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1、第12章 液压设备常见故障分析与排除随着人们对液压技术的认识和理解，其应用领域已经遍及到国民经济各个行业。液压设备种类繁多，但它们都具有由液压泵提供能源、由液压阀进行控制、由液压马达和液压缸作为执行元件等共同的特性。虽有不同的个性，但其共性也是相当明显的。本章主要对各类液压机械设备常见的带共性的液压故障及排除方法进行探讨。12.1 液压系统的工作压力失常，压力上不去工作压力是液压系统最基本的参数之一，工作压力的正常与否会很大程度上影响液压系统的工作性能。液压系统的工作压力失常经常表现为对压力进行调解时出现调压阀失效、系统压力建立不起来、完全无压力、持续保持高压、压力上升后又掉下来及压力不稳定等
2、情况。一旦出现压力失常，液压系统的执行元件将难以执行正常的工作循环，可能出现始终处于原始位置不工作，动作速度显著降低，动作时相关控制阀组常发出刺耳的噪声等，导致机器处于非正常状态，影响整机的使用性能。12.1.1 压力失常产生的原因1.液压泵、马达方面的原因液压泵、马达使用时间过长，内部磨损严重，泄漏较大，容积效率低导致液压泵输出流量不够，系统压力偏低。发动机转速过低，功率不足，导致系统流量不足，液压系统偏低。液压泵定向控制装置位置错误或装配不对，泵不工作，系统无压力。2.液压控制阀的原因工作过程中，若发现压力上不去或降不下来的情况，很可能是换向阀失灵，导致系统持续卸荷或持续高压。溢流阀的阻尼
3、孔堵塞、主阀芯上有毛刺、阀芯与阀孔和间隙内有污物等都有可能使主阀芯卡死在全开位置，液压泵输出的液压油通过溢流阀直接回油箱，即压力油路与回油路短接，造成系统无压力；若上述毛刺或污物将主阀芯卡死在关闭位置上，则可能出现系统压力持续很高降不下来的现象；当溢流阀或换向阀的阀芯出现卡滞时，阀芯动作不灵活，执行部件容易出现时有动作、时无动作的现象，检测系统压力时则表现为压力不稳定。有单向阀的系统，若单向阀的方向装反，也可能导致压力上不去。系统内外泄漏，例如阀芯与阀体孔之间泄漏严重，也会导致系统压力上不去。3.其他方面的原因液压油箱油位过低、吸油管太细、吸油过滤器被杂质污物堵塞会导致液压泵吸油阻力过大（液压
4、泵吸空时，常伴有刺耳的噪声），导致系统流量不足，压力偏低。另外，回油管在液面上（回油对油箱内油液冲击时产生泡沫，导致油箱油液大量混入空气），吸油管密封不好漏气等容易造成液压系统中混入空气，导致系统压力不稳定。12.1.2 压力失常排除方法严格按照液压泵正确的装配方式进行装配，并检查其控制装置的线路是否正确。增加液压油箱相对液压泵的高度，适当加大吸油管直径，更换滤油器滤芯，疏通管道，可解决泵吸油困难及吸空的问题，避免系统压力偏低；另外，选用合适黏度的液压油，避免机器在较低环境温度时因油液黏度过高导致泵吸油困难。针对液压控制阀的处理方法主要是检查卸荷或方向阀的通、断电状态是否正确，清洗阀芯、疏通阻
5、尼孔，检查单向阀的方向是否正确，更换清洁油液（重新加注液压油时建议用配有过滤装置的加油车来加油）等。油箱内的回油管没入液面以下，吸油管路接头处加强密封等，可有效防止系统内混入空气，避免系统压力不稳定。12.2 欠速12.2.1 欠速的影响液压设备执行元件（液压缸及液压马达）的欠速包括两种情况：一是快速运动（快进）时速度不够快，达不到设计值和新设备的规定值；二是在负载下其工作速度（工进）随负载的增大显著降低，特别是大型液压设备及负载大的设备，这一现象尤其显著，速度一般与流量大小有关。欠速首先是影响生产效率，延长了液压设备的工作循环时间；欠速现象在大负载下常常出现停止运动的情况，这便要影响到设备能
6、否正常工作了。而对于需要快速运动的设备，如平面磨床，速度不够会影响磨削表面的粗糙度。12.2.2 欠速产生的原因1.快速运动的速度不够的原因液压泵的输出流量不够和输出压力提不高。溢流阀因弹簧永久变形或错装成弱弹簧、主阀阻尼孔被局部堵塞、朱阀芯卡死在小开口的位置造成液压泵输出的压力油部分溢回油箱，使通入系统供给执行元件的有效流量大为减少，使快速运动的速度不够；对于螺纹插装式溢流阀，其密封的预压缩量的大小也会影响执行元件的快速性。系统的内外泄漏严重：快进时一般工作压力较低，但比回油油路压力要高许多。当液压缸的活塞密封破损时，液压缸两腔因串腔而使内泄漏大（存在压差），使液压缸的快速运动速度不够，其他
