液压系统故障诊断步骤与方法课件ppt.ppt

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1、第二部分.液压系统故障诊断步骤与方法,.,2,液压系统故障诊断步骤与方法,分析液压故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行判断，逐步深入，采取顺藤摸瓜、跟踪追击的分析方法，有目的、有方向地逐步缩小可疑范围，确定区域、部位，以至予某个液压元件。尽力避免分析辨别的盲目性。液压系统故障不象电气系统那样检测方便，因为液压管路内油液流动状态、液压件内部的零件动作，以及密封件的损坏等情况，一般是看不见的、摸不着的，所以给人们观察分析带来更多的麻烦和困难。当然，液压系统中某个局部油腔装有压力表，但远不能满足分析故障的需要。因此，要求人们具有分析故障原因、准确判断故障部位的能力

2、。特别是机械故障、液压故障、电气问题几方面交织在一起时，必须预先有一个清醒的估计，实事求是地进行观察推断。液压系统的工作是由压力、流量、液流方向来实现的，根据这一特征，总是可以找出故障的原因并能及时给予排除的。,.,3,第一节.液压系统故障产生的特征,1. 新试制液压设备调试阶段的故障 设备调试阶段的故障率较高，存在问题较为复杂，其特征是设计、制造、安装(包括装配)以及管理等质量问题交织在一起。机械、电气问题除外，一般液压系统常见故障有： 1)接头处或端盖处外泄漏严重； 2)速度不稳定； 3)由于脏物或油污使阀芯卡死或运动不灵活，造成执行缸动作失灵； 4)阻尼小孔被堵，造成系统压力不稳定或压力

3、调不上去： 5)某些阀类元件漏装弹簧或密封件，甚至管道接错而使动作混乱； 6)设计不妥，液压件选择不当，使系统发热，或同步动作不协调，位置精度达不到要求等，对待此类故障应耐心、细致、慎重。,.,4,2. 定型设备调试阶段故障,此类设备调试时故障率较低，其特征是由于管理不良或安装时不小心、或在搬运中损坏造成的一般容易排除的小故障。其表现如下： 1)外部有泄漏； 2)压力不稳定或动作不灵活； 3)液压件及管道内部进入脏物； 4)元件内部漏装，或错装弹簧或其他零件； 5)液压件加工质量差或安装质量差，造成阀芯动作不灵活。 若在此过程中加强管理，在装配和安装过程中严格把好质量关，故障率将会下降，调试将

4、较为顺利。,.,5,3.设备运行初期和中期的液压故障,设备经过调试阶段后，便进入正常生产的阶段。此阶段液压故障的主要特征是： 1)管接头振动松脱； 2)由于少数密封件质量差或装配不良，在短期内被损坏，造成漏油； 3)工作油液因多次冲刷管道、液压件油道，使原来附贴在管壁和孔壁上的毛刺，型砂，切屑等杂物脱落。随流而去的杂物将会堵塞阻尼孔和滤油器滤网，造成压力不稳定和工作速度变化； 4)少数设备因负荷率高或环境散热条件差，使油液温度过高，从而引起泄漏、工作压力和工作速度不稳定，甚至造成工作严重失常，以致于停产。 在一般情况下设备使用到中期，其故障率最低。此时，液压系统工作状态最佳，条件是工作油液的污

5、染程度须在要求范围内。,.,6,4.设备运行到中期的故障,设备运行到中期阶段时，各类液压几件因工作频率和负荷条件的差异，各易损件先后开始正常性的超差磨损。在此阶段，故障的特征是故障率逐渐上升，系统中内外泄漏量增加，系统效率有明显降低。此时，应该对液压系统和液压无件进行全面检查，对有严重缺陷的元件和已失效的元件进行修理或更换。这说明设备要进入中修或大修了。此时，不得有凑合、对付思想，维修部门应下决心进行全面修复，否则故障会越来越多，以致影响生产。,.,7,(二)偶发事故性故障,此类故障特征是偶然突变，故障区域及产生原因较为明显，其中有非人为和人为因素，如事故碰撞，零部件明显损坏：内部弹簧偶然断裂

6、；管路突然爆裂；异物落入管路系统产生堵塞；电磁线圈烧环；密封圈断裂等等。,.,8,第二节.故障诊断步骤与方法,(一)故障诊断步骤 (1)熟悉性能和资料。在查找故障原因之前要了解设备的性能，熟悉液压系统工作原理和运行要求以及一些主要技术参数。 (2)调查情况。到现场向操作者询问设备出现故障前后的工作状况及异常现象，产生故障的部位和故障现象，同时要了解过去对这类故障排除的经过。 (3)现场观察。到现场了解情况时，如果设备还能启动运行，就应当亲自启动一下设备，操纵有关控制部分，观察故障现象，查找故障部位，并观察系统压力变化和工作情况，听听噪声，查看漏油等现象。 (4)查阅技术档案翻阅设备技术档案，对

