【斗山机床液压系统工作原理及常见故障与诊断方法8700字（论文）】

斗山机床液压系统工作原理及常见故障与诊断方法目录TOC\o"1-3"\h\u19276第一章序言 24280第二章机床液压故障相关理论 3159022.1机床液压系统常见故障分类 3171212.1.1油液污染 3153352.1.2系统振动与噪音 3287612.1.3系统油温过高 351572.1.4系统爬行 4179912.1.5系统压力异常 4298232.2机床液压系统故障特点 411302.3液压系统故障诊断原则 429802.4液压系统故障诊断方法 5319902.4.1溯源分析法 5205242.4.2假设验证法 5277672.4.3经验分析法 5295692.4.4现象特点分析法 5126852.4.5故障树图方法 52334第三章斗山机床液压系统工作原理及常见故障 7275803.1斗山机床液压系统工作原理 7278083.2斗山机床液压系统常见故障 74323.2.1噪声与振动 714023.2.2液压系统冲击故障 8211513.2.3液压系统爬行故障 8157023.2.4油温过高 813228第四章液压系统常见故障诊断步骤及其解决措施 9262134.1液压系统常见故障诊断步骤 985734.2液压系统常见故障解决措施 10310094.2.1振动、造成解决措施 1039344.2.2液压系统爬行故障解决措施 1034214.2.3液压系统冲击故障解决措施 10186014.2.4液压系统高温故障解决措施 1020630第五章机床液压故障诊断维修案例分析 11159535.1案例一 1130245.2案例二 1110674结束语 1312519参考文献 15摘要：液压系统属于机床辅助系统的子系统之一，影响着机床的生产精度。所以降低液压系统的故障率能够为机床的运行效率提供保障。通常情况下，机床的液压系统的构成组件比较多，所以在故障的时候很难马上确定故障发生的位置，维修过程比较复杂。借此，本文对斗山机床液压故障诊断方法进行研究，详细的介绍了液压系统工作原理；其次针对液压系统故障类型进行区分，提出了机床液压系统故障诊断的流程；接着，针对常见的故障类型提出了维修建议；最后通过液压系统故障维修案例进行分析，完成了液压故障诊断维修过程。希望本文的研究能给机床液压故障诊断提供一点参考价值。关键词：斗山机床，液压故障，故障诊断第一章序言由于数控加工技术的日趋完善，市面上出现了更多的机床设备生产技术，并且逐渐朝着人工智能的方向转变。这一过程中我国机床的生产精度也逐渐向国际优秀水平靠拢。在当代机床的自动化发展过程中，不仅要注重数控系统的发展与更新，还需要注意液压传动系统以及气动传动单元的设计，要向整机自动化的方向发展，不管是哪种数控机床，都必须要注重液压系统，以及气动传动系统的控制与管理，实现机床整体精度的提升。作为机床外围辅助系统的重要构成液压系统的设计，关乎着整机的生产精度。而降低液压系统故障的发生率能够有效提高机床的生产精度，因为机床液压系统的构成元件比较多，所以，在故障出现的时候，往往很难及时明确具体发生故障的位置，为了让维修工作能够更加高效，修理人员不但要明确液压系统的所有构造以及工作原理还有熟练使用各类排障工具快速确定故障发生位置，并进行修理。借助多次的维修经验，我们确定了液压系统常见的故障类型，并采用相关的预防措施来有效预防故障发生，进一步提高机床的可靠度。在日常维护中，需要对常见的缺陷部件进行检查和维护，以提高液压系统的运行效率，保证液压系统的高效运行、可靠运行。第二章机床液压故障相关理论2.1机床液压系统常见故障分类机床液压系统集机械、电气、液压和其他组件，系统比较复杂，导致故障的原因比较多。一方面，在了解液压原理和各种液压部件的结构和性能的基础上，对液压系统的故障进行分类和描述对于故障诊断非常重要。另一方面，机床液压系统出现故障了以后会首先将故障信号传输给主机，然后将故障信息显示出来。根据故障的类型，有随机故障和确定性故障。