7、部位的内外泄漏也会产生这种现象。快进时阻力大：例如导轨润滑断油，导轨的镶条压板调得过紧，液压缸的安装精度和装配精度差等原因，造成快进时摩擦阻力增大。2.工作进给时，在负载下工作进给速度明显降低，即使开大速度控制阀（节流阀等）也依然如此系统在负载下，工作压力增高，泄漏增大，调好的速度因内外泄漏的增大而减少。系统油温升高，油液黏度降低，泄漏增加，有效流量减少。液压系统设计不合理，当负载变化时，进入液压设备执行元件的流量也发生变化，引起速度变化。油中混有杂质，堵塞流量调节阀节流口，造成工进速度降低；时堵时通，造成速度不稳，例如应该采用调速阀的场合使用了节流阀。液压系统内进入空气。12.2.3 欠速排
8、除方法排除液压泵输出流量不够和输出压力不高的故障。排除溢流阀等压力阀产生的使压力上不去的故障。查找出产生内泄漏与外泄漏的位置，消除内外泄漏；更换磨损严重的零件，消除内漏。控制油温。清洗诸如流量阀等零件，油液污染严重时，及时换油。查明液压系统进气原因，排除液压系统内的空气。12.3 爬行12.3.1 概述液压设备的执行元件常需要以很低的速度（例如每分钟几毫米甚至不到1mm）移动（液压缸）或转动（液压马达）。此时，往往会出现明显的速度不均，出现断续的时动时停，一快一慢，一跳一停的现象，这种现象称为爬行，即低速平稳性的问题。爬行有很大危害。例如对机床类液压设备而言会破坏工件的表面质量（粗糙度）和加工
9、精度，降低机床和刀具的使用寿命，甚至会产生废品，发生事故，必须排除。出现爬行故障的原因在于：当摩擦面处于边界摩擦状态时，存在着动、静摩擦因数的变化（动、静摩擦因数的差异）和动摩擦因数承受着速度的增加而降低的现象。传动系统的刚度不足（如油中混有空气）。运动速度太低，而运动件的质量较大。不出现爬行现象的最低速度，称为运动平稳性的临界速度。消除爬行现象的途径有：减少动、静摩擦因数之差：如采用静压导轨和卸荷导轨、导轨采用减摩材料、用滚动摩擦代替滑动摩擦以及采用导轨油润滑导轨等。提高传动机构（液压的、机械的）的刚度K：如提高活塞杆及液压缸座的刚度，防止空气进入液压系统以减少油的可压缩性带来的刚度变化等。
10、采取措施降低其临界速度及减少移动件的质量等措施。12.3.2 产生爬行的具体原因同样是爬行，其故障现象是有区别的：既有有规律的爬行，也有无规律的爬行；有的爬行无规律且振幅大；有的爬行在极低的速度下才产生。产生这些不同现象的爬行原因各有不同的侧重面，有些是机械方面的原因为主，有些是液压方面的原因为主，有些是油中进入空气的原因为主，有些是润滑不良的原因为主。液压设备的维修和操作人员必须不断总结归纳，迅速查明产生爬行的原因，予以排除；现将爬行原因具体归纳如下。1.静、动摩擦因数的差异大导轨精度差。导轨面上有锈斑。导轨压板镶条调得过紧。导轨刮研不好，点数不够，点子不均匀。导轨上开设的油槽不好，深度太浅
11、，运行时己磨掉，所开油槽不均匀。新液压设备，导轨未经跑合。液压缸轴心线与导轨不平行。液压缸缸体孔内局部锈蚀（局部段爬行）和拉伤。液压缸缸体孔、活塞杆及活塞精度差。液压缸装配及安装精度差，活塞、活塞杆、缸体孔及缸盖孔的同轴度差。液压缸活塞或缸盖密封过紧、阻滞或过松。停机时间过长，油中水分（特别是磨床冷却液）导致有些部位锈蚀。静压导轨节流器堵塞，导轨断油。2.液压系统中进入空气，容积模数降低液压泵吸入空气油箱油面低于油标规定值，吸油滤油器或吸油管裸露在油面上。油箱内回油管与吸油管靠得太近，二者之间又未装隔板隔开（或未装破泡网），回油搅拌产生的泡沫来不及上浮便被吸入泵内。裸露在油面至油泵进油口之间的
12、管接头密封不好或管接头因振动而松动，或者油管开裂，吸进空气。因泵轴油封破损、泵体与泵盖之间的密封破损而进气。吸油管太细太长，吸油滤油器被污物堵塞或者设计时滤油器的容量本来就选得过小，造成吸油阻力增加。油液劣化变质，因进水乳化，破泡性能变差，气泡分散在油层内部或以网状气泡浮在油面上，泵工作时吸入系统。空气从回油管反灌回油管工作时或长久裸露在油面以上。在未装背压阀的回油路上，而缸内有时又为负压。油缸缸盖密封不好，有时进气，有时漏油。3.液压元件和液压系统方面的原因。压力阀压力不稳定，阻尼孔时堵时通，压力振摆大，或者调节的工作压力过低。节流阀流量不稳定，且在超过阀的最小稳定流量下使用。液压泵的输出流
