液压阀维修技术

1、 液压阀使用维修技术3.2 单向阀的使用与维修3.2.3 单向阀使用注意事项及故障诊断与排除 单向阀使用维修应注意以下事项：1)正常工作时，单向阀的工作压力要低于单向阀的额定工作压力；通过单向阀的流量要在其通径允许的额定流量范围之内，并且应不产生较大的压力损失。2)单向阀的开启压力有多种，应根据系统功能要求选择适用的开启压力，应尽量低，以减小压力损失；而作背压功能的单向阀，其开启压力较高，通常由背压值确定。3)在选用单向阀时，除了要根据需要合理选择开启压力外，还应特别注意工作时流量应与阀的额定流量相匹配，因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时，单向阀有时会产生振动。流量越小，开启压力越高，油中

2、含气越多，越容易产生振动。 4)注意认清进、出油口的方向，保证安装正确，否则会影响液压系统的正常工作。特别是单向阀用在泵的出口，如反向安装可能损坏泵或烧坏电机。单向阀安装位置不当，会造成自吸能力弱的液压泵的吸空故障，尤以小排量的液压泵为甚。故应避免将单向阀直接安装于液压泵的出口，尤其是液压泵为高压叶片泵、高压柱塞泵以及螺杆泵时，应尽量避免。如迫不得已，单向阀必须直接安装于液压泵出口时，应采取必要措施，防止液压泵产生吸空故障。如采取在联接液压泵和单向阀的接头或法兰上开一排气口。当液压泵产生吸空故障时，可以松开排气螺塞，使泵内的空气直接排出，若还不够，可自排气口向泵内灌油解决。或者使液压泵的吸油口

3、低于油箱的最低液面，以便油液靠自重能自动充满泵体；或者选用开启压力较小的单向阀等措施。5)单向阀闭锁状态下泄漏量是非常小的甚至于为零。但是经过一段时期的使用，因阀座和阀芯的磨损就会引起泄漏。而且有时泄漏量非常大，会导致单向阀的失效。故磨损后应注意研磨修复。6)单向阀的正向自由流动的压力损失也较大，一般为开启压力的35倍，约为0.20.4MPa，高的甚至可达0.8Mpa。故使用时应充分考虑，慎重选用，能不用的就不用。 单向阀的常见故障及诊断排除方法见表3l。表3-1 单向阀的常见故障及诊断排除方法3.2.5 单向阀造成液压泵吸空故障的分析与排除在液压系统中，一般在液压泵的出口处安装一个单向阀，用

4、以防止系统的油液倒流和因负载突变等原因引起的冲击对液压泵造成损害。单向阀设置不当会引起液压泵的吸空故障。1 故障现象与排除过程在调试某液压系统时，液压泵启动后，系统始终没有压力。仔细检查和分析后，判断是液压泵没有流量输出所致。将液压泵出口管道接头松开，启动液压泵，果然没有流量输出。为排除故障，解决液压泵没有流量输出的问题，检查后确认：电机转向与液压泵旋向相符；液压泵的进出油口连接正确；油箱中油液达到足够高的液位；油温正常,油液粘度满足液压泵的使用要求；电机的转速符合液压泵的使用要求。该泵装置是立式安装的，电机在油箱盖板上面，液压泵在油箱盖板下面，为此将泵装置吊起，对泵的吸入系统进行检查,确认：

5、吸油管道不漏气；吸油口滤油器淹没在液面以下足够多；吸油滤油器没有堵塞，容量足够大；吸油管道通径足够、不过长,弯头也不多。重新安装后，启动液压泵，仍无流量输出。在吊起检查泵的吸入系统时，发现液压泵是排量为8L/的叶片泵。考虑到小排量叶片泵的自吸能力较弱，就从松开的管接头处沿出油管道向泵内灌油，然后再开机，还是没有流量输出。按常规的知识和经验，疑点集中到泵的传动键和泵的本身，于是拆下液压泵并将其解体，仔细检查后确认：传动键完好，没有脱落也没有断裂；泵内零件未见异常，叶片运动灵活自如，没有卡住。将系统恢复再开机，仍然没有流量输出。究竟是什么原因导致液压泵没有流量输出呢？在反复推敲和分析后，注意到在解

6、体液压泵时泵内没有油液痕迹，直立段的吸油管道内腔下半段有油迹，而上半段没有油迹，这说明：一是灌的油并没有到达液压泵内；二是液压泵没有流量输出系泵吸不上油或吸空所致。这时泵出口处的单向阀引起了人们注意。该单向阀直接安装在泵的出油口，从出油管道接头处向泵灌油时，因单向阀阻隔，油液自然到不了液压泵内腔。将单向阀阀芯抽出，毋需灌油，一开机液压泵就输出流量了。2 故障机理分析单向阀怎么会引起液压泵的吸空故障呢？ 根据流体力学原理，在液压泵未启动前，液压泵吸油、压油管道及油液状态如图3-8所示。此时，1=2=0。当液压泵启动时，吸油管道中的一部分空气被抽到出油管道内，吸油管道内的气体质量由1变为1-，压力

7、1变为0-1。而出油管道中的气体质量由2变为2+，压力2变为0+2。这相当于出油管道内的气体被压缩，而吸油管道内形成一定的真空度，如图3-9所示。 图3-8液压泵启动前的状态图 3-9液压泵启动时的状态1=0-1=g=（0-1）/g (1)式中：为吸油管道内的真空度，；0为大气压力，a；1为绝对压力,；为液体的密度,kg/3；为重力加速度，/2。由式(1)可知，吸油管道内的真空度随着其内的绝对压力1的降低而增大。当真空度吸油高度0时，液压泵就可以吸入液压油。很显然，在本实例中，没有满足0的条件，原因是什么呢?当单向阀直接安装于液压泵的出口时,泵的压油窗口到单向阀之间的出油管道的空间十分狭小，这

