《液压与气压传动》 课件 单元11 液压系统的使用、维护与故障诊断

液压与气压传动单元11液压系统的使用维护与故障诊断学习目标掌握液压系统的安装、清洗和调试的基本流程。了解液压系统常见故障的诊断步骤与排除方法。了解液压系统、各液压元件的维护保养方法。

培养严谨细致的工作作风，及具体问题具体分析、用发散思维与辨证思维来解决问题的工作能力。目录CONTENTS单元11液压系统的使用维护与故障诊断液压系统的安装与清洗11.1液压系统的调试11.2液压系统的维护保养11.3液压油的污染与控制11.4液压系统常见故障的诊断与排除11.501液压系统的安装与清洗液压元件及系统在制造与装配过程中，不可避免地要受到轻重不同的污染，从而导致液压元件卡死失灵，加剧液压元件及液压泵磨损，引起液压油老化变质及滤油器堵塞等。因此，在液压元件和系统安装和调试运转前，必须对液压元件、辅助元件和液压系统进行仔细的清洗。清除附着在零部件、液压元件、液压辅件及管路元件表面上的切屑、磨粒、纱头、尘埃、油污、焊渣、锈片、油漆和镀料的剥落片、碎片及水分等。安装11.1.1

液压系统安装质量的好坏是关系到液压系统能否可靠工作的关键。

必须科学、正常、合理地完成安装过程中的每个环节，才能使液压系统能够正常运行，充分发挥其效能。

安装11.1.11.安装前的准备工作技术资料的准备与熟悉物质准备与质量检查2.液压元件安装各油口的位置不能接错，不用的油口应堵上。液压泵输入轴与原动机驱动轴的同轴度应控制在φ0.lmm以内，用手转动联轴器时，应轻松无卡滞现象。液压缸轴线与移动机构导轨面的平行度一般应控制在0.lmm以内，用手推拉工作台时，应灵活轻便，无局部卡滞现象。液压元件安装时应注意以下几个方面：方向控制阀一般应保持轴线水平安装，蓄能器一般应保持轴线竖直安装。各种仪表的安装位置应便于观察和维修。安装时应强调清洁，不准戴手套进行安装，不准用纤维织品擦拭结合面，以防纤维类脏物侵入阀内。同一组紧固螺钉受力应均匀，各连接件要牢固可靠。阀类元件安装完毕后，应使调压阀的调节手柄(螺钉)处于放松状态；而流量阀的调节手柄(螺钉)应处于使阀关闭的状态；换向阀的阀芯位置应尽量处于常位。安装11.1.13.液压管道安装管道的布置要整齐,长度应尽量短,直角转弯应尽量少,同时应便于装拆、检修,不妨碍生产人员行走和设备运转。管道外壁与相邻管件轮廓边缘的距离应大于10mm,长管道应用支架固定。管道与设备、液压元件连接,不应使设备和液压元件承受附加外力。管道连接时,不得用加热管道、加偏心垫或多层垫等强力对正方法来消除接口端面的空隙、偏差、错口或不同心等缺陷。软管连接时，应避免急弯(最小弯曲半径应在10倍管径以上)；不应处于受拉状态，一般应有4%左右的长度余量；与管接头的连接处应有一段直线过渡部分，其长度不应小于管通外径的两倍；在静止及随机移动时，管道本身不得扭曲变形。吸油管与液压泵吸油口处应密封良好；液压泵的吸油高度一般不应大于500mm；在吸油管口上应设置过滤器。回油管口尽量远离吸油管口伸至距油箱底面两倍管径处；回油管口应斜切成45°，且斜口面向箱壁一侧；溢流阀的回油管单独接回油箱；外部有泄油口(如减压阀、顺序阀、液控单向阀等)与回油管相通时，不允许在总回油管上有背压，否则应单独设置泄油管通油箱。管道安装间歇期间，各管口应严密封闭。1HY40型动力滑台液压系统11.1.2液压元件及系统在制造与装配过程中，不可避免地要受到轻重不同的污染，导致：①引起液压元件卡死失灵；②加剧液压元件磨损；③液压油老化变质；④滤油器堵塞；⑤加剧液压泵磨损等。清洗分为以下几种：1.零部件清洗2.液压元件的清洗3.液压系统的清洗4.使用过程中液压系统的清洗过滤11.1.3过滤对液压系统控制油液污染的重要手段。过滤可防止切屑和其它污染物的侵入；过滤可清除液压系统中已有或不断产生的污染颗粒和磨损颗粒；过滤可维持液压元件所允的污染程度(污染敏感度)。加油11.1.4按规定加注相应牌号和相应数量的清洁液压油液。02液压系统的调试