13、量脉动大，供油不均匀。液压缸活塞杆与工作台非球副连接，特别是长液压缸因别劲产生爬行。液压缸内外泄漏大，造成缸内压力脉动变化。润滑油稳定器失灵，导致导轨润滑不稳定，时而断流。润滑压力过低，且工作台又太重。管路发生共振。液压系统采用进口节流方式且又无背压或背压调节机构，或者虽有背压调节机构，但背压调节过低，这样在某种低速区内最易产生爬行。4.液压油的原因油牌号选择不对，太稀或太稠。油温影响，黏度有较大变化。5.其他原因油缸活塞杆、油缸支座刚性差；密封方面的原因；电机动平衡不好、电机转速不均匀及电流不稳定等。12.3.3 消除爬行的方法根据上述产生爬行的原因，可逐一采取排除方法，主要措施有：在制造和
14、修配零件时，严格控制几何形状偏差、尺寸公差和配合间隙。修刮导轨，去锈去毛刺，使两接触导轨面接触面积75%，调好镶条，油槽润滑油畅通。以平导轨面为基准，修刮油缸安装面，保证在全长上平行度小于0.1mm；以V形导轨为基准调整油缸活塞杆侧母线，使二者平行度在0.1mm之内。活塞杆与工作台采用球副连接。油缸活塞与水管同轴度要求0.04/1000，所有密封安装在密封沟槽内，不得出现四周上压缩量不等的现象，必要时可以外圆为基准修磨密封沟槽底径。密封装配时，不得过紧和过松。防止空气从泵吸入系统，从回油管反灌进入系统，根据上述产生进气的原因逐一采取措施。排除液压元件和液压系统有关故障。例如系统可改用回油节流系
15、统或能自调背压的进油节流系统等。采用合适的导轨润滑用油，必要时采用导轨油，因为导轨油中含有极性添加剂，增加了油性，使油分子能紧紧吸附在导轨面上，运动停止后油膜不会被挤破，从而保证了流体润滑状态，使动、静摩擦因数之差极小。增强各机械传动件的刚度；排除因密封方面的原因产生的爬行现象。在油中加入二甲基硅油抗泡剂破泡。注意湍流和液压系统的清洁度。12.4 振动与噪声12.4.1 振动（含共振）和噪声的危害振动和噪声是液压设备常见故障之一，一般会同时出现。振动和噪声有下述危害：影响加工件表面质量，使机器工作性能变坏。影响液压设备工作效率，其原因是为避免振动不得不降低切削速度及走刀量。振动加剧磨损，造成管
16、路接头松脱，产生漏油，甚至振坏设备，造成设备人身事故。噪声是环境污染的一个重要部分之一，噪声使大脑疲劳，影响听力，加快心脏跳动，危害人身健康。噪声淹没危险信号和指挥信号，造成工作事故。12.4.2 共振、振动和噪声产生的原因整台液压设备是由众多弹性体组成的。每一个弹性体在受到冲击力、转动不平衡力、变化的摩擦力、变化的惯性力以及弹性力等的作用下，便会产生共振和振动，伴之以噪声。振动包括受迫振动和自激振动两种形式。对液压系统而言，受迫振动来源于电动机、液压泵和液压马达等高速运动件的转动不平衡力，油缸、压力阀、换向阀及流量阀等的换向冲击力及流量压力的脉动。受迫振动中，维持振动的交变力与振动（包括共振
17、）可无并存关系，即当设法使振动停止时，运动的交变力仍然存在。自激振动也称颤振。它产生于设备运行过程中；它并不是由强迫振动能源引起的，而是由液压传动装置内部的压力、流量、作用力及质量等参数相互作用产生的。不论这个振动多么剧烈，只要运动（如加工切削运动）停止，便立即消失。例如伺服阀滑阀常产生的自激振动，其振源为滑阀的轴向液动力与管路的相互作用。另外，液压系统中众多弹性体的振动，可能产生单个元件的振动，也可能产生两个或两个以上元件的共振。产生共振的原因是它们的振动频率相同或相近，产生共振时，振幅增大。产生振动和噪声的具体原因如下：液压系统中的振动与噪声以液压油泵、液压马达、液压缸、压力控制阀最严重，
18、方向控制阀次之，流量控制阀最小。有时表现在液压泵、阀及管路之间的共振上，有关液压元件（泵、阀等）产生的振动和噪声故障，可参阅本书相关内容。其他原因产生的振动和噪声。电动机振动，轴承磨损引起振动。泵与电动机联轴器安装不同心（要求刚性连接时同轴度0.05mm；挠性连接时同轴度0.15mm）。液压设备外界振源的影响，包括负载（例如切削力的周期性变化）产生的振动。油箱强度刚度不好，例如油箱顶盖板也常是安装“电动机-油泵”装置的底板，其厚度太薄，刚性不好，运转时产生振动；或者电动机安装连接处未使用缓冲垫。液压设备上安装的元件之间发生共振。两个或两个以上的阀（如溢流阀与溢流阀、溢流阀与顺序阀等）的弹簧产生