8、样液压泵的传动组件(叶片副、柱塞副、螺杆副等)从吸油窗口将吸油管道内的气体抽出经压油窗口压排到出油管道时，这部分气体便受到较大程度地压缩。而泵的传动组件在结束压排时，其工作腔内留有剩余容积，其内残留着受到压缩的空气。当泵的传动组件再次转到吸油窗口时，剩余容积内的压缩空气就会膨胀，部分或全部占据工作腔容积，甚至还会有部分气体又回流到吸油管道内，如此一来就导致无法将吸油管道内的空气进一步抽出，无法使吸油管道内的绝对压力1进一步降低，倘若此时真空度尚未满足0的条件，液压泵就将吸不上油，产生吸空故障。2.1.2 单向阀故障引起的液压系统压力升高1 摩擦焊接机的液压系统涡轮增压器转子焊接用摩擦焊接机的液

9、压系统如图2-3所示。转子与轮轴焊接时轮轴的夹紧、松开，转子的快速进给，摩擦加热，顶锻和快速退回等动作都是由液压缸活塞的运动实现的。为完成摩擦环节工艺的全过程，液压系统需要具有压力转换，压力调节和调速功能。压力转换功能可采用双作用油泵，高、低压双油泵和由压力调节阀组成的回路有多种形式。由图2-3可知，增压器转子摩擦焊接机，是通过减压阀和溢流阀实现液压系统压力转换。由阀3、4、6、7组成的回路，可根据摩擦加热时所需要的推进力调节减压阀或溢流阀，决定油缸2的供油压力。调速回路采用回油调速的方法，由阀5阀8组成调速回路，当二位二通阀5接通时，为快速进给，断开时，油缸2回油经调速阀5接通时，为快速进给

10、，断开时，油缸2回油经调速阀，实现摩擦加热工作进给。液压系统的压力调节由溢流阀l实现。液压系统的压力值是根据顶锻时，油缸2所需要的供油压力确定的。其中油缸l为夹紧缸，始终处于液压系统的压力下工作。油缸2为摩擦过程工件运动的工作缸，焊接过程中的摩擦加热，是经由压力转换和调速回路工作的。摩擦加热过程结束时，阀3阀4关断，接通阀2，压力油经阀2向油缸2供油，完成顶锻加工。阀2换向，完成快速退回。2 液压系统的故障摩擦焊机在使用初期时，液压系统的各项参数值均可调，在使用一段时间之后，液压系统的初始可调压力值升高。即图2-3所示的压力表l的初始动作压力值升高约6MPa。当调整溢流阀l使其调压值降低时，压

11、力表l的指示值不变，仍指示在约6MPa，但此时夹紧机构的夹持力降低，即油缸l的供油压力降低，使得摩擦加热时夹紧的轮轴发生打滑的现象。为了显示液压系统的可调压力值，液压系统的工作压力只能保持在6MPa以上。产生的结果是，油泵总在高压输出状态，能耗增加，噪声大；工件的夹紧力和顶锻力增加，使焊接件的轴向缩短和液压夹头硬质合金破断等现象。3 故障分析及解决摩擦焊接机发生以上故障之后，直观分析认为，调节液压系统压力的溢流阀l的故障是影响系统压力的原因，更换液流阀l后，液压系统在低于6MPa仍不能显示其调节压力值。经对液压系统回路检查发现，液压元件装配后形成的液压回路(局部)如图2-4所示。在油泵与节点A

12、之间液压元件的安装布置是，在油泵的输出口处，安装有压力表l，其显示的压力值为油泵的输出压力值。液流流经单向阀后，到溢流阀。而在溢流阀l处没有安装检测用的压力表， 由此可见，作为液压系统压力调节用的溢流阀的调节值没有得到检测。压力表l的示值显示的是单向阀的开启压力，实际上油泵的最低输出压力也是单向阀的开启压力，故不存在低于单向阀开启压力的压力值，压力表l也无法检测低于单向阀开启压力的压力值。由此可以认为6MPa是单向阀的开启压力值。图2-3 摩擦焊接机液压系统原理图作为液压系统压力调节的溢流阀l，在回路中仍可有效地调节液压系统的压力值，只是没有得到正确的测得，当溢流阀l的压力调低时，才会发生摩擦

13、时夹紧的轮轴打滑的现象。更换单向阀后，液压系统的调压过程恢复正常。压力表l的读数值从约0.5 MPa向上连续可调。至此摩擦焊机的液压系统在低于6MPa不能调节的现象得以解决。为使摩擦焊接机能检测到液压系统的压力值，在图2-4溢流阀支路安装压力表2，压力表2检测的压力值将不受单向阀工作的影响。4 小结在摩擦焊机的液压系统故障处理中总结以下三点；液压系统的溢流阀的位置和压力表应安装在液压回路的同一位置上，这样压力表的值才反映调压过程值；液压系统的单向阀安装在泵出口时，应安装于系统液流阀之前，以确保液压系统使用压力的可调节； 中低压单向阀的开启压力在使用中会发生变化，本例中所用的单向阀在使用一段时间

14、后，其变化值从0.5 MPa增加至6 MPa。为降低液压油泵的负荷可将图2-3所示的单向阀和压力表1去掉，以简化摩擦焊接机的液压系统。图2-4 液压系统单向阀，溢流阀支路图3.2.4 液控单向阀使用注意事项及故障诊断与排除液控单向阀使用维修应注意以下事项：1）必须保证液控单向阀有足够的控制压力，绝对不允许控制压力失压。应注意控制压力是否满足反向开启的要求。如果液控单向阀的控制引自主系统时，则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响，以免出现液控单向阀的误动作。 2）根据液控单向阀在液压系统中的位置或反向出油腔后的液流阻力(背压)大小，合理选择液控单向阀的结构(简式还是复式?)及泄油方式(内泄