液压设备在安装、清洗和精度检验合格之后，必须按照有关标准对其进行调试(即调整试车)正常后才能投入使用。在试车之前应先检查：电动机和电磁铁的电源是否符合要求；油箱中油液品种、粘度等级和油位是否合适；各液压元件的管道连接是否正确可靠；各液压元件安装是否牢靠；液压泵旋转方向是否正确；各压力控制阀的调压弹簧是否松开；各行程档块位置是否合适；各仪表起始位置是否正确；调试前的准备工作11.2.1点动11.2.2

在设备连续运转和空载调试前应该先进行“点动”试验。所谓“点动”是先点动油泵，观察油泵转向是否正确，油泵声音是否正常，是否连续输出油液及其它不正常现象。空载试车11.2.3试车步骤从断续直至连续起动液压泵电动机，观察其旋转方向是否正确，有无异常噪声等，并观察液压泵是否漏气。液压泵在卸荷状态下，其卸荷压力是否在允许范围内。调整压力控制阀，逐渐升高系统压力至规定值。系统压力调整应在运动部件处于停止或低速运动时进行；控制系统压力在主系统压力调好之后进行调整；润滑系统压力和流量调整时应注意，润滑油量不宜过多(过多易使运动部件浮动而影响运动精度)，也不能过少(过少易引起运动部件低速爬行)，压力调整好后，应将压力计关闭，以防其损坏。将排气装置打开，使运动部件速度由低到高，行程由小至大运行，然后运动部件全行程快速往复运动，以排除系统内的空气，空气排尽后应将排气装置关闭。检查各管道连接处、液压元件结合面及密封处是否存在泄漏。运动部件动作后，由于大量油液进入系统内，油箱的油液减少，若油液不足应及时补油，使系统工作时始终保持油面的高度在油标指示位置。调整挡块及死挡铁的位置，使各运动部件在空载条件下按预定的工作循环或动作顺序动作，检查各动作的协调和顺序的正确性，及启动、换向和调速的平稳性，应特别注意爬行和液压冲击现象。一般空载试车2～4h后，应检查油温及液压系统所要求的精度(如换向、定位和停留等)，一切正常后，方可进行负载试车。负载试车11.2.4

负载试车是使液压系统按设计要求在预定的负载下工作。通过负载试车检查系统能否实现预定的工作要求。(a)检查噪声和振动是否在允许范围内;(b)检查运动部件运动、换向和换速的平稳性,有无爬行和冲击现象;(c)检查安全保护装置的工作可靠性;(d)检查功率损耗情况和连续工作一段时间后的油温;(e)检查各液压元件及管道的泄漏情况等。03液压系统的维护保养使用维护要求11.3.1

为了保证液压系统达到预定的生产能力和稳定可靠的技术性能，其使用维护要求主要有：合理地调整系统压力和速度，锁紧调节手柄。合理地选用液压油(液)。应注意新旧油液不能混合使用。油液的工作温度一般应控制在35℃～55℃范围内。为保证电磁阀正常工作，电压波动值不应超过额定电压的+5%～-15%。不准使用有缺陷的压力计，更不能在无压力计的情况下工作或调整。不能带“病”工作，以免引起大事故。检查和定期紧固管接头、法兰等以防松动，高压软管要定期更换。观察蓄能器工作性能，若发现气压不足或油气混合时，应及时充气或修理。操作保养规程11.3.2液压设备的操作保养，除应满足一般机械设备的保养要求外，还有它的特殊要求：熟悉设备所用的主要液压元件的作用、液压系统工作原理和执行元件动作顺序。监视系统工作状况(如压力和速度等)。在开动设备之前，应检查所有运动机构及电磁阀是否处于原始状态，油箱的油位是否符合要求，若发现异常或油量不足，不能启动液压泵。停机4h以上，再开始工作时，应先起动液压泵驱动电机使泵空载运转5～10min，然后才能开始工作。不准用手推动电磁阀或任意移动各挡块的位置。未经主管部门同意，不准私自拆卸和更换液压元件。保持清洁，防止灰尘、冷却液、切屑和棉纱等杂物侵入油箱。操作者要按设备点检卡规定的部位和项目认真进行点检。点检与定检11.3.3