7、照本次故障现象，是否与历史记载的故障现象相似。还是新出现的故障。,.,9,故障诊断步骤,(5)归纳分析。对现场观察到的情况、操作者提供的情况及历史记载的资料进行综合分析，找出产生故障的可能原因。归纳分析是找出故障原因的基础。(6)组织实施。在摸清情况的基础上，制订出切实可行的排除措施，并组织实施。(7)总结经验。对故障经过分析予以排除，并取得了成功，这些经验都应当进行很好总结。积累维修工作中的实际经验是开展故障诊断技术的一个重要依据。(8)纳入设备档案。将本次产生故障的现象、部位及排除方法作为历史资料纳入没备技术档案，以便于今后查阅。,.,10,(二)故障诊断方法,设备故障诊断，一般分为简易诊

8、断和精密诊断。 1.简易诊断技术 简易诊断技术，又称主观诊断法。它是靠维修人员利用简单的诊断仪器和凭个人的实际经验对液压系统出现的故障进行诊断，判别产生故障的原因和部位，这是普通采用的方法。主观诊断法具体方法如下： (1)看看液压系统工作的真实现象。一般有六看： 一.看速度。看执行机构运动速度有无变化和异常现象。 二.看压力。看液压系统中各测压点的压力值大小，压力值有无波动等现象。 三.看油液。观察油液是否清沽，有否变质；油量是否满足要求；油的粘度是否符合要求；油的表面是否有包沫等等 四.看泄漏。看液压管道各接头处、阀板结合处，液压缸端盖处、液压泵轴伸出处是否有渗漏滴漏和出现油垢现象。 五.看

9、振动。看液压缸活塞杆或工作台等运动部件工作时有无跳动等现象。 六.看产品。根据加工出来的产品质量，判断运动机构的工作状态、系统工作压力和流量的稳定性。,.,11,简易诊断技术,(2)听。用听觉来判别液压系统和泵的工作是否正常等。一般有四听： 一.听噪声听听液压泵和液压系统工作时的噪声是否过大；溢流阀等元件是否有尖叫声。 二.听冲击声。指工作台液压缸换向时冲击声是否过大；液压缸活塞是否有撞击缸底的声音；换向阀换向时是否有撞击端盖的声音。 三.听泄漏声。即听油路板内部是否有微细而连续不断的声音。 四.听敲打声。听液压泵运转时是否有敲打声。,.,12,简易诊断技术,(3)摸。用手摸正在运动的部件表面

10、。一般有四摸： 一.摸温升。用手摸液压泵泵体外壳、油箱外壁和阀体外壳表面，若接触两秒钟感到烫手，就应检查原因。 二.摸振动。用手摸运动部件和管子，可以感觉到有无振动，若有高频振动，就应检查产生原因。 三.摸“爬行”。当工作台在低速运动时，用手摸工作台，检验有无“爬行”现象 四.摸松紧程度。用手拧一下挡铁、微动开关、紧固螺钉等，检验螺钉松紧程度。,.,13,简易诊断技术,(6)问.询问设备操作者。了解设备平时运行状况。一般有六问： 一.问液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。 二.问液压油什么时候更换过，滤网是否清洗或更换过。 三.问发生事故前调压阀或调速阀是否调节过，有哪些 不正常现象。

11、四.问发生事故前对密封件或液压件是否更换过。 五.问发生事故前后液压系统工作出现过哪些不正常现象。 六.问过去常出现哪类故障，是怎样排除的，哪位修理者对故障的原因与排除方法比较清楚。,.,14,2.精密诊断技术,精密诊断技术，即客观诊断法。它是在简易诊断法的基础上对有疑问的异常现象，采用各种监测仪器对其进行定量分析，从而找出故障原因。对自动线之类的液压设备，可以在有关部位和各执行机构中装设监测仪器(如压力、流量、位置、速度、油位、温度等传感器)，在自动线运行过程中，某个部位产生异常现象时，监测仪器均可预测到技术状况，并可在屏幕上自动显示出来。 状态监测用的仪器种类很多，通常有压力传感器、流量传

12、感器、速度传感器、位移传感器、油温监测仪、位置传感器、油位监测仪、振动监测仪、压力增减仪等。把监测仪器测量到的数据输八电子计算机系统，计算机根据输入的信号提供各种信息和各项技术参数，由此可判别出某个执行机构的工作状况，并可在电视屏幕上自动显示出来。在出现危险之前可自动报警或自动停机或不能启动另外一个执行机构等。状态监测技术可解决凭人的感觉器官无法解决的疑难故障的诊断，并为预知维修提供了信息。,.,15,液压故障专用测试仪器及设备,为了迅速判断出故障原因并及时排除，近几年来，国内外研制出四种液压故障专用测试仪器及设备。1手提式液压测试器 手提式液压测试器如图31所示，指示仪表1有3种刻度，通过功

13、能旋钮2的变换分别对流量、温度和转速进行指示。根据测试器在管路中的接法不同，测试器又分为旁通测试器和直通测试器两种。2液压系统检修车 这种检修车是国内外陆军部门为了在现场尽快修复工程机械系统而研制的。从故障诊断、排除措施到维修中的辅助设备等都非常完善，军民两用均可。,.,16,液压故障专用测试仪器及设备,4液压泵故障诊断器 日本建机株式会社研制的H1CLASA型液压泵故障诊断器的结构组件框图如图32所示。这种手提式油泵故障诊断器结构紧凑、重量轻，携带和操作都很方便。可直接在液压设备上对油泵进行检测。,.,17,m295125型便携式测试仪,反映液压系统工作性能的主要参数是压力、流量、泄漏量、温