15、还是外泄?)。对于内泄式液控单向阀来说，当反向油出口压力超过一定值时，液控部分将失去控制作用，故内泄式液控单向阀一般用于反向出油腔无背压或背压较小的场合；而外泄式液控单向阀可用于反向出油腔背压较高的场合，以降低最小的控制压力，节省控制功率。如图3-6所示系统若采用内卸式，则柱塞缸将断续下降发出振动和噪声。 图3-6 液控单向阀用于反向出油腔背压较高的场合当反向进油腔压力较高时，则用带卸荷阀芯的液控单向阀，此时控制油压力降低为原来的几分之一至几十分之一。如果选用了外泄式液控单向阀，应注意将外泄口单独接至油箱。另外，液压缸无杆腔与有杆腔面积之比不能太大，否则会造成液控单向阀打不开。 3）用两个液控

16、单向阀或一个双液控单向阀实现液压缸锁紧的液压系统中，应注意选用Y型或H型中位机能的换向阀，以保证中位时，液控单向阀控制口的压力能立即释放，单向阀立即关闭，活塞停止。假如采用O型或M型机能，在换向阀换至中位时，由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死，液控单向阀的控制油路仍存在压力，使液控单向阀仍处于开启状态而不能使其立即关闭，活塞也就不能立即停止，产生了窜动现象。直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后，液控单向阀才能关闭，影响其锁紧精度。但选用H型中位机能应非常慎重，因为当液压泵大流量流经排油管时，若遇到排油管道细长或局部阻塞或其它原因而引起的局部摩擦阻力(如装有低压滤油器、或管接头多等)，可能使控制活

17、塞所受的控制压力较高，致使液控单向阀无法关闭而使液压缸发生误动作。Y型中位机能就不会形成这种结果。 4）工作时的流量应与阀的额定流量相匹配。 5）安装时，不要搞混主油口、控制油口和泄油口，并认清主油口的正、反方向，以免影响液压系统的正常工作。6）带有卸荷阀芯的液控单向阀只适用于反向油流是一个封闭容腔的情况，如油缸的一个腔或蓄能器等。这个封闭容腔的压力只需释放很少的一点流量，即可将压力卸掉。反向油流一般不与一个连续供油的液压源相通。这是因为卸荷阀芯打开时通流面积很小，油速很高，压力损失很大，再加上这时液压源不断供油，将会导致反向压力降不下来，需要很大的液控压力才能使液控单向阀的主阀芯打开。如果这

18、时控制管道的油压较小，就会出现打不开液控单向阀的故障。7）图3-7所示系统液控单向阀一般不能单独用于平衡回路。 图3-7 平衡回路否则活塞下降时，由于运动部件的自重使活塞的下降速度超过了由进油量设定的速度，致使缸6上腔出现真空，液控单向阀4的控制油压过低，单向阀关闭，活塞运动停止，直至油缸上腔压力重新建立起来后，单向阀又被打开，活塞又开始下降。如此重复即产生了爬行或抖动现象，出现振动和噪声。在无杆腔油口与液控单向阀4之间串联一单向节流阀5，系统构成了回油节流调速回路。这样既不致因活塞的自重而下降过速，又保证了油路有足够的压力，使液控单向阀4保持开启状态，活塞平稳下降。换向阀3应采用H或Y型机能

19、，若采用M型机能(或O型机能)，则由于液控单向阀控制油不能得到即时卸压，将回路锁紧。从而使工作机构出现停位不准，产生窜动现象。 液控单向阀常见故障及诊断排除方法见表32。 表32 液控单向阀的常见故障及诊断排除方法KR铁水倾翻车液压系统故障分析与改进1 概述KR铁水倾翻车是济钢第三炼钢厂铁水预处理工艺环节中的关键设备之一，它的作用是铁水罐在倾翻车上先完成对铁水的搅拌然后进行扒渣处理。在进行扒渣前需要由两个液压油缸来实现铁水罐的倾翻。由于负载较大，所以该液压系统回路采用了液控单向阀与节流阀串联来控制油缸速度，并利用液控单向阀锁紧性能，实现铁水包倾翻停止准确、安全定位的目的。2 原液压回路KR铁水

20、倾翻车在倾翻铁水罐过程中要求必须平稳运行不得振动溢出铁水，因为该液压系统与铁水罐同在倾翻车上，如果溢出铁水很容易使液压系统着火，直接造成生产中断。同时铁水罐倾翻到要求角度时铁水罐不得滑动，需保持10分钟以上对铁水液面进行扒渣处理，处理完毕后再下降。图1是原KR铁水罐倾翻车液压系统原理图。由泵1输出压力油进入单向阀再由三位四通电液换向阀3控制执行油缸8、9。倾翻缸上升时电液换向阀3 的DT1得电，压力油经过调速阀4、液控单向阀6、7进入液压缸8、9的无杆腔，同时有杆腔回油，上升过程中满足平稳运行的要求。当液压缸运行到位停止位时DT1失电，电液换向阀3回到中位，由于中位机能为Y型，即使由于内泄产生

21、的压力油也能够泄回油箱而不会受重力挤压产生振动，因此上升转停止时不会产生振动。倾翻缸下降时电液换向阀3的2DT得电，压力油通过调速阀5进入液压缸8、9的有杆腔，同时液控单向阀的控制油路也有压力使回油路液控单向阀6、7打开，使液压缸8、9回油从而实现下降。原液压回路在油缸8、9的无杆腔安装分别安装了液控单向阀，是利用液控单向阀的反向锁紧功能保证铁水罐倾翻到位后不下滑，同时需要反向打开时能够打开。电液换向阀阀3选用Y型机能的好处是需要停止时压力油不被立即封闭，也使电液换向阀产生的内泄油能够回油箱，避免停止时产生冲击和振动，并使换向阀处中位时液控单向阀控制端无压力，保证液控单向阀封牢。单向调速阀4、