根据现象分，可分为速度过慢或过快、方向错或根本不动、启动慢和负载速度显著下降等动作故障；此外还包括系统噪声、系统发热等故障。2.1.1油液污染谈到数控机床的液压系统，油污是一个典型的问题，也是导致传动系统故障的关键因素。在实际使用中，液压系统的制造和装配会产生一定的污染物，而机床的工作环境过于恶劣，如果系统密封不好，污染物很容易进入，造成油污染。污染程度超过允许范围，直接威胁液压系统的运行，甚至会导致传动系统报废等严重情况。此外，一些加工制造企业对数控机床的维护保养不重视，维护工作不正规，难以快速有效地清理液压系统中的污染物，从长远来看，这是不可避免的。影响液压系统运行的安全性。2.1.2系统振动与噪音液压系统中的振动和噪音非常普遍，如果不及时解决，就会阻碍数控机床的有效运行，这样不仅产品认证率下降，而且运行效率和服务也会下降。并且还会让机床的淘汰时间提前。此外，过度的振动和噪音会威胁到工人的健康和正常的休息，尤其是在听力方面。数控机床运行时液压系统产生振动和噪声的原因有很多。数控机床的运行有自己的工作频率，液压系统也有固定的工作频率，这两者在运行中容易产生共振，也是引起系统振动的因素。另外，液压系统运行时，一定量的空气进入泵内，压力泵的高压将泡沫迅速排出，形成脉冲，引起系统噪声。2.1.3系统油温过高在液压系统中，液压油作为介质起着重要的作用，温度与系统的效率密切相关，影响数控机床的平稳运行。一般情况下，油温在40-50是最佳状态，这样才能充分发挥液压系统的效率。但是液压元件的匹配设计不合理，油种和粘度不标准，导致系统内部发热，导致油温过高。同时系统的冷却效果不好，不能快速有效地散热，所以油温升高。系统油温的升高直接影响数控机床的正常运行，主要体现在橡胶密封的软件上，密封效果大打折扣。在高温下易氧化，产生杂质，堵塞管件间隙，造成压力阀失效。2.1.4系统爬行系统爬行误差严重影响数控机床的正常运行，从而使零部件的加工效率和质量急剧下降。在实际使用中，造成系统爬行的因素是非常复杂的，但大致可以分为两个方面。首先，系统在低速运行时经常出现爬行现象，因为在低速运行时接触面逐渐增大，摩擦力也随之增大。其次，数控机床在正常使用时，不可避免地会出现部件磨损，导致部件间距增大，密封不良，直接影响液压缸的推力，造成爬行误差。2.1.5系统压力异常正常情况下，系统运行时会出现压力不足或不稳定等各种异常现象，导致锁模力不足，使机械零件的精度难以达到规定标准，严重影响稳定性和有序性。进而导致机床的生产精度不达标。造成液压系统压力异常的因素主要是液压系统压力泵生产不良、液压系统油箱漏油严重缺油、杂质堵塞管路造成油路堵塞等。2.2机床液压系统故障特点（1）隐瞒。机床的各种管道、液压缸、泵都是密封的，不容易直接控制系统内部的状态。液压传动系统的拆卸对系统的危害比机械传动系统的拆卸要大得多，不方便仪表检查，隐蔽，诊断困难。（2）机会。许多工具液压元件都是以高精度制造的。高精度部件在损坏时会失效，并且液压系统驱动器和液压管路连接经常暴露在空气中。各种杂质的进入以及温度和湿度的影响，也会意外地造成液压系统的一些故障。（3）复杂多样性。某一因素会导致多个子系统的故障。如果反过来推导失效现象，可以推导出各种无法识别的原因；相反，有时同一故障是由多个原因引起的，而在故障诊断中只能找到其中一个原因或次要原因中的一个，而且目前无法正确识别故障。（4）环境依赖性。机床液压系统也受到外界环境的影响，不同的工作环境会产生不同类型的故障。容易混合污染物，导致液压元件磨损。（5）故障容易排除。机床液压系统的故障分析和诊断比较困难，但一旦准确地发现故障，就很容易进行故障排除。部分部件损坏，可直接更换；如果液压系统的某些部分被堵塞，可以通过直接清洗来消除。2.3液压系统故障诊断原则（1）压倒一切的原则。彻底排查可能的故障原因，如果可能原因不正确，则进一步排查第二种可能原因。主要问题是如何确定各种故障原因的可能性。方法是按缺陷信息和经验进行排序。有几种选择。对签名信息进行排序。也就是说，它对各种故障特征信息进行分类，并分别检查每个原因。