19、共振。阀弹簧与配管管路的共振：如溢流阀弹簧与先导遥控管（过长）路的共振，压力表内的波尔登管与其他油管的共振等。阀的弹簧与空气的共振：如溢流阀弹簧与该阀遥控口（主阀弹簧腔）内滞留空气的共振，单向阀与阀内空气的共振等。液压缸内存在的空气产生活塞的振动。液压油的流动噪声，回油管的振动。油箱的共鸣音。双泵供油回咯，在两泵出油口汇流区产生的振动和噪声。阀换向引起的压力急剧变化和产生的液压冲击等产生管路的冲击噪声和振动。在使用蓄能器保压压力继电器发讯的卸荷回路中，系统中的压力继电器、溢流阀、单向阀等，会因压力频繁变化而引起振动和噪声。液控单向阀的出口有背压时产生锤击声。12.4.3 减少振动和降低噪声的措
20、施各种液压元件产生的振动和噪声排除方法可参阅本书的有关内容。由于电动机的振动可平衡电动机转子，通过电动机底座下安装防振橡皮垫，更换电动机轴承等方法可解决。确保“电动机-液压泵”装置的安装同心度，一般电动机和液压泵连接通过泵架来实现，所以泵与电动机的孔必须同轴，采用一次装夹、一刀加工的方式。与外界振源隔离（如开挖防振地沟）或消除外界振源，增强与外负载连接件的刚性。油箱装置采用防振措施。采取各种防共振措施。改变两个共振阀中一个阀的弹簧刚度或者使用其调节压力适当改变。对于管路振动，如果用手按压音色变化时说明是管路振动，可采用管夹和适当改变管路长度与直径大小等方法排除，或者在管路中加入一段阻尼，例如在
21、钢管连接的液压系统中，液压泵出口与整个系统的集成块之间往往有一段橡胶软管，就是出于上述目的。彻底排除回路中的空气。改变回油管的尺寸。两泵出油口汇流处，多半为紊流，可使汇流处稍微拉开一段距离，汇流处两泵输出最好成一小于90的夹角。油箱共鸣声的排除可采用加厚油箱顶板，补焊加强筋；“电动机-液压泵”装置底座下填补一层硬橡胶板，或者“电动机-液压泵”装置与油箱分离。选用带阻尼的电液换向阀，并调节换向阀的换向速度；或在电磁先导阀的下面叠加单向节流阀。在蓄能器压力继电器回路中，采用压力继电器与继电器互锁联运电路。对于液控单向阀出现的振动可采取增高液控压力、减少出油口背压以及采用外泄式液控单向阀等措施解决。
22、12.5 液压系统温度升高12.5.1 温升的不良影响液压系统的温升发热和污染一样，也是一种综合故障的表现形式，主要通过测量油温和少量液压元件来衡量。液压设备是用油液作为工作介质来传递和转换能量的，运转过程中的机械能损失、压力损失和容积损失必然转化成热量放出，从开始运转时接近室温的温度，通过油箱、管道及机体表液面，还可通过设置的油冷却器散热，运转到一定时间后，温度不再升高，而是稳定在一定温度范围达到热平衡，二者之差便是温升。温升过高会产生下述故障和不良影响。油温升高，会使油的黏度降低，泄漏增大，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的黏度降低，滑阀等移动部位的油膜会变薄和被切破，摩擦阻
23、力增大，导致磨损加剧，系统发热，带来更高的温升。油温过高，使机械产生热变形，既使液压元件中热膨胀系数不同的运动部件之间的间隙变小而卡死，引起动作失灵，又影响液压设备的精度，导致零件加工质量变差。油温过高，也会使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低使用寿命，丧失密封性能，造成泄漏，泄漏会又进一步发热产生温升。油温过高，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和缝隙式阀口，导致压力阀调压失灵、流量阀流量不稳定、方向阀卡死不换向、金属伸长变弯，甚至破裂等诸多故障。油温升高，油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。12.5.2 造成温升