22、5构成回油调速回路，作用是使回油有一定背压，使速度可控，实现运动过程的平稳可调。电磁溢流阀10用于设定系统压力、卸荷控制、扒渣处理过程中液压缸不动作时压力油排回油箱。3 故障分析该设备在实际应用中却出现在下降过程时停时落、振动严重的现象，经常造成铁水外溢，并使车身钢结构支架开裂，给生产造成中断的严重影响。由于铁水罐位置与液压系统紧靠，随时有引燃该液压系统的危险。产生这种现象的原因是液控单向阀6、7的控制油路接在油缸8、9有杆腔的主油路，当下降时由于铁水包的自重达240 吨，下落时在铁水包在自重作用下瞬间速度过大有杆腔瞬时形成空隙，有杆腔的压力几乎变为零，从而使液控单向阀6、7控制油路失压、油缸

23、8、9回油路突然关闭，下降又突然被停止，由于自重产生的惯性冲击力巨大，产生振动，长此以往造成钢结构支架开裂。下降停止后当油缸8、9有杆腔的压力增大时，液控单向阀6、7又被打开，铁水包又开始下降 ，一下降又突然停止，如此往复循环。造成这种现象的根本原因在于液控单向阀6、7的控制油路没有进行外控，受有杆腔压力的制约，而有杆腔压力受铁水包自重过大的影响无法保证压力的恒定，从而产生这种时走时停、抖动严重的现象。 图1 原液压回路4 改进措施该设备故障现象发生后，经过分析采取了应急措施：把油缸有杆腔的油管拆除，封闭有杆腔进油端口，使进油压力只控制液控单向阀，下降时依靠铁水包重力实现下降，这样暂时解决了抖

24、动问题。但是在运行过程中发生了一次油缸串油事故，由于油缸上腔油管拆除，串油后压力油直接喷出引发着火，所以这种措施也不可靠，不是长久之计。当时也考虑改用单作用缸，原有杆腔主进油变为液控单向阀的控制油路。经过分析认为：单作用缸虽然改造起来比较容易，不用重新设计阀块，只更换成单作用油缸即可，但是还得考虑该设备在长期在处于高温环境下运行，随着时间的推移铁水包支架变形可能引起两个油缸阻力增大，仅靠自重有不能下落的风险。因此只有采取使下落时能有进压力油又使液控单向阀单独控制的方案。改造后的液压系统如图2所示，两个液控单向阀6、7的控制油路引自泵出口，由二位四通电磁换向阀11控制。当油缸上升钢包倾翻时，1D

25、T得电，电磁换向阀11不得电。油缸下降时2DT、 3DT得电，控制油进入液控单向阀6、7控制端，两液控单向阀开启。由于控制油路引自泵出口，所以控制油路不受液压缸负载变化的干扰，液控单向阀6、7始终有稳定的压力控制油，保证了液压缸下降时液控单向阀反向始终打开直到停止位，保证了下降过程主回油路的畅通。改造后的KR铁水倾翻车无论上升还是下降、停止都非常平稳， 达到了生产工艺要求，使生产顺畅，并消除了铁水外溢引发火灾的重大隐患。 图 2 改进后的液压回路5 结论此项改进措施在保证原回路特点的情况下，消除了铁水包下降返回时的频繁抖动、避免了铁水外溢，保证了安全，降低了成本，项目投入少、效益高。YZ35D

26、牙轮钻机千斤顶液压故障分析及处理1 前言 YZ35D牙轮钻机是湖南有色冶金机械总厂2004年生产的大型设备，主要穿孔直径为250毫米，孔深17.5米，机重90吨。它是永平铜矿投产以来所使用的穿孔设备中最先进设备，多次承担采矿场下沟任务，它的好坏关系到采矿场生产剥离进度。该设备行走系统、提升系统、回转系统采用国际领先的变频调速控制；液压系统中液压阀组及电气控制元件全进口件，控制精度高。该设备在近两年使用中,液压系统出现了许多顽疾，表现为:液压千斤顶无劲,钻机无法调平,液压阀组不能换向,严重影响钻机的正常工作。维修人员通过艰苦的技术攻关，找出了影响液压系统的故障原因，解决了问题。2 液压千斤顶液压

27、系统工作原理 工作原理图见图1。图1 YZ35D牙轮钻机液压系统21 液压千斤顶液压系统组成211液压泵 液压泵（1）是一个叶片式定量液压泵：型号YB-G30E，理论排量为q=30ml/rev，压力P=17.5Mpa212 控制元件 控制元件组成如下: 电磁换向阀（3）（4）（5）（6）；溢流阀（2）；液压锁（7）（12）（13）（14）；单向阀（16）。其中电磁换向阀（3）（4）（5）（6）串联成多路阀组。213液压千斤顶 液压千斤顶（8）（9）（10）（11）工作压力P=12Mpa，行程1366mm，油缸直径200mm，理论推力369451N，理论拉力236448N。214 辅助元件 油管

28、、滤芯（15）、油箱、压力表等构成液压系统辅助部分。22液压千斤顶液压系统工作原理221 各液压元件的作用 液压泵（1）：给系统提供压力。 溢流阀（2）：控制系统的最大压力，防止系统超压过载。 电磁换向阀（3）（4）（5）（6）：通过电气控制改变液压油的流向，使液压千斤顶能伸缩自如。 液压锁（7）（12）（13）（14）：保持液压千斤顶的压力，能使液压千斤顶停留在任意位置。 单向阀（16）：防止高压油进入低压油路。 液压千斤顶（8）（）（10）（11）：牙轮钻机穿孔时，调平机身，保持轴压力垂直作用地面。222液压千斤顶的动作及油路当液压泵（1）启动后，由于电磁换向阀（3）（4）（5）（6）全处