最初的因素排序是检查的主要组件，即劣质组件，高负载组件，长寿命组件和严重损坏的组件。故障原因的概率等级，即使用统计方法计算不同原因发生的概率，以此作为规划故障原因顺序的基础。（2）先易后难的原则。检查易于拆卸，直接观察和测试的系统或组件，例如：易于测试的电气系统和易于直接观察的冷却水。然后查找难以直接观察和测试或难以更换和拆卸的因素，例如：大型笨重的液压缸和液压泵。通常，设备的外部环境和具有简单结构的外围部件易于检查，而具有复杂的内部结构的部件则不易于检查。因此，通常按照液压阀、液压泵、液压缸和液压马达的顺序检查液压系统故障排除。2.4液压系统故障诊断方法2.4.1溯源分析法溯源分析首先考察了在实际生产过程中实现液压传动系统具体作用的具体过程和措施所必需的一些条件。在逻辑电路分析中明确各项关系并进行溯源分析。建立逻辑图的具体方式是将液压系统的各个子系统和部件按照动作信息控制的顺序或系统能量流向有机地连接起来。2.4.2假设验证法在实际生产中，往往很难确定哪些参数是异常的，此时也很难用常规的逻辑分析来发挥作用。解决方法是通过假设的方法来探究可能的原因。首先，它应该假设故障的各种可能原因，其中一些看似无关的故障，也应该包括在假设中。其次，用理论分析的方法或测试快速、精确地检查是否假设是正确的，如果是，判断故障的实际原因。2.4.3经验分析法经验分析是根据感官经验作出判断的。例如，听觉判断可以识别液压缸和泵发出的异常声音，以及安全阀发出的吱吱声。嗅觉判断是基于嗅觉的变化。目前还没有针对液压系统中液压油气味变化的相关仪器测试方法，因此使用人体嗅觉评估具有显著优势。触觉可以评估液压系统的“爬行”故障。当出现“爬行”故障时，可以用手感觉到设备的轻微晃动，也可以感觉到液压执行器的速度慢或快，速度不均匀的现象。2.4.4现象特点分析法初次判断时，液压系统的故障可能有多种原因，但由某种原因引起的故障必须有其自身的特殊性，在引起故障时必须有其他异常现象。通常，某些特殊现象是由各种原因引起的，被称为附加信息。确定特征信息可以大大提高液压故障诊断的效率。当使用额外的信息来评估故障的原因，其他特征参数也可以加快引入故障诊断的效率。2.4.5故障树图方法该方法将所分析的系统对象自上而下地分解成树状，既反映了各个子系统或组件的分类比例，又反映了子系统或组件之间的递进关系。因此，故障树图可以直观地处理复杂的液压系统子系统或部件与技术人员之间的关系，使用故障树图进行诊断非常快捷方便。当故障树完成后，不同系统、可能模块、层次递进关系的可能原因非常清楚。诊断出故障后，故障树可在树的顶部提供系统定义图，具体取决于具体描述，最底层的每个事件原因和相关评估标准与复杂的关系，因此液压系统变得清晰和明确，操作非常简单，可以快速确定故障的原因。第三章斗山机床液压系统工作原理及常见故障3.1斗山机床液压系统工作原理斗山机床于1976年建立昌原生产基地，海外市场自1981年以来一直在发展。1990年，总产量达到10000台，2000年，总产量突破50000台，实现超高速增长。此外，2007年1月1日，斗山工程机械与斗山机床部件公司合并，合并后的两家公司成为了斗山机床公司，增强了机床行业的竞争力，为公司发展成为全球领先企业奠定了坚实的基础。斗山机床液压系统原理：关闭容器内的工质（液体），借助压力泵进行完全的能量转换和能量传递。动力传动的传动方式本质上与普通齿轮、链条相同，但液压系统的传动介质是液体，与机械传动不同。主要部件分为动力部件、执行部件、控制部件、辅助部件和工作设备。（1）动力元件是将原动机的机械能转化为液压能。（2）执行元件是将液体的液压能转化为机械能。（3）控制元件的作用是通过不断改变速度来调节液压机的速度。（4）辅助部件主要用于液压系统的保护和检测。（5）工作介质是将液压能转化为机械能。1.油箱2.液压泵3.三位四通换向阀4.二位二通换向阀5.节流阀6.液压缸7.溢流阀图2.1液压系统工作原理图系统采用进口节流阀调速，液压泵为计量泵，中间作用三位四通换向阀3为Y型。工作原理：液压缸6快速换向过程中，两位二通阀4和三位四通电动换向阀3必须同时切换。