14、度和转速等。因此，故障检测过程中，我们应坚持先易后难的原则，通过观察分析，确定可能出现问题的一个或多个液压元件。然后，或者安装到液压检测实验台上进行检测，或者通过设备本身的检测条件，经过正确的分析，确定检测位置，利用便携式测试仪进行现场的不拆卸检测。m295125型便携式测试仪的实物图如图51所示。,.,18,m295125型主要特点和技术参数,主要特点 利用测试仪进行测试，既节省了检测维修的时间，又提高了生产效率。可测量：流量、温度、压力、峰值压力、最大最小压力、功率、容积效率。技术参数 m295125型便携式测试仪的技术参数如表51所示。,.,19,m313496型便携式测试仪,m3134

15、96型便携式液压测试仪的外观图如图52所示，其技术指标见表52。,.,20,m313496型便携式液压测试仪的技术指标,.,21,FIK 120 ABOTFIK 180 ABOT型便携式液压测试仪,FIK 120 ABOTFIK 18O ABOT型便携式液压测试仪的外观图如图53所示，其主要特点和技术参数如表53所示。,.,22,FIK 120 ABOrFm 180 ABOT型便携式液压测试仪的主要特点和技术参数,.,23,美国Flotech公司的便携式液压测试仪,由美国Flotech公司生产的便携式液压测试仪可测试液压系统的压力、流量、温度、功率等，如图54所示。具有结构合理、性能稳定、工作

16、可靠、携带方便、操作简便、测试精度高等特点。通过对液压系统的泵、缸、阀、马达等元件的测试，可以精确地判断液压系统的故障部位及各元件的技术状况，是液压机械装配测试、出厂检验或者野外施工时分析、判断、排除液压系统故障的理想工具。,.,24,种类及主要技术参数,美国Flo一tech公司目前生产的便携式液压测试有PFM6、PFM6BD、PFM8三个系列1 3种规格的产品，其型号和技术参数如表所示。,.,25,产品用途,三种系列的测试仪均可用于液压泵的输出流量、压力及液压油温度的测试，用以判断液压泵的技术性能状况，为分析判断液压泵是否故障提供可靠依据。三种系列的测试仪均可用于液压系统中的泄漏油路中的流量

17、及压力、温度的测试，借此可以间接地判断液压元件的技术状况及泄漏油量是否超差。PFM6BD系列可以方便地用于液压泵、液压阀、液压缸及液压马达，尤其是在测试液压缸及液压马达时不用颠倒进出液压测试仪的油管，就可以检测出所需的参数，以判断元件的技术状况。PFM8系列除了能测出流量、压力、温度外，还能直接测试出液压系统或元件的功率，对于液压系统功率要求较高或者对发动机的功率匹配要求严格的场合尤为适用。,.,26,.,27,全数字便携式液压测试仪,全数字便携式液压测试仪的外观图，如图55所示，其技术参数及使用特点见表56。,.,28,全数字便携式液压测试仪的技术参数及使用特点,.,29,第三节.液压故障分

18、析法,1分析法概述 分析法是基于液压系统工作机理的故障诊断方法.采用分析法可以解决很多液压系统的故障，但对分析人员要求较高，必须充分了解和熟悉液压元件和回路工作原理. 故障分析中，以下问题值得重视：深入分析液压系统图，结合有关的电磁铁动作表及相关的电路图，理出回路完整的工作机理，同时，正确理解回路的设计意图与思路所采取的技术措施，以及相关的背景将工作原理图与实物对应起来，形成具体印象，液压回路中的管线，原理图与实物往往有很大的差别。在可能的情况下，要将阀扳上阀孔之间的串通与隔阻关系弄清，这些因素对日后回路检查有密切联系。参阅有关书刊及资料，找出评判划液压装置特征的评判依据，然后，对其予以判断

19、（4）根据有关书刊及设备使用说明书，探讨失效机理及相关的分析测试方法。 下面举例说明采用分析法进行液压系统故障诊断和排除的方法。,.,30,液压系统故障实例1,系统故障: 换向阀3停到中位的瞬间，油缸2不能准确停留，反而后退一点,.,31,故障原因:,系统进入空气(见图1)。换向阀3停到中开始怀疑换向阀3有问题，更换换向阀3现象不变，调节变量叶片泵6调压杆，使压力在0到25MPa间变化，反复多次，发现泵电机之间法兰中有油漏出，估计泵固架油封损坏，换新油封，故障排除，原因是油泵运转时泵低压油腔成负压至使空气从油封进入系统，当换向阀3换到中位油缸两腔油堵死，而油缸由于惯性继续运动，这样，油缸中的油