29、于中间位置，从液压泵（1）出来的液压油经液压油管、电磁换向阀（3）（4）（5）（6）流回油箱，此时，液压千斤顶（8）（9）（10）（11）全都不动作。当电磁换向阀（6）左边通电后，电磁换向阀（6）开始换向，液压油经电磁换向阀（6）、液压锁（14）进入液压千斤顶（11），液压千斤顶（11）将牙轮钻机一角缓慢顶起一定高度。将电磁换向阀（6）断电，依次操作电磁换向阀（3）（4）（5），这样，液压千斤顶（11）（8）（9）（10）将牙轮钻机顶起并调平，牙轮钻机可以穿孔作业。牙轮钻机穿孔完毕，电磁换向阀（3）（4）（5）（6）先后右边通电，进行换向，液压千斤顶（7）（12）（13）（14）收回，牙轮钻机

30、可以移机，进行下一到工序。3 液压千斤顶液压系统主要故障及分析故障一：液压系统液压千斤顶（10）（11）常常出现不工作，液压千斤顶（8）（9）伸缩自如。 近年，永平铜矿采矿场使用的YZ-35D牙轮钻机在穿孔过程中就多次出现此类故障。从上述液压系统工作原理分析，得出液压千斤顶不工作主要原因两方面：1、没有油液经电磁换向阀、液压锁流向液压千斤顶。2、由于牙轮钻机较重90吨，系统压力低。针对出现的故障现象，能很快排除第二方面的原因“系统压力低”。于是首先检查两个电磁换向阀是否电气方面出现的原因，电气线路正常，对电磁换向阀阀体进行检查，发现电磁换向阀出油口有异物，且阀芯发卡，再进一步对异物的分析，确认

31、异物来自液压锁。通过对液压锁的检查，结果液压锁阀套断裂，阀芯变形。重新更换液压锁，对电磁换阀清洗，故障消除。图2为液压锁阀套断裂、阀芯变形图片。 图2液压锁阀套断裂、阀芯变形图片故障二：液压系统液压千斤顶（10）（11）无劲，造成牙轮钻机无法调平，影响钻机正常穿孔。根据上述液压系统液压千斤顶工作原理同样能分析出液压千斤顶无劲有四方面原因：1、动力元件：叶片泵内部磨损产生内泄，造成系统压力低。2、控制元件：电磁换向阀阀套、阀芯的磨损引起泄漏；液压锁阀套的断裂、阀芯的磨损；溢流阀阀件的损坏。3、执行元件：液压千斤顶密封件的老化、磨损产生上下腔窜油现象。4、辅助元件：液压油管的渗油、破裂；油过滤器的

32、堵塞等都会引起液压千斤顶无劲。针对牙轮钻机液压千斤顶（8）（9）出现无劲，首先确认叶片泵、溢流阀正常，检查辅助元件液压油管有无渗油、破裂现象。对控制元件电磁换向阀、液压锁的检查，如果发现液压锁阀芯变形，阀套出现断裂，或电磁换向阀阀套间隙过大。故障原因查明，更换液压锁、电磁换向阀，液压系统可工作正常。4 液压千斤顶液压系统故障处理YZ-35D牙轮钻机使用以来多次出现液压锁阀芯变形、阀套断裂，造成电磁换向阀的损坏，给采矿场生产带来严重影响，增加成本投入同时，加大了修理人员劳动强度。为此彻底解决液压系统故障，恢复生产成了技术难关。对更换下来的液压锁阀芯、阀套的压力检测，发现液压锁阀芯、阀套的使用强度

33、达不到液压系统的使用要求，故而液压锁损坏频繁。通过查阅相关资料，选出了一种符合要求的液控单向阀A1Y-Hb10B来代替液压锁，经过现场安装使用，未出现过一次液压千斤顶系统故障。图3为改进前后液压锁、液控单向阀。 液压锁 液控单向阀图3改进前后液压锁、液控单向阀 改装后的液压千斤顶液压系统工作原理图如图4所示。液控单向阀 图4 改装后的液压千斤顶液压系统工作原理图5 小结 本例根据液压传动及控制工作原理的知识，合理运用液压设备故障诊断与监测实用技术，结合实际工作经验从实际出发，解决了YZ-35D牙轮钻机千斤顶液压系统故障，为采矿场的生产提供了保证。 管桩成型机液压系统某管桩喂料机液压系统原理图如

34、图1所示。图中机架移动和倾动分别由行走油缸11和起升油缸10驱动。经过多年使用，该设备虽然能满足基本使用要求，但是仍然主要存在如下几方面的问题：(1) 起升油缸驱动的机架正向倾动时存在速度过慢，而反向倾动停止时刻却出现抖动较严重的现象。(2) 模具和搅拌机转动是由电动机驱动的。由于模具质量很大，运行一段时间后机架就不平稳，模具就会存在不同情况的磨损情况，长期使用会导致模具报废。(3) 该系统使用的是内泄式液压锁，由于此处压力较高，因此起升油缸不能长时间被锁住，锁紧精度不高。液压系统的上述缺陷影响了喂料机的工作进程，由于喂料机的每一部分动作都是手动完成的，这样不仅工人的劳动强度较大，而且工作效率

35、也不高。 图1 改进前的液压系统原理图1 双向变向泵 2电机 3过滤器 4电磁溢流阀 5压力表 6、7电磁换向阀 8调速阀 9液压锁 10起升油缸 11行走油缸液压系统改进设计要点液压系统设计，除准确无误地完成工艺要求的动作顺序外，高效、少故障是液压系统设计的基本原则。因此，我们在原有的基础上作了如下几部分改动：(1) 模具和搅伴机转动由原来的电动机驱动改为由液压马达驱动。因为电机驱动一般用在负载为轻便设备的情况，而液压马达驱动一般用在负载为高质量低速的情况，这样可以避免原来可能出现的故障；由于整个系统增加了两条回路，因此我们采用双联泵供油，其中的一个泵专为搅伴机液压马达供油。此外，将模具和搅