但由于三位四通电磁换向阀（3）的滞后性，当它与二通阀（4）连接时，部分压力油进入液压缸的工作腔和液压缸(6)有向前冲程。3.2斗山机床液压系统常见故障机床液压系统是机电液一体化的系统。它的故障涉及机械、电气和液压类型。常见的故障如下：3.2.1噪声与振动振动和噪声是机械设备中最常见的干扰之一。机床液压系统的振动和噪声对机床的正常运行有很大的影响。振动和噪声是相互发生的，噪声影响液压系统的工作性能和部件的寿命；振动直接加速了机械零件的变形和失效；机床液压系统的振动和噪声问题也是维修人员的难题。机床液压系统产生的振动和噪声仍然是目前研究的热点。造成振动和噪音的原因有很多，如油的粘度太高；液压装置安装不当；阀口突然关闭、运动部件突然制动、减速或停止引起的液压作用；油被污染，堵塞油箱内的滤网，造成吸油和回油问题，空气混入吸进的油液中；液压系统的压力冲击，机械部分的连接部分松动等。通过控制油质，使用低噪声的液压元件，正确安装管路，可以降低振动和噪声。3.2.2液压系统冲击故障液压冲击主要涉及到液压系统、液压油流动方向改变或停止移动，所以将会有更大的压力系统中，液压冲击直接影响机床运行的安全性和可靠性，甚至产生噪声和振动，导致液压油温度快速上升和液压元件的放松。造成液压冲击的原因目前是液压管路中的流体流动，液压阀和执行机构的方向突然改变或关闭，导致当前压力值突然增大。3.2.3液压系统爬行故障爬行主要指的是液压系统的操作条件，低速系统组件不顺利，断断续续的，液压系统的爬行故障直接影响加工零件的加工精度和表面粗糙度，甚至造成工具损坏，会影响正常运行的爬行故障的原因有很多，如传动刚度不足，不正确的液压系统组件之间的位置，控制阀失效等，会导致液压系统爬行故障。通过对故障原因的分析，总结如下。（1）由于油路距离较近，油箱从内部吸收油，使油溅起粘附在空气中。（2）油柜的油位不达标，低于标准，导致吸油不良。（3）密封不良，液压系统空气混入系统。（4）液压阀工作不平稳。（5）蓄能器压力波动大。3.2.4油温过高机床液压系统的油温过高会导致机油变质，粘度下降。过高的油温也会导致零件的热变形，增加配合的自由度，并产生泄漏，影响工作压力和刀具的加工精度。造成油温高的原因有很多，如系统设计不合理、机械损失大、油流大、油粘度高、环境温度高、散热差等。此外，在工作过程中，大量的油通过辅助阀回流到油箱中，也会导致油温升高。可使液压回路结构合理，提高液压回路的安装精度，选用规格合理的液压元件，改善散热条件，防止油温过高现象。第四章液压系统常见故障诊断步骤及其解决措施4.1液压系统常见故障诊断步骤数控车床技术近年来发展迅速，由于电子技术和计算机技术的进一步融合，作为典型的机电整合及液压操作产品，液压工具的内部结构比较精细和复杂，生产过程中的问题和故障也不同，故障诊断变得更加困难，这无疑对诊断和消除故障的技术人员的要求也越来越高。为了能够准确地确定误差的位置和原因，技术人员必须具有广泛的专业技术知识，才能科学有效地解决和应对诊断程序。机床液压系统的故障诊断主要包括以下五个步骤：（1）在接收到故障维修行动，应该首先了解设备发生故障时故障现象和特点和操作条件的，如果可能的话，可以去故障现场了解更多细节。（2）掌握细节后，可参考以往的维修文件，制定具体计划，准备必要的工具和测量设备。（3）根据所建立的方案，对故障进行测量和定位，确定故障的具体零部件。（4）确定具体的故障排除措施，如损坏部件是否需要修复或更换。（5）故障排除后，清理现场，做好故障排除和维护维修记录和其他相关数据资料，一方面，加深你对故障现象的理解，另一方面可以指导今后的维护工作和技术转换。图4.1液压系统故障诊断流程要成为一名专业合格的故障诊断技术员，除了上述五个工作方面贯穿于整个生产过程的液压系统的故障诊断和维修过程中，还需要从他们的日常工作中学习。获取和维护专家知识，了解工作机制各组成部分的整体工作原理和作用，以及它是如何工作的。只有这样，我们才能及时准确地诊断系统错误并提出有效的解决方案。