24、的原因油温过高有设计方面的原因，也有加工制造和使用方面的原因，具体如下：液压系统设计不合理，造成先天性不足油箱容量设计太少，冷却散热面积不够，而又未设计安装有油冷却装置，或者虽有冷却装置但装置的容量过小。选用的阀类元件规格过小，造成阀的流速过高而使压力损失增大导致发热，例如差动回路中如果仅按泵流量选择换向阀的规格，便会出现这种情况。按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工进时会有大部分多余的流量在高压（工进压力）下从溢流阀溢回而发热。系统中未设计卸荷回路，停止工作时油泵不卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生溢流损失发热，导致温升，有卸荷回路，但未能卸荷。液压系统背压过高。例如在采用电液换向
25、阀的回路中，为了保证其换向可靠性，阀不工作时（中位）也要保证系统有一定的背压，以确保有一定的控制压力使电液阀可靠换向，如果系统为大流量，则这些流量会以控制压力的形式从溢流阀溢流，造成温升。系统管路太细太长；弯曲过多，局部压力损失和沿程压力损太大，系统效率低。闭式液压系统散热条件差等。使用方面造成的发热温升。油品选择不当油的品牌、质量和黏度等级不符合要求，或不同牌号的液压油混用，造成液压油黏度指数过低或过高。若油液黏度过高，压力损失过大，则功率损失增加，油温上升；如果黏度过低，则内、外泄漏量增加，工作压力不稳，油温也会升高。污染严重施工现场环境恶劣，随着机器工作时间的增加，油中易混入杂质和污物，
26、受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使摩擦磨损加剧，同时泄漏增加，引起油温升高。液压油箱内油位过低若液压油箱内油量太少，将使液压系统没有足够的流量带走其产生的热量，导致油温升高。液压系统中混入空气混入液压油中的空气，在低压区时会从油中逸出并形成气泡，当其运动到高压区时，这些气泡将被高压油击碎，受到急剧压缩而放出大量的热量，引起油温升高。滤油器堵塞磨粒、杂质和灰尘等通过滤油器时，会被吸附在滤油器的滤芯上，造成吸油阻力和能耗均增加，引起油温升高。液压油冷却循环系统工作不良。通常，采用水冷式或风冷式油冷却器对液压系统的油温进行强制性降温。水冷式冷却器，会因
27、散热片太脏或水循环不畅而使其散热系数降低；风冷式冷却器，会因油污过多而将冷却器的散热片缝隙堵塞，风扇难以对其散热，结果导致油温升高。零部件磨损严重齿轮泵的齿轮与泵体和侧板，柱塞泵和马达的缸体与配流盘、缸体孔与柱塞，换向阀的阀杆与阀体等都是靠间隙密封的，这些元件的磨损将会引起其内泄漏的增加和油温的升高。环境温度过高环境温度过高，并且高负荷使用的时间又长，都会使油温太高。12.5.3 防止油温升高的措施合理的液压回路设计选用传动效率较高的液压回路和适当的调速方式。目前普遍使用着的定量泵节流调速系统的效率是较低的（0.385）,这是因为定量泵与油缸的效率分别为85%、95%左右，方向阀及管路等损失约
28、为5%左右，所以即使不进行流量控制，也有25%的功率损失。而且节流调速时，至少有一半以上的浪费。此外还有泄漏及其他的压力损失和容积损失，这些损失均会转化为热能导致温升，所以定量泵加节流调速系统只能用于小流量系统。为了提高效率、减少温升，应采用高效节能回路。另外，液压系统的效率还取决于外负载。同一种回路，当负载流量qL与泵的最大流量qm比值大时，回路的效率高。例如可采用手动伺服变量、压力控制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制器功率限制变量等多种形式，力求达到负载流量qL与泵的流量相匹配。对于常采用定量泵节流调整速回路，应力求减少溢流损失的流量，例如可采用双泵双压供油
29、回路、卸荷回路等。采用容积调速回路和联合调整（容积节流）回路。在采用联合调速方式中，应区别不同情况而选用不同方案：对于进给速度要求随负载增加而减少的工况，宜采用限压式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下进给速度要求恒定的工况，宜采用稳流式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下，供油压力要求恒定的工况，宜采用恒压变量泵节流调速回路。选用高效率的节能液压元件，提高装配精度。选用符合要求规格的液压元件。设计方案中应尽量简化系统和元件数量。设计方案中应尽量缩短管路程长度，适当加大管径，减少管路口径突变和弯头的数量。限制管路和通道的流速，减少沿程和局部损失，推荐采用集成块的方式和叠加阀的方式。