36、伴机转动改为由液压马达驱动，易于实现整个喂料机的自动工作循环。(2) 将比例压力流量复合阀即P-Q阀用在此系统上，这样可连续或按比例地随输入电气信号的变化而调节和控制液压系统的压力和流量，从而既可保证系统有个恒定的流量输出，又可方便地对阀的进出口压力实现控制。(3) 液压锁由内泄式改为外泄式，这样可保证起升油缸锁紧迅速、准确；控制液压锁的M型换向阀改为Y型换向阀，可防止起升油缸在停止时产生漂移现象，提高液压锁的保压、锁紧性能；调速阀改为单向节流阀，使得机架在正向倾动时，起升油缸的进油路只经过单向阀，不会存在速度过慢的现象，而机架在反向倾动时，起升油缸的回油路只经过节流阀，从而避免机架在停止时刻

37、出现抖动比较严重的现象。改进后喂料机自动工作流程和液压系统工作原理基于上述一些要点，改进后的液压系统原理图如图2所示。整个系统由原来的只能实现手动操作功能改为可实现自动操作功能。0.1 喂料机的自动工作流程喂料机自动工作流程为：按按钮机架正向倾动（行程开关S1控制停）机架正向横移（行程开关S2控制停）模具转（人工控制停）（定时器T0定时一段时间后）搅伴机转（人工控制停）机架反向横移（行程开关S3控制停）机架反向倾动（行程开关S4控制停）模具转（定时器T1控制停）机架正向倾动至初始水平位置（行程开关S5控制停）液压系统工作原理 电磁铁动作顺序见表1,表中”+”表示通电；其余则表示断电。表1 电磁

38、铁动作表 液压系统各各执行元件工作循环(1) 机架正向倾动 电磁阀D5得电，换向阀14换至左位，同时P-Q阀8得电，这时起升油缸驱动机架正向倾动。进油路：泵1单向阀3比例调速阀Q1换向阀14左位液控单向阀15起升油缸17左腔回油路：起升油缸17右腔单向节流阀16阀15阀14右位油箱(2) 机架正向横移 当机架正向倾动到指定位置时，挡块碰到行程开关S1，电磁阀D3得电，P-Q阀8得电，换向阀12左位接入系统，这时行走油缸驱动机架作正向横移。进油路：泵1单向阀3比例调速阀Q1换向阀12左位行走油缸13左腔回油路：行走缸13右腔阀12右位油箱(3) 模具转动 当机架横移到指定位置时，挡块碰到行程开关

39、S2，电磁阀D7得电，P-Q阀8得电，换向阀18左位接入系统，这时液压马达驱动模具转动。进油路：泵1单向阀3比例调速阀Q1换向阀18左位液压马达19回油路：液压马达19换向阀18右位背压阀20油箱(4) 搅伴机转 定时器定时一段时间后，电磁阀D1得电，这时P-Q阀9得电，换向阀5接通，液压马达驱动搅伴机转动。进油路：泵1单向阀4换向阀5比例调速阀Q2液压马达6回油路：液压马达6背压阀7油箱(5) 机架反向横移 当人工控制搅伴机停止后，电磁阀D2得电，P-Q阀8得电，换向阀12右位接入系统，这时行走油缸驱动机架作反向横移。进油路：泵1单向阀3比例调速阀Q1换向阀12右位行走油缸13右腔回油路：行

40、走缸13左腔阀12左位油箱(6) 机架反向倾动 当机架反向横移到指定位置时，挡块碰到行程开关S3， 电磁阀D4开始得电，换向阀14换至右位，同时P-Q阀8得电，这时起升油缸驱动机架反向倾动。进油路：泵1单向阀3比例调速阀Q1换向阀14左位液控单向阀15起升油缸17右腔回油路：起升油缸17左腔单向节流阀16阀15阀14右位油箱(7) 模具转动 当机架反向倾动到指定位置时，挡块碰到行程开关S4，这时模具又开始转动了，转动时间可由定时器控制。(8) 机架正向倾动至初始水平位置 当模具转动结束时，机架又开始正向倾动，当到达初始水平位置时，挡块碰到行程开关S5，这时整个机架停止运动。至此，喂料机完成一个

41、工作循环，系统的压力可由比例溢流阀控制。图2 改进后的液压系统原理图1双联泵 2电机 3、4单向阀 5两位三通换向阀 6搅伴机液压马达 7、20背压阀 8、9比例压力流量复合阀 10过滤器 11冷却器 12、14、18三位四通换向阀 13行走油缸 15液压锁 16单向节流阀 17起升油缸 19模具转动液压马达 3 PLC的选择和I/O地址的分配改进后的管桩喂料机的液压系统由PLC控制，喂料机的工作状态和操作信息需要15个输入端子。具体分配为：正倾至初始水平位置、反倾停、反横停、正横停、正倾停共5个行程开关，需要4个输入端子；“工作方式”选择开关有手动、半自动2种工作方式，需要2个输入端子；手动

42、操作时，需要有正横、反横、正倾、反倾、搅伴转、搅伴停、模具转、模具停8个按钮，需要8个输入端子。控制喂料机的输出信号需要6个输出端子。具体分配为：搅伴转、反移、正移、反倾、正倾、模具转6个电磁铁线圈，因此需要6个输出端子。根据控制要求及端子数，此处选用FX2N-48MR继电器型PLC作为控制系统的主模块，它共有输入点24个，输出点24点，满足控制所需端子数。此外，我们还把触摸屏式人机界面用在PLC控制系统上，该触摸屏画面上有“速度设定” 、“压力设定” 、“流量设定”3个触摸式按钮，操作人员可以根据实际情况设置这些参数的大小；比例放大器也用在此控制系统中，它是通过FX2N-4DA 4通道D/A