同时，通过对刀具的液压系统进行有效的管理和维护，可以延长液压系统的使用寿命，减少液压系统中不必要的损失。4.2液压系统常见故障解决措施4.2.1振动、造成解决措施机床液压系统产生的振动和噪声直接影响机床的运行平稳，但引起的振动和噪声污染液压系统更复杂，有些是由于非标准液压元件的精度，密封性能不是标准空气密封有问题。液压元件一旦有污染，就会影响元件的正常工作；由于磨损，液压元件的位置会发生变化，压力波动会影响模具噪音；还有可能是电动机和液压泵连接松散，碰撞噪音，因此有必要选择低噪声的液压组件，选择有效的调整比例阀液压系统的压力、流量控制，控制振动和降低噪声的来源；在液压系统中安装蓄能器或滤波器和消振器，优化液压设备安装工艺，合理安装液压泵，考虑到液压元件存在问题，应及时维修更换，避免液压冲击。4.2.2液压系统爬行故障解决措施由于液压系统故障原因很复杂，有必要选择合适的解决方案解决故障。如果液压系统已经运行了很长时间，有必要及时修理和更换液压元件，以避免液压元件的故障。另外，对于运行性能不佳造成的爬行问题，必须严格按照加工精度标准要求进行加工，并严格检查液压系统的所有连接。同时，在液压系统中应设置一定的阀，以满足液压系统对油量的要求。排气阀或放气阀应安装在系统中，以避免液压系统出现真空问题。4.2.3液压系统冲击故障解决措施为减少或避免液压系统的冲击故障，通常需要降低转速并减小冲击波间隔以避免液压系统发生冲击，目前最重要的解决方案是：（1）减少先导阀和换向阀的制动。（2）及时修理和更换损坏的零件，使工作压力控制在合理范围内。（3）液压缸的末端应装有缓冲或反压阀。（4）选用稳定性高的节流阀。4.2.4液压系统高温故障解决措施为了保护液压系统的刀具不受高温的影响，工作人员通过引进高端冷却装置来改进刀具液压系统的操作。此外，冷却装置通常具有调节油压的功能。适当的人员可以在系统之间设置隔断，从根本上减少热传递。更换和检查刀具液压系统的内泄漏，并采取一定措施，改善刀具液压系统的润滑状况。第五章机床液压故障诊断维修案例分析5.1案例一当某一特定刀具的液压系统开始完成快退动作时，会出现先冲向工件方向再完成快速反向运动的现象，影响加工精度，出现了大量的废品。首先分析该部分工作原理，液压系统原理图如图4.1所示。首先分析了该部分的工作原理，液压系统方案如图4.1所示。液压泵是一种定量泵，结构图如4.1（a）所示。三位四通换向阀3的中间功能为Y型（中间功能是指三位换向阀在中间位置时各端口的连接形式，Y型是三位换向阀的一种，在旋转过程中，一边有油压，另一边有负压，容易产生油压，导致换向不稳定，精度不高。此外还有X型、O型、H型和M型，其中O型和M型在换向过程中没有水力作用，但位置精度较差）。它的工作原理是：当液压缸6快速后退时，必须同时转动二位二通阀4和三位四通电动换向阀3。由于三位四通电换向阀3的时滞，在与二位二通阀4连接时，部分压力油进入液压缸工作腔，使液压缸6出现正行程现象。当三位四通电动换向阀3完成后，液压油进入液压缸杆腔。（a）优化前（b）优化后图4.1液压系统工作原理图从以上分析可以看出，故障是由于系统设计不合理造成的。因此对系统进行改造，如图4.1（b）所示，在二位二通阀4和节流阀5上并联一个单向阀8。当液压缸6快退，杆的液压油流动小室回油箱通过单向阀8，这样二位二通阀4仍然关闭，因此液压缸6是避免了前冲现象，解除了故障。5.2案例二工进切削力大。造成这一问题的主要原因是刀具磨损，锐度不够，或零件材质不均匀，出现硬点，尤其是铸件中有很多硬点毛坯。由于很多复杂机床满足“快进大流量、小压力、工进小流量，大压力”的加工要求，基本都采用自反馈变量泵，如图4.2所示。随着切削力的增加，液压系统中的压力也会增加。活塞（部件1）在定子（部件3）的作用下向右移动，直到定子与转子同心，无流量输出，进油管路无流量，滑台停止。这是可以根据这个来判断的情况，如果产生的声音异常，液压系统压力超过泵的额定压力，解决这个问题的方法是检查液压系统的质量。通过更换工具、工具或测试毛坯的硬度来提高毛坯的铸造质量。图4.2自反馈变量泵结