30、提高精度和质量提高液压元件和液压系统的加工精度和装配质量，严格控制相配件的配合间隙和改善润滑条件。采用摩擦因数小的密封材质和改进密封结构，确保导轨的平直度、平行度和良好的接触，尽可能降低油缸的启动力。尽可能减少不平衡力，以降低由于机械摩擦损失所产生的热量。适当调整液压回路的某些性能参数例如在保证液压系统正常工作的条件下，泵的输出流量应尽量小一点，输出压力尽可能调得低一点，可调背压阀的开启压力尽量调低点，以减少能量损失。调节溢流阀的压力根据不同加工要求和不同负载要求，经常调节溢流阀的压力，使之恰到好处。选用合适的液压油选用液压油应按厂家推荐的牌号及机器所处的工作环境、气温因素等来确定。对一些有特
31、殊要求的机器，应选用专用液压油；当液压元件和系统保养不便时，应选用性能好的抗磨液压油。根据实际情况更换液压油一般在累计工作1000多小时后换油。更换液压油时，注意不仅要放尽油箱内的旧油，还要替换整个系统管路、工作回路的旧油；加油时最好用120目以上的滤网，并按规定加足油量，使油液有足够的循环冷却条件。如遇因液压油污染而引起的突发性故障时，一定要过滤或更换液压系统用油。使油箱液面保持规定位置在实际操作和保养过程中，严格遵守操作规程中对液压油油位的规定。保证进油管接口密封性经常检查进油管接口等封处的良好密封性，防止空气进入；同时，每次换油后要排尽系统中的空气。定期清洗、更换滤油器定期清洗、更换滤油
32、器，对有堵塞指示器的滤油器，应按指示情况清洗或更换滤芯；滤芯的性能、结构和有效期都必须符合其使用要求。定期检查和维护液压油冷却循环系统定期检查和维护液压油冷却循环系统，一旦发现故障，必须立即停机排除。及时检修或更换磨损过大的零部件及时检修或更换磨损过大的零部件，据统计，在正常情况下，进口的液压泵、马达工作五六年后，国产产品工作两三年后，其磨损都已相当严重，须及时进行检修。否则，就会出现冷机时工作基本正常，但工作1-2h后，系统各机构的运动速度就明显变慢，需停机待油温降低后才能继续工作。应避免长时间连续大负荷地工作应避免长时间连续大负荷地工作；若油温太高可使设备空载动转10min左右，待其油温降
33、下来后再工作。12.6 空穴现象12.6.1空穴的危害液压封闭系统内部的气体有两种来源：一是从外界被吸入到系统内，叫混入空气；二是由于空穴现象产生的来自液压油中溶解空气的分离。混入空气的危害油的可压缩性增大（1000倍），导致执行元件动作误差，产生爬行，破坏了工作平衡性，产生振动，影响液压设备的正常工作。大大增加了油泵和管路的噪声和振动，加剧磨损，气泡在高压区成了“弹簧”，系统压力波动很大，系统刚性下降，气泡被压力击碎，产生强烈振动和噪声，使元件动作响应性大为降低，动作迟滞。压力油中气泡被压缩时放出大量的热，局部燃烧氧化液压油，造成液压油的劣化变质。气泡进入润滑部分，切破油膜，导致滑动面的烧伤
34、与磨损及摩擦力增大（空气混入，油液黏层大）的现象。气泡导致空穴。空穴的危害所谓空穴，是指流动的压力油液在局部位置压力下降（流速高，压力低），达到饱和蒸气压或空气分压时，产生蒸汽和溶解空气的分离而形成大量气泡的现象，当再次从局部低压区流向高压区时，气泡破裂消失，在破裂消失过程中形成局部高压和高温，出现振动，且发出不规则的噪声，金属表面被氧化剥蚀，这种现象叫空穴。空穴多发生在油泵进口处及控制阀的节流口附近。空穴除了产生混入空气的危害外，还会在金属表面产生点状腐蚀性磨损。因为在低压区产生的气泡进入高压区突然破灭，产生数十兆帕的压力，推压金属粒子，反复作用使金属急剧磨损。因为气泡（空穴），泵的有效吸入
35、流量也减少了。另外因空穴使工作油的劣化大大加剧。气泡在高压区受绝热压缩，产生极高温度，加剧了油液与空气的化学反应速度，甚至燃烧，发光发烟，碳元素游离，导致油液发黑。12.6.2空穴产生的原因1.空气的混入途径油箱中油面过低或吸油管未埋入油面以下，造成吸油不畅而吸入空气。油泵吸油管处的滤油器被污物堵塞，或滤油器的容量不够，网孔太密，吸油不畅形成局部真空，吸入空气。油箱中吸油管与回油管相距太近，回油飞溅搅拌油液产生气泡，气泡来不及消泡就被吸入泵内。回油管在油面以上，停机时，空气从回油管逆流而入（缸内有负压时）。系统各油管接头，阀与阀安装板的连接处密封不严，或因振动松动等原因，吸入空气。因密封破损、
