动方向一致时，液压缸回油腔内油液不能无限制地回油箱，而受到节流阀的调节作用。当节流阀的节流口调定后，通过节流阀的流量Q由下式决定。Q=CdA（2g/）p1000Ap式中 Q通过节流阀的流量(cm3s)；Cd流量因数(cm1/2)；A节流阀的开口截面积(cm2)；g重力加速度(cms2)；粘性。溶解于流体中的空气量与流体表面接触的空气压力有关。液压泵工作时，如果吸油管路阻力很大，油液来不及填充泵腔，造成局部真空，形成低压。当压力低到油的“空气分离压”时，工作油液内溶解的空气就大量分解出来，游离成气泡。如果形成的压力极低，达到油的饱和蒸汽压时，则油的蒸汽和空气一起大量析出，形成油的沸腾现象。随着泵

45、的运转，这种混在油中的气泡一起被带进高压区。由于高压作用，气泡被击破，然后迅速缩小、溶解和消失。在气泡被击破的瞬时，局部范围产生幅值很大的高频冲击力，有时可高达150200MPa，还伴随有局部高温。这种高频液压冲击作用，一方面要对元件的金属表面引起破坏作用，产生金属剥落、麻点等所谓“气蚀”现象，另一方面使泵产生很大的压力波动，激发成高频噪声。排除方法有： 1)增加吸油管直径，减少或避免吸油管道的弯曲，以降低吸油速度，减少管道阻力。 2)选用适当的吸油滤油器，并且要经常检查清洗，避免阻塞。 3)液压泵的吸人高度要尽量小(500mm)。 4)避免因油的粘度过高而产生吸油不足。 5)使用正确的配管方

46、法，如图3-32所示。 2液压泵的吸空现象液压泵的吸空主要是指泵吸进的油中混有空气。这种现象的发生不仅容易引起气蚀，增加噪声，而且还影响液压泵的容积效率，使工作油液容易变质，所以这是液压系统中不允许存在的现象。产生吸空现象的原因还有：油箱中的油液不足；吸油管浸入油箱太浅；吸油泵吸油位置太高；油液粘度太高；液压泵的吸油口通流截面过小，造成吸油不畅；滤 “爬行”使运动件产生大距离地跳动。“爬行”现象是很有害的，因此消除“爬行”现象对于改善液压系统稳定性和提高机床加工精度是非常重要的。1驱动刚性差引起的“爬行” 空气进入油液中后，一部分溶于压力油液中，其余部分就形成气泡浮游在压力油中。因为空气有压缩

47、性，使液压油产生明显的弹性，造成驱动刚性差而引起“爬行”。空气混入液压系统中的原因是：1)在往复运动的零件之间，需要有一定的配合间隙，空气易从这些间隙混入。2)液压管接头松动或密封不严，空气由此进入系统中。3)液压元件的精度差，密封件性能不良而造成各种泄漏。4)吸油管设置不当而吸人空气。或因被污物堵塞而形成局部真空。5)油箱中油液不足或吸油管插入深度不够造成吸油时吸入空气。6)液压系统中局部压力低于空气的分离压力，使溶于油液中的空气分离出来。7)系统设计不合理，在机床停止工作时，液压缸左、右腔互通并通回油路，油液在位能作用下流回油箱，在系统中形成局部真空，空气从各个渠道进入系统。针对上述原因，采取措施如下：1)在制造和修配零件时，应严格达到公差要求，装配时要保证配合间隙。2)紧固各管道连接处，防止泄漏。3)均匀紧固各接合面处的连接螺钉，密封垫应均匀，不允许用多层纸垫。 4)油箱中进出油管应保持一定的距离，也可增加隔板使之隔开。5)清除附着于滤油器上的脏物，应采用容量