43、模块连接在主模块上。因此，PLC控制外部接线图如图3所示。图3 PLC控制外部接线图2.1.3 液控单向阀平衡回路故障与改进为防止液压缸与垂直或倾斜运动的工作部件因自重而自行下滑，常采用平衡回路。即在液压缸下行的回路中设置适当阻力，使液压缸的回油腔中产生一定的背压，以平衡其自重，而通常采用的是在液压缸回路上设置液控单向阀。1 液压系统工作原理液控单向阀是在单向阀的基础上加上一个可控活塞顶杆，它具有二个作用：一是解除单向阀的逆止作用，二是锁定作用(如图2-5所示)。在液压缸活塞腔的进回油路上，装设液控单向阀，当液压泵卸载或停止工作时(换向阀处于中位)，液控单向阀关闭。在重力作用下，活塞腔油液产生

44、背压，以实现平衡，将重物停留在空中某一位置而不下滑。工作时，利用进入活塞杆腔的压力油打开液控单向阀，以满足正常工作时活塞腔排油的需要。2 存在的问题及原因分析1）重物停位不准确当换向阀位于中位时，重物不能立即停止，还要继续下降一段距离，造成停位不准确，产生这种现象的原因是液压系统的换向阀为M型机能(或O型机能)。当换向阀位于中位时，其A、B两工作腔不能直通油箱而被封闭，造成液控单向阀的控制油路被封死，导致液控单向阀不能立即关闭，直到换向阀阀内泄漏，继而使液控单向阀控制压力泄压后，液控单向阀方能关闭。这一过程造成了液压缸(重物)不能准确的停在预定的工位上，甚至会造成各种事故。2）当重物下行有跳动

45、与激烈振动由图2-5知，当活塞腔进油时(换向阀右位)，压力油同时打开液控单向阀，构成回油通路，活塞下移。由于重物和活塞本身自重，在下行过程中会出现一个速度增量V。当下行速度太快时，由于泵(定量泵)的排量满足不了活塞的快速下行，油液来不及补充至杆腔，在液压缸的有杆腔会形成一定的空间，使整个进油路及液压缸(活塞杆腔)之间产生短时的负压效应，导致液控单向阀的控制油路压力急降，液控单向阀因失压而关闭(回油路被堵死)，液压缸急停。随时间推移，液压泵不停地向系统供油，使进油路油压回升，达到液控单向阀开启压力后，液控单向又打开。重力驱力液压缸快速下行，周而复始，这种过程使液压缸活塞断续下降，并引起强烈振动和

46、噪声。图2-5 采用液控单向阀的平衡回路1一液控单向阀； 2一M型换向阀； 3一安全阀；4一液压泵； 5一液压缸； 6一重物3 液压系统改进通过以上分析可知，造成重物停位不准的关键在于液控单向阀控制油能否即时卸载。现将图2-5中所采用的换向阀为M型机能(或O型机能)变换成为H型机能(或Y型机能)的换向阀(如图2-6所示)。当换向阀(H型或Y型机能)处于中位时，A、B两工作腔直通油箱，液控单向阀控制油得到即时卸载，将回路锁紧，使工作机构停位准确。当重物质量越大，液压缸活塞腔油压越高，液控单向阀关闭就越紧。图2-6 采用单向节流阀和液控单向阀的平衡回路1一单向节流阀； 2一H型换向阀对于重物下行时

47、，活塞出现的断续向下跳动，是因为液控单向阀因失压而关闭所致。可采用在回路上安装单向节流阀来调整液压缸下降速度(如图2-6所示)。节流阀应安装于液控单向阀与液压缸之间，系统构成了回油节流调速回路。溢流阀起溢流稳压作用，使活塞下移运动较平稳，彻底消除了液控单向阀因失压而关闭造成系统故障。2.1.4 3000t油压机故障查找与改进3000t油压机是某厂一台老设备，由于液压系统提升回路未安装安全溢流阀，经常由于充液阀卡死在关闭位置，使主缸油液不能回到上油箱而造成憋压，最高时达到溢流阀的调定压力18MPa(正常5MPa)。经分析，认为可能是液控单向阀未能打开，造成充液阀弹簧无法复位，但清洗检查充液阀后，

48、故障依旧。将整个液控单向阀更换，故障暂时得以解决，三天后同样的故障再次发生。再次检查时，无意中发现液控单向阀的外控泄油管在一弯头处完全堵塞。该阀结构见图2-7。图2-7 阀结构图当外泄口Y连通的管道堵塞后，刚刚更换新阀后Y连通的管道还未被油液充满，泄漏油不停地泄漏至Y腔的空间内，控制阀芯a还有动作空间，因此液控单向阀可以正常工作，但使用一段时间后，随着控制油液不停地泄漏到Y腔内，使Y腔到堵塞处的管道之间充满油液后，造成控制油无法推动活塞a动作，也就无法打开液控单向阀，使得充液阀控制油无法释放，即充液阀不能打开，系统回程时达到调定压力的最大值。疏通泄油管后，问题解决。针对此问题，提出改进措施，即

49、在充液阀控制油管上加装压力表。若是由于充液阀自身卡死，表压应为零。若是液控单向阀未反向打开，回程时，主缸油液将会给充液阀芯一个压力，充液阀芯又会将此压力传递给压力表，此时表明液控单向阀未打开。通过观察压力表，能很容易找到故障症结所在。2.1.6 液压AGC系统的改造液压AGC系统以其响应速度快、控制精度高等优点，被广泛应用于轧机等设备的控制系统。某公司热轧镀锌生产线上采用了液压AGC系统，这是国内第一条热轧镀锌板生产线。其中轧机(在此条生产线上被称为光整机)是镀锌线的主要设备，其主要作用是提高镀锌板的表面质量，改善镀锌板的平直度和平坦度。但在调试光整机时，发现该液压系统工作异常，对镀锌线的生产