20、一个腔压缩，另一个腔则形成负压，所以油缸活塞又可能被反推运动，当空气进入达到一定量时这种可能就成为事实。,.,32,液压系统故障实例2,系统故障: 系统有10MPa压力，换向阀动作，但油缸不动.,.,33,故障原因:,元件配合尺寸不合要求(如图2)。系统有10MPa压力，换向阀动作，油缸不动，取下油缸管接头，无油到，问题出在单向阀3，分解单向阀3，发现阀座易位如图4(原始位为图3)。原因是单向阀开度小时A到B油路相当一节流口，有PaPb，式中Pa、Pb m分别是A口和B口压力，当(Pa一Pb)Af(A为阀座轴向受压面积，f为摩擦力)时，阀座会向左移动，而处于图4位置，把油堵死，这是极危险的，假

21、设溢流阀4在单向阀后，泵打出的油无法溢流，会损坏油泵或烧电机。解决办法：保证阀座与阀体间的过盈配合量。,.,34,液压系统故障实例3,系统故障: 系统压力为5MPa，温度升高时系统压力下降，严重时降低到2MPa，怀疑溢流阀，更换溢流阀，现象不消除.,.,35,故障原因:,用一小锥堵堵住溢流阀遥控口，现象消除，取下锥堵，换新22D一10B阀，现象又出现说明22D一10B内漏大，使溢流阀失控。因中高压阀没有两位两通阀，用24DF3一E6B替换22D一10B，故障排除。元件内泄漏太大。,.,36,液压系统故障实例4,系统压力为3MPa，泵为低压叶片泵YBl-4，电机1440rmin，调速阀为中低压阀

22、QI-10B，油缸缸简直径D=60mm，活塞杆直径d=50mm，油缸行程L=1000mm，此系统工作压力低，但要求速度稳定性好，速度很慢，油缸走完全程(油缸全部伸出)要求25分钟。故障是油缸慢速工进时不能调速，确定无空气进入系统后.,.,37,故障原因:,速度调大，油缸运动正常，说明问题就在调速阀。查样本知QI-10B的最小稳定流量为50mLmin，而带温度补偿QI-10B的最小稳定流量为20mLmin，用中低压温度补偿调速阀QIT一10B取代QI一10B调速阀，达到调速要求。选型不当,.,38,解决组合机床液压滑台自走问题,在缝纫机底板加工组合机床自动线上，由于采用了ED35D0一10叠加式

23、电磁换向阀(参看图117)，较好地解决了滑台自走问题。 因为换向阀的阀芯要在阀体中移动，所以阀芯与阀体间要有一定间隙。叠加式换向阀阀芯与阀体之间的直径间隙为0005mm0008mm。要实现滑台在某个位置上制动，换向阀的中间位置必须是封闭的(滑阀机能为0型)，如图1一18所示。但是，由于滑阀中位时阀芯台肩与阀体沉割槽之间的封油长度只有1mm，很容易产生内泄漏而在液压缸两腔分别形成压力P3和P4使滑台向右自走。如果滑台自走到上挡铁离开限位开关，就会误发动作信号，致使自动线无法正常工作。,.,39,解决方法,采取以下措施后，较好地解决了滑台自走问题。 (1)用加垫片的方法调整换向阀对中弹簧的预、压缩

24、量，使阀芯处于准确的中间位置，能收到一定的效果。 (2)上述措施不解决问题时，说明阀芯与阀体的配合间隙偏大。此时可改变左、右对中弹簧座的厚度，使阀芯向右偏置0.2mm0.5mm。这样，在阀芯处中位时，活塞受到向左的力的作用，使滑台靠紧死挡铁。 (3)加长滑台上的限位挡铁，在滑台自走尚未使挡铁脱离限位开关时，即已开始下一个节拍，这样就不会因为自走而发出误动作信号。,.,40,换向阀内泄可能导致液压缸缓慢滑动,.,41,液压板料联合折边、剪板机的故障分析,某单位一台液压板料联合折边、剪板机。在使用中发生了故障，经多次修理都未能恢复正常，系统原理图请参阅图1。 故障一：剪板作业时2DT通电，油缸17

25、右腔进油，活塞左移，通过连杆机构抬起上刀片，油缸15下腔进油，活塞上行抬起压料机构，油缸14上腔进油活塞下行至下死点，以保证剪板作业时不干涉剪板程序，到此完成剪板前的准备工作。但现在故障的现象是油缸14的活塞不能下行，而是随着油缸17拖的上刀片上下运动而一起同步运动。实际上就是油缸14上腔未能按正常工作要求进入压力，而是不应该进压力油的下腔反而进入了压力油。所以活塞一直保持着上行的趋势，而所随上刀片同步下行只是一个表面假象，实质是上刀片下行时强迫压缩油缸14活塞杆，迫使活塞下行。,.,42,.,43,故障分析:,分析系统图我们会看到，要使油缸14活塞上行，必须2DT、3DT同时通电吸合，而现在

26、在只有2DT通电的情况下就完成了2DT，3DT同时通电才能完成的动作。因此，判定故障发生在3DT。但3DT又有几种故障可能性，根据我们前面提到的检修原则，首先检查3DT路是否有不正常的误动作现象，方法很简单，只需用一个铁件挨一下电磁铁的外壳，如果铁已经通电，外壳会产生一定的吸力，这样只需检查电路就可排除故障。如果磁铁无吸力说电路无故障，哪么就再检查阀芯是否被杂质卡住了，或复位弹簧断了。这对可用一小棒从电磁铁后面的按钮孔处反复推压一下阀芯(注意必须在电磁铁未通电时才行)，如果推不动阀或推动时阀芯没有回位弹性，则需拆开阀件检修，以上两故障是电磁阀最易发生的故障。,.,44,故障原因:,这次故障通过