点检分为两种，即由操作者执行的日常点检和定期检查(定检)。定检是指间隔期在一个月以上的点检，一般是在停机后由设备管理人员检查。液压系统点检的内容主要有：液压阀、液压缸及管接头处是否有外泄漏。液压泵或马达运转时是否有异常噪声。液压缸移动是否正常平稳。测压点压力是否在规定范围内，是否稳定。油温是否在允许范围内。系统工作时有无高频振动。换向阀工作是否灵敏可靠。油箱内油量是否在油标刻线范围内。电气行程开关或挡块的位置是否变动。系统手动或自动工作循环时是否有异常现象。定期从油箱内取样化验，检查油液质量。定期检查蓄能器工作性能。定期检查冷却器和加热器工作性能。定期检查和紧固重要部位的螺钉、螺母、管接头和法兰等。检查结果用规定符号记入点检卡，作为技术资料归档。定期维护11.3.4液压系统能否正常工作，定期维护十分重要，其内容如下：紧固更换密封件清洗或更换液压元件清洗或更换滤芯换油与清洗系统04液压油的污染与控制

液压系统中的污染物，是指包含在液压油液中的固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和污染能量等杂物。油液污染后会影响液压系统工作的灵敏性、稳定性、可靠性和寿命，甚至引起设备事故。据统计，由于油液污染引起的故障占总故障的70%～80%，见图11-1所示。图11-1

起因于液压油的故障因果图液压油污染原因与危害11.4.1液压油污染原因有外部和内部原因两类：图11-2

液压油(液)污染原因1.液压油污染原因液压油污染原因与危害11.4.1油液污染会使系统工作灵敏性、稳定性和可靠性降低，液压元件使用寿命缩短。

具体危害如下：2.液压油被污染的危害使节流孔口和压力控制阀的阻尼孔时堵时通，引起系统压力和速度不稳定，动作不灵敏。导致液压元件磨损加剧，内泄漏增大，使用寿命缩短。加速密封件的损坏、缸筒或活塞杆表面的拉伤，引起液压缸内外泄漏增大，推力降低。阀芯卡住，使阀动作失灵，引起故障。过滤器堵塞，使泵吸油困难，引起空穴现象，导致噪声增大。油液氧化速度加快，寿命缩短，润滑性能下降。控制液压油的工作温度

合理选择过滤器精度加强现场管理加强油品管理改进油箱结构控制液压油污染的措施11.4.205液压系统常见故障的诊断与排除

液压设备是由机械、液压、电气及仪表等装置有机地组合成的统一体，液压系统又是由各种基本回路和元件组成的统一体，因此在分析故障之前必须弄清液压系统的工作原理、结构特点以及与机械、电气的关系，然后根据故障现象进行调查分析，缩小可疑范围，确定故障区域、部位，直至某个液压元件。故障的多样性

故障的复杂性

故障的偶然性与必然性故障的分析判断难度性液压系统故障的特点11.5.1液压系统故障诊断的步骤与方法11.5.21.故障诊断步骤熟悉性能和资料

调查

现场观察

查阅技术档案

归纳分析组织实施总结经验

纳入设备技术档案液压系统故障诊断的步骤与方法11.5.22．故障诊断方法简易诊断

又称为主观诊断法

可概括如下：①看

②听

③摸

④嗅

⑤阅

⑥问精密诊断

又称为客观诊断法，利用各种检测仪器进行定量测试分析。液压系统原理图分析法其它分析法

设备故障诊断，一般可分为简易诊断和精密诊断。11.5.3液压系统常见故障的排除方法故障现象及原因排除方法故障现象及原因排除方法1.泵中噪声、振动引起管路、油箱共振①在泵的进、出油口用软管联接②将电动机和泵单独装在底座上，和油箱分开③加大液压泵，降低电动机转速④泵底座和油箱间使用防振材料⑤选择低噪声泵，采用立式电动机将液压泵浸在油液中4.管道内油流激烈流动的噪声①加粗管道②少用弯头多采用曲率小的弯管③采用胶管④油流紊乱处不采用直角弯头或三通⑤采用消声器、蓄能器等2.阀弹簧引起系统共振①改变弹簧的安装位置②改变弹簧的刚度③把溢流阀改成外部泄油形式④采用遥控的溢流阀⑤完全排出回路中的空气⑥改变管道的长短、粗细、材质、厚度等⑦增加管夹使管道不致振动⑧在管道的某一部位装上节流阀5.油箱有共鸣声①增厚箱板②在侧板、底板上增设筋板③改变回油管末端的形状或位置6.阀换向产生的冲击噪声①降低电液阀换向的控制压力②在控制管路或回油管路上增设节流阀③选用带先导卸荷功能的元件④采用电气控制方法，使两个以上的阀不能同时换向3.空气进入液压缸引起振动①很好地排出空气②可对液压缸活塞、密封衬垫涂上二硫化钼润滑脂即可7.控制阀工作不良，引起的管道振动和噪声①适当处装上节流阀②改变外泄形式③对回路进行改造④增设管夹1.系统噪声、振动大的排除方法表11-1