50、造成了重大影响。在分析光整机液压系统工作原理的基础上，结合现场设备的安装情况，通过故障排查，对其液压系统进行了改造，使其存在的问题得到了解决，达到了设计者的意图，保证了镀锌线的正常生产。1 光整机工作现状1）光整机工作原理此光整机为单机架四辊湿式光整机，工作辊为从动辊，支承辊为主动辊。两个工作辊均可沿“E型块”上下滑动。上支承辊由蜗轮蜗杆机构进行位置调节并定位；同时，由液压缸来保证上支承辊与上工作辊的良好接触。下支承辊由液压伺服系统控制其升降，实现对光整机两工作辊辊缝间隙的调节，达到提高镀锌板表面质量的目的。2 ）液压系统工作原理原光整机下支承辊液压伺服系统原理图见图2-11。正常工作时，高压

51、油通过伺服阀1.1、1.2，经截止阀2.1、2.2，进入液压缸8.1、8.2的无杆腔，推动光整机下支承辊向上运动，使工作辊对带钢具有一定的轧制力。同时，由单向节流阀3.1、3.2，液控单向阀4.1、4.2和电磁换向阀5.1、5.2组成一个保护系统。当伺服阀1.1、1.2工作正常时，电磁铁1.1DT、1.2DT得电，液控单向阀4.1、4.2关闭，切断保护系统油路，保证主液压系统正常工作；当伺服阀1.1、1.2出现故障时，电磁铁1.1DT、1.2DT失电，液控单向阀4.1、4.2打开，使液压缸8.1、8.2无杆腔的高压油泄掉，伺服阀1.1、1.2复位，液压缸8.1、8.2回到原位，从而下支承辊快速

52、打开，对设备形成保护。另外，截止阀6.1、6.2处于常闭状态。图2-11 改造前的光整机下支承辊液压系统图LP一低压油管 HP高压油管 T一回油管 L泄漏管 X控制油管 1.1、1.2一伺服阀 2.1、2.2-截止阀 3.1、3.2一单向节流阀 4.1、4.2一液控单向阀 5.1、5.2一电磁换向阀 6.1、6.2截止阀 7.1、7.2一安全阀 8.1、8.2一液压缸3）原液压系统存在的问题在光整机的调试过程中，当伺服阀1.1、1.2在左位时，高压油进入系统，但下支承辊不能上升，从伺服阀1.1、1.2提供的压力油直接回到油箱，在伺服阀动作时，明显能听到液压油快速流动的响声。而当关闭单向节流阀3

53、.1、3.2后，下支承辊可正常上升，液压系统工作正常。2 液压系统故障分析在分析该液压系统故障时，主要从两个方面来考虑：第一方面，液压系统现场安装、调试状况；第二方面：液压系统设计状况。由于镀锌线液压系统是由意大利DANIELI公司设计，由REXROTH公司制造的，该故障有可能是由于系统的现场安装、调试状况和设计状况不符而造成的。因而首先对液压系统进行第一方面的检查。1）液压系统现场安装调试问题的检查光整机液压系统的压力分为高压和低压两种，高压为25MPa，低压为14MPa。首先检查液压系统的入口压力，一切正常，说明从液压泵站提供的压力油可靠地进入了光整机系统，排除了管路堵塞原因。与DANIE

54、LI公司的专家在现场对伺服阀1.1、1.2和电磁换向阀5.1、5.2的电气输入信号进行检查，未发现异常，各自的输入信号都能通过接口准确地送入到控制阀上，从而排除电气方面的原因。对液压系统中液压阀的调节参数进行复查。其中，安全阀7.1、7.2的调节压力正常；单向节流阀3.1、3.2处于节流位置，节流阀口正常；截止阀6.1、6.2也处于常闭状态。其次对液压系统中所使用的液压元件进行检查，未发现异常现象。2）液压阀块的检查参照图2-11对系统进行反复测试后发现：当关闭单向节流阀3.1、3.2时，液压缸8.1、8.2能正常上升，而只要打开单向节流阀3.1、3.2，液压缸8.1、8.2就工作异常。由此可

55、见：不论电磁换向阀5.1、5.2得电与否，液控单向阀4.1、4.2在系统工作时一直处于常开状态，使经过伺服阀1.1、1.2的高压油经截止阀2.1、2.2，单向节流阀3.1、3.2，液控单向阀4.1、4.2和电磁换向阀5.1、5.2回到油箱，造成液压缸8.1、8.2不能正常动作。经测试，液控单向阀4.1、4.2本身工作性能良好。由于此液压系统元件较多，系统复杂，故液压阀块的孔洞也较多，极有可能造成孔的连通错误。另外，在调试过程中，明显能听到液压油流回油箱的声音，故需对液压阀块进行检查。拆下液控单向阀4.1、电磁换向阀5.1经检查后发现：电磁换向阀5.的油口A和B相通，造成液控单向阀4.1直处于常

56、开状态，使液压油从液控单向阀直接流回油箱，造成系统工作异常。3）液压系统设计问题的检查仔细分析原液压系统后发现：当电磁换向阀5.1、5.2得电时，液控单向阀4.1、4.2的控制油口X与系统的回油口T相连，由于液压阀块安装在地下，系统回油管路背压较大，而此压力足以把液控单向阀4.1、4.2打开。因此， 不论电磁铁1.1DT、1.2DT是否得电，只要控制油口x和系统的回油口T相连，就会造成液控单向阀4.1、4.2一直处于常开状态，使系统无法保压，从而造成下支承辊不能正常上升，影响了光整机的正常工作。3 液压系统故障处理根据对液压阀块的检查和液压系统设计的分析，欲解决光整机液压伺服系统故障，须从两方面考虑：一方面要截断电磁换向阀A口和B口的通路，另一方面要降低液控单向阀控制油口的压力。经过认真分析后，采取在液控单向阀4.1、4.2和电磁换向阀5.1、5.2处叠加阀块的改造措施来解决其故障。其中，对液压系统原理图做出如下调整：把电磁换向阀5.1、5.2的油口T连接到系统泄漏口L上，使电磁铁1.1DT、1.2DT得电时，液控单向阀4.1、4.2的控制油口X系统泄漏口L相连，从而消除了背压，保证了液控单向阀4.1、4.2的正常工作。改造