27、以上步骤后都无异常现象，而回路动作还是不正确，因此判定是阀芯装配误操作造成的油路异常，拆检后证明果然如此。原因是由于原检修人员水平有限，盲目拆检阀加之二位四通电磁阀阀芯两端结构十分相仿，一般使用单位又都无阀件的具体装配图，极易装错，造成系统紊乱，这种现象在其它设备上也多次发生。因此拆检阀件时一定要量装配正确与否。,.,45,故障二：,在排除了以上故障后，系统马上恢复了正常动作，但试车时发现系统压力达不到明书规定的最高值，无法完成原板料的加工。按照前面提到的检修原则，首先重新调整调阀3、4，但在手柄调至死点后油压仍然上不去，这时从系统图上分析可将故障粗分为三个大的因素：各阀件有内泄漏现象，或溢流

28、阀弹簧损坏，或阀芯卡住。各油缸活塞密封损坏，两腔有互漏现象。油泵老化内泄漏严重。以上三方面最易出现故障的可能性在溢流上，而且溢流阀拆检也较容易。,.,46,故障分析:,该系统为板式阀分装于两个集成块上，要逐个阀缸、阀件的查找泄漏，是一件很费事的 何况三大因素中还未能确定是哪个因素的问题，此时不宜细化检查，否则必将走很多的弯路，现在的首要问题是如何以这三大因素中筛选出一个有故障的因素来。分析系统图可以看到，不管是哪个油缸还是阀件，只要有内泄漏必然在集成块的总回油口上有油液通过，而如果是油泵内泄漏引起的压力下降、则总回油口上就不应该有油液流过。具体检查的方法 是, 利用集成块集中回油的特点，拆开总

29、回油管接头，点动油泵电机并逐渐将调压阀件3、4节手柄逐渐调至死点为止。这时观察松开接头的回油口有无油液流出，该机床在检查时 无液流出，因此判定为油泵老化，换上新泵后系统压力即恢复正常.,.,47,故障三：,机床正常工作两天后，又发生故障，现象为偶尔压力下降很多，不能正常工作有时系统又能自动恢复正常压力.,.,48,故障分析:,现分析如下：首先可排除油泵因素，原因是刚更换泵，出现这种故障的可能性不大，加之系统有时能自动恢复压力，更说明泵是正常的。如果油箱缺油或进油过滤器有堵塞现象，则泵将出现吸空噪声，并且空载运转时各油缸动该不正常，并伴有活塞杆运动不到位等现象，同时检查这两个问题也很容易，经检查

30、无各种现象，所以排除这一因素。根据系统图的分析，在排除了以上两种大的因素后，剩下 的问题就是阀件或油缸有内泄漏现象。滑套2卡住。分析如果是前两种原因，哪么故障的现象应该是稳定的不会时好时坏，而现在的故障现象是不稳定的，时好时坏，所以，只能理解为滑套或滑阀芯移动不灵活，有时有卡住的现象.拆检后证明确实是因为活塞杆与滑套的配合面上有一些检修时人为产生的碰伤痕迹，用油石修磨后组装试车，系统即恢复了正常工作。,.,49,第四节.液压系统温升故障诊断与排除,使液压系统的工作温度保持在一定范围内对液压系统的正常工作至关重要。液压系统的温升是一种综合故障的表现形式，主要通过测量油温和少数的液压元件温度来衡量

31、。一般情况下，液压系统的正常工作温度为4060，超过这个温度就会给液压系统带来不利影响。,.,50,1.液压系统过热的危害,液压系统过热即液压油工作温度过高，可直接影响系统及组件的可靠性，降低作业效率等。它给液压系统带来的危害主要表现如下。 液压系统油温过高会使油液黏度降低，油液变稀，泄漏增加。 液压系统过热使机械产生热变形，导致不同材质的液压元件运动部件因热胀系数不同使运动副的配合间隙发卞变化。间隙变小，会出现运动干涉和卡死现象；间隙变大，会使泄漏增加，导致工作性能下降及精度降低。同时也容易破坏运动副间的润滑油膜，加速磨损，导致零件质量变差。 由于大多数液压系统的密封件和高压软管都是橡胶制品

32、，系统油温过高会使橡胶件变形提前老化和变质失效，降低使用寿命，丧失密封性能，造成泄漏。 液压系统油温过高将造成油液的汽化，使汽蚀现象更加严重。 液压系统温度过高会加速油液氧化变质，并析出沥青物质，降低液压油使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔、缝隙、进油、回油的滤网等，导致压力阀调压失灵，流量阀流量不稳定和方向阀卡死不换向，金属管路伸长变弯，甚至破裂等故障。 油温过高，泵的容积效率和整个液压系统的效率显著降低。 整个系统的动力性、可靠性及工作性能等降低。,.,51,2.造成液压系统过热的原因,液压系统在使用过程中经常出现过热现象。通过分析，造成过热的原因主要有以下几个方向。 (1)液压系统设计不合理