系统噪声、震动大的排除方法2.系统压力不正常的排除方法，见表11-2。表11-2

系统压力不正常的排除方法故障现象及原因排除方法压力不足溢流阀旁通阀损坏修理或更换减压阀设定值太低重新调定集成通道块设计有误重新设计减压阀损坏修理或更换泵、马达或缸损坏、内泄大修理或更换压力不稳定油中混有空气堵漏、加油、排气溢流阀磨损、弹簧刚性差修理或更换油液污染、堵塞阀阻尼孔清洗、换油蓄能器或充气阀失效修理或更换泵、马达或缸磨损修理或更换压力过高减压阀、溢流阀或卸荷阀设定值不对重新设定变量机构不工作修理或更换减压阀、溢流阀或卸荷阀堵塞或损坏清洗或更换3.系统动作不正常的排除方法，见表11-3。表11-3

系统动作不正常的排除方法故障现象及原因排除方法系统压力正常执行元件无动作电磁阀中电磁铁有故障排除或更换限位或顺序装置工作异常调整、修复或更换机械故障排除没有指令信号查找、修复放大器不工作或调得不对调整、修复或更换阀不工作调整、修复或更换缸或马达损坏修复或更换执行元件动作太慢泵输出流量不足或系统泄漏太大检查、修复或更换油液粘度太高或太低检查、调整或更换阀的控制压力不够或阀内阻尼孔堵塞清洗、调整外负载过大检查、调整放大器失灵或调得不对调整修复或更换阀芯卡涩清洗、过滤或换油缸或马达磨损严重修理或更换动作不规则压力不正常排除油中混有空气加油、排气指令信号不稳定查找、修复放大器失灵或调整得不对调整、修复或更换传感器反馈失灵修理或更换阀芯卡涩清洗、滤油缸或马达磨损或损坏修理或更换4.系统液压冲击的排除方法，见表11-4。表11-4

系统液压冲击的排除方法故障现象及原因排除方法换向时产生冲击换向时瞬时关闭、开启，造成动能或势能相互转换时产生的液压冲击①延长换向时间②设计带缓冲的阀芯③加粗管径、缩短管路液压缸在运动中突然被制动所产生的液压冲击液压缸运动时，具有很大的动量和惯性，突然被制动，引起较大的压力增值故产生液压冲击①液压缸进出油口处分别设置，反应快、灵敏度高的小型安全阀②在满足驱动力时尽量减少系统工作压力，或适当提高系统背压③液压缸附近安装囊式蓄能器液压缸到达终点时产生的液压冲击液压缸运动时产生的动量和惯性与缸体发生碰撞，引起的冲击①在液压缸两端设缓冲装置②液压缸进出油口处分别设置反应快，灵敏度高的小型溢流阀③设置行程（开关）阀5.系统油温过高的排除方法，见表11-5。表11-5

系统油温过高的排除方法故障现象及原因排除方法设定压力过高适当调整压力溢流阀、卸荷阀、压力继电器等卸荷回路的元件工作不良改正各元件工作不正常状况卸荷回路的元件调定值不适当，卸压时间短重新调定，延长卸压时间阀的漏损大，卸荷时间短修理漏损大的阀，考虑不采用大规格阀高压小流量、低压大流量时不要由溢流阀溢流变更回路，采用卸荷阀、变量泵因粘度低或泵有故障，增大了泵的内泄漏量，使泵壳温度升高换油、修理、更换液压泵油箱内油量不足加油，加大油箱油箱结构不合理改进结构，使油箱周围温升均匀蓄能器容量不足或有故障换大蓄能器，修理蓄能器需要安装冷却器，冷却器容量不足，冷却器有故障，进水阀门工作不良，水量不足，油温自动调节装置故障安装冷却器，加大冷却器，修理冷却器的故障，修理阀门，增加水量，修理调温装置溢流阀遥控口节流过量，卸荷的剩余压力高进行适当调整管路的阻力大采用适当的管径附近热源影响，辐射热大采用隔热材料反射板或变更布置场所；设置通风、冷却装置等，选用合适的工作油液液压系统的泄露与解决方法11.5.4(a)间隙控制问题(b)液压冲击问题(c)温升发热问题

液压系统漏油会造成油液量减少，不能建立正常油压，从而导致系