36、老化变质或密封质量差，密封槽加工不同心等原因，在有负压的位置（例如油缸两端活塞杆处、泵轴油封处、阀调节手柄及阀工艺堵头等处），由于密封失效，吸入空气。2.产生气穴的原因上述空气混入油液的各种原因，也是可能产生气穴的原因。油泵产生气穴的原因：油泵吸油口堵塞或容量选得太小。驱动油泵的电动机转速过高。油泵安装位置（进油口高度）距油面过高。吸油管管径过小，弯曲太多，油管长度过长，吸油滤油器或吸油管浸入油内过浅。冬天开始启动时，油液黏度过大等。上述原因导致油泵进口压力过低，当低于某温度下的空气分离压时，油中的溶解空气便以空气泡的形式析出，当低于液体的饱和蒸气压时，就会形成空穴现象。节流缝隙（小孔）产生空
37、穴的原因：根据伯努利方程可知，高速区即为低压区，而节流缝隙流速很高，在此行区段内压力必然降低，当低于液体的空气分离压或饱和蒸气压时，便会产生空穴。与此类似的有通径的突然扩大或缩小，液流的分流与汇流，液流方向突然改变等，使局部压力损失过大造成压降而成为局部低压区，也可能产生空穴。气体在液体中的溶解量与压力成正比，当压力降低时，处于过饱和状态，空气就会逸出。12.6.3防止空气进入和气穴产生的方法防止空气混入加足油液，油箱油面要经常保持不低于液位计低位指示线，特别是对装有大型油缸的液压系统，除第一次加入足够的油液外，当启动液压泵，油进入油缸后，油面会显著降低，甚至使滤油器露出油面，此时需再向油箱加
38、油，油箱内总的加油量应确保执行元件充满后液位不低于液位计下限，执行元件复位后液位不高于液位计上限（注意：这一项与液位计的确定有关）。定期清除附着在滤油器滤网或滤芯上的污物。如滤油器的容量不够或网纹太细，应更换合适的滤油器。进回油管要尽可能隔开一段距离，按照油箱的有关内容，防止空气进入产生噪声。回油管应插入油箱最低油面以下（约10cm），回油管要有一定的背压，一般为0.30.5MPa。注意各种液压元件的外漏情况，往往漏油处也是进气处。拧紧各管接头，特别是硬性接口套，要注意密封面的情况。采取措施，提高油液本身的抗泡性能和消泡性能，必要时添加消泡剂等添加剂，以利于油中气泡的悬浮与破泡。在没有排气装置
39、的油缸上增设排气装置或松开设备最高部位的管接头排气。液压泵空穴的防止方法按液压泵使用说明书选择泵驱动电动机的转数。对于有自吸能力的泵，应严格按油泵使用说明书推荐的吸油高度安装，使泵的可疑油口至液面的相对高度尽可能低，保证泵进油管内的真空度不超过泵本身所规定的最高自吸真空度，一般齿轮泵为0.056MPa，叶片泵为0.033MPa，柱塞泵为0.0167MPa，螺杆泵为0.057MPa。吸油管内流速控制在1.5m/s以内，适当加大进油管路直径、缩短其长度，减少管路弯曲数，管内壁尽可能光滑，以减少吸油管的压力损失。吸油管头（无滤油器时）或滤油器要埋在油面以下，随时注意清洗滤网或滤芯。吸油管裸露在油面以
40、上的部分（含管接头）要密封可靠，防止空气进入。防止节流空穴的措施尽力减少上下游压力之差（节流口）。上下游压力差不能减少时，可采用多级节流的方法，使每级压差大大减少。尽力减少通过节流口的流量。采用薄壁节流或喷嘴节流形式。其防空穴措施对液压系统其他部位有可能产生压力损失而导致空穴的部位，应保证该部位的压力高于空气分离压力，例如可采取减少管路程突然增大或突然缩小的面积比避免不正确的分流与汇流等。工作油液的黏度不能太大，特别是在寒冷季节和环境温度低时，需更换黏度稍低的油液，选用流动点低的油液以及空气分离压稍低的油液。减缓变量泵及流量调节阀的流量调节速度。不要太快太急，应缓慢进行。必要时采用加压油箱或者
41、将油泵装于油箱油面以下，倒灌吸油。12.7 液压冲击在液压系统中，管路内流动的液体常常会因很快地换向和阀口的突然关闭，在管路程内形成一个很高力峰值，这种现象叫液压冲击。12.7.1 液压冲击的危害冲击压力可能高达正常工作压力的34倍，使系统中的元件、管道、仪表等遭到破坏。冲击产生的冲击压力使压力继电器误发信号，干扰液压系统的正常工作，影响液压系统的工作稳定性和可靠性。引起振动和噪声、连接件松动、造成漏油、压力阀调节压力改变、流量阀调节流量改变；影响系统正常工作。12.7.2 液压冲击产生的原因管路内阀口迅速关闭时产生液压冲击。运动部件在高速运动中突然被制动停止，产生压力冲击（惯性冲击）。例如油