33、液压系统油箱容量设计太小，散热面积不够，而又未没计安装冷却装置，或者虽有冷却装置但其容量过小。 选用的阀类元件规格过小，造成通过阀的油液流速过高而压力损失增大导致发热，如溢流阀规格选择过小，差动回路中仅按泵流量选择换向阀的规格，便会出现这种情况。 按快进速度选择液压泵容量的定量泵供油系统，在工作时会有大部分多余的流量在高压(工作压力)下从溢流阀溢流而发热。 系统中未设计卸荷回路，停止工作时液压泵不卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生溢流损失发热，导致升温。 液压系统背压过高。如在采用电液换向阀的回路中，为保证换向的可靠性，阀不工作时(中位)也要保证系统一定的背压。如果系统流量大，则这些流量会以

34、控制压力从溢流阀溢流，造成升温。 系统管路太细太长、弯曲多、截面变化频繁等局部压力损失和沿程压力损失大，系统效率低。,.,52,造成液压系统过热的原因,(2)加工制造质量差 液压元件加工精度及装配质量不良，相对运动件间的机械摩擦损失大；相配件的配合间隙太大，内、外泄漏量大，造成容积损失大，温升快。(3)系统磨损严重 液压系统的很多主要元件都是靠间隙密封的，如齿轮泵的齿轮与泵体、齿轮与侧板，柱塞泵、马达的缸体与配油盘、缸体孔与柱塞，换向阀的阀杆与阀体，其他阀的滑阀与阀套、阀体等处都是靠间隙密封的。一旦这些液压件磨损增加，就会引起内泄漏增加致使温度升高，从而使液压油的黏度下降。黏度下降又会导致内泄

35、漏增加，造成油温的进一步升高。(4)系统用油不当 液压油是维持系统正常工作的重要介质，保持液压油良好的品质是保证系统传动性能和效率的关键。如果误用黏度过高或过低的液压油，都会使液压油过早地氧化变质，造成运动副磨损而引起发热。,.,53,造成液压系统过热的原因,(5)系统调试不当 系统压力是用安全阀来限定的，安全阀压力调得过高或过低，都会引起系统发热增加。如安全阀限定压力过低，与外载荷加大时，液压缸便不能克服外负荷而处于滞止状态。这时安全阀开启，大量油液经安全阀流回油箱；反之，当安全阀限定压力过高。将使液压油流经安全阀的流速加快，流量增加，系统产生的热量就会增加。另外，制造和使用过程中，如果系统

36、调节不当，尤其是阀类元件调整不到位，使阀杆的开度达不到设定值，电会导至系统温度升高。(6)操作使用不当 使用不当主要表现在操纵时动作过快过猛，使系统产生液压冲。如操作时经常使液压缸运动到极限位置而换向迟缓；或者使阀杆挡位经常处于半开状态而产生节流；或者系统过载，使过载阀长期处于开启状态，启闭特性与要求的不相符；或者压力损失超标等因素都会引起系统过热。,.,54,造成液压系统过热的原因,(7)液压系统散热不足 液压系统散热器和油箱被灰尘、油泥或其他污物覆盖而未清除则会形成保温层，使传热系数降低或散热面积减小而影响整个系统的散热。 排风扇转速太低风量不足。 液压油路堵塞(如回油路及冷却器由于脏物、

37、杂质堵塞，引起背压增高，旁路阀被打开，液压油不经冷却器而直接流向油箱)，引起系统散热不足。 连续在温度过高的环境工作时间太长液压系统温度会升高；或者工作环境与原来设计的使用环境温度相差太大，也会引起系统的散热不足。,.,55,3液压系统过热故障的排除,为保证液压系统的正常工作，必须将系统温度控制在正常范围内。当液压系统出现过热现象时，必须先查明原因，再有针对性地采取正确的措施。 按液压系统使用说明书的要求选用液压油保证液压油的清洁度，避免滤网堵塞。同时应定期检查油位，保证液压油油量充足。 定期检修易损元件，避免因零部件磨损严重而造成泄漏。液压泵、马达、各配合间隙处等都会因磨损而泄漏，容积效率降

38、低会加速系统温升。应定期进行检修及时更换，减少容积损耗，防止泄漏。 严格按照使用说明书要求调整系统压力，避免压力过高，确保安全阀、过载阀等在正常状态下工作。 定期清洗散热器和油箱表面，保持其清洁以利于散热。 合理操作使用没备，操作中避免动作过快过猛，尽量不使阀杆处于半开状态，避免大量高压液压油长时间溢流，减少节流发热。 定期检查动力源的转速及风扇皮带的松紧程度，使风扇保持足够的转速，充足的散热能力。 注意使液压系统的实际使用环境温度与其设计允许使用环境温度相符合。 对因设计不合理引起的系统过热问题，应通过技术革新改造或修改设计等手段对系统进行完善。,.,57,密封材料抗张强度与温度的关系,表1

