现代液压系统使用维护及故障诊断
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1.9 液压系统共性故障及其诊断排除方法

液压系统常见的故障类型有执行元件动作失常、系统压力失常、系统流量失常、振动与噪声大、系统过热等,造成这些故障的可能原因及其排除方法要点采用上述逻辑分析法中的列表法简介如下。

1.9.1 液压执行元件动作失常故障诊断

液压缸、液压马达和摆动液压马达在带动其工作机构工作中动作失常是液压系统最容易直接观察到的故障[如系统正常工作中,执行元件突然动作变慢(快)、爬行或不动作等],其诊断排除方法见表1-9。

表1-9 液压执行元件动作失常故障诊断排除方法

1.9.2 液压系统压力失常故障诊断

液压系统压力失常故障及其诊断排除方法见表1-10。

表1-10 液压系统压力失常故障及其诊断排除方法

1.9.3 液压系统流量失常故障诊断

液压系统流量失常故障及其诊断排除方法见表1-11。

表1-11 液压系统流量失常故障及其诊断排除方法

1.9.4 液压系统异常振动和噪声故障诊断

液压系统异常振动和噪声故障及其诊断排除方法见表1-12。

表1-12 液压系统异常振动和噪声故障及其诊断排除方法

1.9.5 液压系统过热故障诊断

液压系统过热故障及其诊断排除方法见表1-13。

表1-13 液压系统过热故障及其诊断排除方法

1.9.6 液压系统的冲击及其控制

在液压系统中,由于某种原因引起的系统压力在瞬间骤然急剧上升,形成很高的压力峰值,此种现象称为液压冲击。液压冲击时产生的压力峰值往往比正常工作压力高出几倍(图1-26),液压冲击常使液压元件、管道及密封装置损坏失效,引起系统振动和噪声,还会使顺序阀、压力继电器等压力控制元件产生误动作,造成人身及设备事故。所以,正确分析并采取有效措施防止或减小液压冲击,对于高精加工设备、仪器仪表等机械设备的液压系统尤为重要。液压系统的冲击及其控制见表1-14。

图1-26 液压冲击波形

表1-14 液压系统的冲击及其控制

1.9.7 气穴现象及其防止

在液压系统中,由于绝对压力降低至油液所在温度下的空气分离压pg(小于一个大气压)时,使原溶入液体中的空气分离出来形成气泡的现象,称为气穴现象(或称空穴现象)。气穴现象会破坏液流的连续状态,造成流量和压力的不稳定。当带有气泡的液体进入高压区时,气穴将急速缩小或溃灭,从而在瞬间产生局部液压冲击和热量,并引起强烈的振动及噪声。过高的温度将加速工作液的氧化变质。如果这个局部液压冲击作用在金属表面上,金属壁面在反复液压冲击、高温及游离出来的空气中氧的侵蚀下将产生剥蚀(气蚀)。有时,气穴现象中分离出来的气泡还会随着液流聚集在管道的最高处或流道狭窄处而形成气塞,破坏系统的正常工作。

气穴现象多发生在压力和流速变化剧烈的液压泵吸油口和液压阀的阀口处,预防气穴及气蚀的主要措施见表1-15。

表1-15 预防气穴及气蚀的主要措施

1.9.8 液压卡紧及其消除

因毛刺和污物楔入液压元件配合间隙的卡阀现象称为机械卡紧;液体流过阀芯、阀体(阀套)间的缝隙时,作用在阀芯上的径向力使阀芯卡住,称液压卡紧。轻度的液压卡紧,使液压元件内的相对移动件(如阀芯、叶片、柱塞、活塞等)运动时的摩擦增加,造成动作迟缓,甚至动作错乱的现象。严重的液压卡紧,使液压元件内的相对移动件完全卡住,不能运动,造成不能动作(如换向阀不能换向、柱塞泵柱塞不能运动而实现吸油和压油等),手柄的操作力增大等。消除液压卡紧和其他卡阀现象的措施见表1-16。

表1-16 消除液压卡紧和其他卡阀现象的措施

1.9.9 开环控制系统和闭环控制系统常见故障诊断

液压控制系统有开环控制和闭环控制之分。当液压控制系统出现故障后,为了迅速准确判断和查出故障器件,机械、液压和电气工作者必须良好配合。为了对系统进行正确的分析,除了要熟悉每个器件的技术特性外,还必须具有分析相关工作循环图、液压原理图和电气接线图的能力。开环和闭环液压控制系统,如果出现故障,可以分别参考表1-17、表1-18进行诊断和排除。

表1-17 开环液压控制系统的故障诊断

表1-18 闭环液压控制系统的故障诊断