42、缸活塞在行程中途突然停止或反向，主换向阀换向过快，活塞在缸端停止或反向，均会产生压力冲击。12.7.3 防止液压冲击的一般办法对于阀口突然关闭产生的压力冲击，可采取下述方法排除或减轻。减慢换向阀的关闭速度，即增大换向时间。例如采用直流电磁阀比交流电磁阀的液压冲击要小；采用带阻尼的电液换向阀可通过调节阻尼以及控制通过先导阀的压力和流量来减缓主换向阀阀芯的换向（关闭）速度，液动换向阀也与此类似。增大管径，减少流速，以减少冲击压力，缩短管长，避免不必要的弯曲；采用软管也行之有效。在滑阀完全关闭前减慢液体的流速。例如改进换向阀控制边的结构，即在阀芯的棱边上开长方V形直槽，或做成锥形（半锥角25）节流锥
43、面，较之直角形控制边，液压冲击大为减少；在外圆磨床上，对先导换向阀采取预制动，然后主换向阀快跳至中间位置，工作台油缸左右腔瞬时进压力油（主阀为P型），这样可使工作台无冲击地平衡停止；平面磨床工作台换向阀可采用H型，这样，当换向阀快跳后处于中间位置时，油缸左右两腔互通且通油池，可减少制动时的冲击压力。运动部件突然被制动、减速或停止时，产生的液压冲击的防止方法（例如油缸）。可在油缸的入口及出口处设置反应快、灵敏度高的小型安全阀（直动型），其调整压力在中、低压系统中，为最高工作压力的105%115%。如液压龙门刨床、导轨磨床等所采用的系统；在高压系统中，为最高工作压力的125%，如液压机所采用的系统
44、。这样可使冲击压力不会超过上述调节值。在油缸的行程终点采用减速阀，由于缓慢关闭油路而缓和了液压冲击。在快进转工进（如组合机床）设置行程节流阀，并设置含两个角度的行程撞块，通过角度的合理设计，防止快速转换为工进时的速度变换过快造成的压力冲击；或者采用双速转换使速度转换不至于过快。在油缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）控制油缸端部的排油速度，使油缸运动到缸端停止，平稳无冲击。在油缸回油控制油路中设置平衡阀（立式液压机）和背压阀（卧式液压机），以控制快速下降或运动的前冲冲击，并适当调高背压压力。采用橡胶软管吸收液压冲击能量。在易产生液压冲击的管路程位置设置蓄能器，吸收冲击压力。采用带阻尼的液动换向阀
45、，并调大阻尼，即关小两端的单向节流阀，一般磨床操纵箱内的主换向阀（液动）均设置有这种结构。油缸缸体孔配合间隙（间隙密封时）过大，或者密封破损，而工作压力又调得很大时，易产生冲击，可重配活塞或更换活塞密封，并适当降低工作压力，排除由此带来的冲击现象。12.8 炮鸣12.8.1 “炮鸣”及其原因在大功率的液压机、矫直机、折弯机等的液压系统中，由于工作压力都很高，当主油缸上腔通入压力油并进行压制、拉伸或折弯时，高压油具有很大的能量，除了推动油缸活塞下行完成工作外，还会使油缸机架、工作油缸本身、液压元件、管道和接头等处产生不同程度的弹性变形，积蓄大量能量。当压制完毕或保压之后，油缸上行时，缸上腔通回油
46、，那么上腔积蓄着的油液压缩能和机架等部分积蓄的弹性变形能突然释放出来，而机架系统也迅速回弹，会瞬时产生强烈的振动（抖动）和巨大的声响；在此行降压过程中，油缸内过饱和溶解的气体的析出和破裂更加剧了这一作用，对设备的正常运行极为不利，造成压力表指针强烈抖动和系统发出很大的枪炮声状的噪声，称之为“炮鸣”。“炮鸣”是在高压大流量系统设计中，对能量释放认识不足，未作处理或处理不当面产生的；即在设计上未采取有效而合理的卸压措施所致。12.8.2 “炮鸣”的危害在立式油缸上升（返回）空行程产生强烈的振动和巨大的声响。振动导致连接螺纹松动，致使设备严重漏油。振动导致液压元件和管件破裂，压力表震坏。系统有可能无法继续工作，甚至造成人身安全设备事故。15.8.3 防止产生“炮鸣”现象的方法消除“炮鸣”现象的关键在于先使油缸上腔有控制地卸压，即能量慢慢释放，卸压后再换向（缸下腔再升压作返回行程）。具体方法如下：1.采用小型电磁阀泄压（如图121所示）油缸下行时，小型电磁阀1不通电，当主缸完成挤压以后，在三位四通电磁阀2开始换向之前，借助一时间继电器使阀1先接通约23s，当油缸上腔压力降至接近于预定值或零时，再接通阀2换向。由于几乎在没有压力的情况下进行换向，使油缸上行，从而消除了“炮鸣”。1.两位两通电磁换向阀；2.三位四通电磁换向阀图121 采用