39、9给出丁腈与聚胺脂的抗张强度与温度的关系。聚胺脂在100时的抗张强度为22时的17；丁腈在100时的抗张强度为22时的l2。说明密封性能在高温下大幅度的下降。 图23为ZL50装载机在高温下连续工作4小时，液压缸活塞Y形密封损坏情况。,.,58,J1113A型压铸机油温过高的问题,国产的J1113A型压铸机，经实际使用，夏天一般工作2h以上，油箱中的油温就高达45C，经常还超过50C。油温过高，使油的粘度降低，液压泵的内泄漏增加，机器建压时间延长，因而只好停机，待油温降低后再启动工作，严重地影响了生产。 图55是Jlll3A型压铸机原设计的液压原理图。该机采用的是在油箱中安装蛇型冷却管，溢流阀

40、和卸荷阀的回油都是先回油箱再冷却的办法。通过对液压系统发热量的计算，表明油液经溢流阀和卸荷阀所产生的 热量占液压系 统总发热量的 70以上。,.,59,解决办法,通过对上海压铸厂制造的J1513s型立式压铸机、日本生产的DC250A型压铸机、捷克生产的CI。PD40055型压铸机的分析，发现这些机型均采用在溢流阀和卸荷阀的回油管上串联多管式水冷却器的冷却方式，使溢流阀和卸荷阀的回油先经冷却器后再回油箱，即使24h连续生产，油温一般不会超过45C，实现了有效的冷却。 为了避免1113A型压铸机的油液温升过高，对该机冷却系统进行了改进(参看图56)，这种改进只需多买一台多管式水冷却器，再多弯几根油

41、管就可以了。实践证明，这样的改进满足了生产要求。,.,60,节流调速回路中的调速元件在回路中位置不当，使油温偏高,.,61,第五节.液压系统泄漏而产生的故障,液压系统中的工作液体，是在液压元件(包括管道)的容腔内流动或暂存的，循环的工作液体理应限于在规定的容腔内流动，然而由于压力、间隙等种种原因，有部分液体越过容腔边界流出，液体的“越界流出”现象称为泄漏。在单位时间内漏出的液体容积为泄漏流量，简称泄漏量。泄漏分为内泄漏和外泄漏两种。,.,62,1.液压系统产生泄漏的原因及处理措施,1.1 液压系统的泄漏 内泄漏是指液压元件内部有少量液体从高压腔泄漏到低压腔，称这种泄漏为内泄漏。例如，油液从液压

42、泵高压腔向低压腔的泄漏，从换向阀内压力通道向回油通道的泄漏等。由于液压系统中元件的磨损，随着时间的推移，在元件内部产生的泄漏会越来越明显。轻微的内部泄漏可能察觉不到，但是，随着内漏的增加，系统过热将成为问题。当这种情况发生时，系统的其他元件将开始失效。鉴别内部泄漏的简单办法是测试系统满载和空载时的工作周期，假如花了比空载时长很多的时间才完成有载时的动作，那么可以怀疑泵可能失效了。 外泄漏是指少量液体从元件内部向外泄漏，称这种泄漏为外泄漏。但外部泄漏发生在泵的吸油口时则很难检测到。如果出现以下五条之一的现象，可以怀疑发生了系统吸油管泄漏：液压油中有空气气泡；液压系统动作不稳定，有爬行现象；液压系

43、统过热；油箱压力增高；泵噪声增大。 假如以上任何一现象存在，就应当首先检查所有的吸油管接头和连接处以寻找泄漏点。对于软管接头不要过度地旋紧，因为过度的旋紧会使管接头变形，反而会增加泄漏。应当使用设备制造商推荐的旋紧转矩值，这将保证可靠的密封并且不会使管接头和密封圈产生扭曲变形，造成密封圈表面的损坏。,.,63,1.2 泄漏可能对液压系统造成的影响,在液压传动中，液体的泄漏是一个不可忽视的问题。如果泄漏得不到解决，将会影响液压设备的正常应用和液压技术的发展。具体地说，泄漏引起的问题有以下几个方面：系统压力调不高；执行机构速度不稳定；系统发热；元件容积效率低；能量、油液浪费；污染环境；可能引起控制

44、失灵；可能引起火灾。 一般地说产生泄漏的原因有设计、制造方面的问题，也有设备维护、保养等管理方面的问题。为了减少液压系统的故障、提高液压系统的效率、防止环境污染和减少液压介质的损耗，必须注意泄漏问题，并分析造成泄漏的原因，采取相应的措施，达到减少泄漏以至避免泄漏的目的。,.,64,1.3 液压系统泄漏的主要形式,液压系统的泄漏主要有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、黏附泄漏和动力泄漏几种形式。缝隙泄漏 缝隙泄漏是指缝隙中的液体在两端压力差的作用下流动，便产生泄漏。液压元件中，不宜采用密封件而利用缝隙进行密封的结合面较多，而且缝隙的形式是多种多样的。通常把液体在缝隙中流动简化为平板缝隙流动(两平板平行或倾斜

45、，相对运动或静止)、环形缝隙流动(组成缝隙的两个内外圆表面同心或偏心，相对运动或静止)和平板缝隙辐射状流动等类型。例如，齿轮泵齿轮端面与侧板之间，齿顶圆与壳体内圆表面之间；叶片泵叶片端面与配流盘之间，叶片顶端与定子内圆表面之间；径向柱塞泵的转子衬套与配流轴之间等，都形成近似为两平行板间的缝隙。 液压元件工作时，液体从高压腔流经这些相对运动的平板缝隙向低压腔泄漏。阀芯与阀孔表面之间，柱塞与缸孔之间，液压缸活塞与缸孔内壁之间，液压泵转轴与轴承盖孔之间等，油液在缝隙中轴向流动遵循环形缝隙泄漏规律。在轴向柱塞泵中，压力腔液体经过缸体端面与配流盘之间缝隙泄漏，类似于两平行板间的放射状流动。缝隙泄漏是液压

46、元件泄漏的主要形式，泄漏量大小与缝隙两端压力差、液体黏度、缝隙长度、宽度和高度有关。由于泄漏量与缝隙高度的三次方成正比，因此，在结构及工艺允许的条件下，应尽量减小缝隙高度。,.,65,液压系统泄漏的主要形式,多孔隙泄漏: 液压元件的各种盖板、法兰接头、板式连接等，通常都采取紧固措施，当结合表面无不平度误差，在相互理想平行的状态下紧固，其结合面之间不会在总体上形成缝隙。但是，由于表面粗糙度的影响，两表面不会各点都接触。例如，精车表面的实际接触面积仅为理论接触面积的1 5左右，精磨表面为3050，精研的表面才能达到90。因此，在两表面上不接触的微观凹陷处，形成许多截面形状多样、大小不等的孔隙，孔隙

47、的截面尺寸与表面粗糙度的实际参数有关，并远大于液体分子的尺寸。因此，液体在压力差的作用下，通过这些孔隙而泄漏。如果表面残留下的加工痕迹与泄漏方向一致，泄漏液流阻力减小，则泄漏严重。另外，铸件的组织疏松、焊缝缺陷夹杂、密封材料的毛细孔等产生的泄漏均属于多孔隙泄漏。液体经过多孔隙泄漏时，由于液道弯弯曲曲、时而通时而又不通、路程长、所受阻力大及经历时间长，因此，做密封性能试验时，需经一定的时间过程才能表现出来。,.,66,液压系统泄漏的主要形式,黏附泄漏: 黏性液体与固体表面之间有一定的黏附作用，两者接触后，在固体表面上黏附一薄层液体。比如，在液压缸的活塞杆上就黏附一层液体，由于有此层液体，可以对密

48、封圈起润滑作用。但是，当黏附的液层过厚时，就会形成液滴或当活塞杆缩进缸筒时被密封圈刮落，产生黏附泄漏。防止黏附泄漏的基本办法是控制液体黏附层的厚度。动力泄漏: 在转动轴的密封表面上，若留有螺旋形加工痕迹时，此类痕迹具有“泵油”作用。当轴转动时，液体在转轴回转力作用下沿螺旋形痕迹的凹槽流动。若密封圈的唇边上存在此类痕迹时(模具上的螺旋痕迹复印给密封圈)，其结果与上述现象相同，仍有“泵油”作用而产生动力泄漏。动力泄漏的特点是：轴的转速越高，泄漏量越大。 为了防止动力泄漏，应避免在转轴密封表面和密封圈的唇边上存在“泵油”作用的加工痕迹，或者限制痕迹的方向。 实际液压设备泄漏情况是复杂的，往往是各种原

49、因和种种情况的综合。,.,67,1.4 造成液压系统泄漏的相关因素,造成液压系统泄漏的相关因素有以下几方面。 工作压力 在相同的条件下，液压系统的压力越高，发生泄漏的可能性就越大，因此应该使系统压力的大小符合液压系统所需要的最佳值，这样既能满足工作要求，又能避免不必要的过高的系统压力。 工作温度 液压系统所损失的能量大部分转变为热能，这些热能一部分通过液压元件本身、管道和油箱等的表面散发到大气中，其余部分就贮存在液压油中，使油温升高。油温升高不仅会使油液的黏度降低，使油液泄漏量增加，还会造成密封元件加快老化、提前失效，引起严重泄漏。 油液的清洁程序 液压系统的液压油常常会含有各种杂质，例如液压

50、元件安装时没有清洗干净，附在上面的铁屑和涂料等杂质进入液压油中；侵入液压设备内的灰尘和脏物污染液压油；液压油氧化变质所产生的胶质、沥青质和碳渣等。液压油中的杂质能使液压元件滑动表面的磨损加剧，液压阀的阀芯卡阻、小孔堵塞，密封件损坏等，从而造成液压阀损坏，引起液压油泄漏。 密封装置的选择 正确地选择密封装置，对防治液压系统的泄漏非常重要。密封装置选择的合理，能提高设备的性能和效率，延长密封装置的使用寿命，从而有效地防止泄漏。否则，密封装置不适应工作条件，造成密封元件地过早地磨损或老化，就会引起介质泄漏。 此外，液压元件的加工精度、液压系统管道连接的牢固程度及其抗振能力、设备维护的状况等，也都会影