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液压系统故障诊断难入门?不妨看完这篇技术文章再评价

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-25  来源:中国液压网  作者:武汉华液  浏览次数:411
核心提示:液压系统由于所应用的领域往往繁多且复杂,使得设计制造的工艺都要求颇高,从而也给设备的故障诊断增添了不小的难度。在液压系统的维修阶段,技术人员究竟该如何入手一直令人困惑,但这篇技术文章没准会成为一个新的转折点。。。。。。

资讯前言

液压传动系统在现如今的工业领域应用极为广泛,其具备工艺适应性、优良的控制性能和较为低廉的制造成本,液压驱动也提高了设备操作的自由度与可控性,同时也能延长其使用寿命。但与其他工业设备相同,若主要元件、辅件质量不过硬,操作上存在问题或维护不当,且系统内各元件和工作液体均处于封闭油路状态,其很难直观的看出故障问题所在,也无法通过寻常的检测仪器用参数显示进行判断,技术人员通常只能以有限的压力表、流量计等设备的工作参数作为初步诊断的依据,想要进一步确定故障并加以处理尤为困难。

当然,液压系统的故障存在突发与非突发两种,其中非突发占主体,故障发生前通过伴随一定的预兆,但预兆引发的原因也多种多样并无规律,那为何会有故障的预兆发生呢?这些预兆通常都以怎样的形式出现呢?通过这些预兆,技术人员该如何予以判断并找出问题所在呢?处理故障的过程中,我们又该注意哪些细节呢?阅读本文,这一系列棘手难题没准就都迎刃而解啦!

诊断讲解

首先,液压设备是由机、电、液及其仪表组成的统一体,其系统的故障分析可能受到多种因素的共同影响,这便是诊断的困难所在,想要解决这一难题,就必须通过故障的分析来弄清楚其工作原理和结构特点,再根据故障现象做进一步的判断,从而有目的、有方向、有计划的逐步深入并缩小范围,最终确定哪个区域、部位甚至哪个元件存在问题。

液压系统的常见故障包括压力显示不正常、流量显示不正常、液压冲击、工作状态不正常、振动噪声过大、油温过高、油液泄露、爬行、液压卡紧以及气穴等现象,接下来小编将从中挑选八大类常见的故障现象予以系统讲解:

(一)振动与噪声

液压系统出现噪声与振动现象尤为常见,其中振动很可能来自于机械系统、油泵马达、阀类元件管道内液的震荡等,这种现象不仅会影响主机性能,也会进一步造成故障的发生。这类故障的解决办法是在安装、维护使用阶段尽可能减少或控制一切振源,尤其多发于控制阀与管路上的共振现象。

液压系统出现噪声现象的情况很普遍,这类噪声往往是没有一定规律和声强无规律的组合一起所发出声音,其来源可能包括:①油泵和油马达质量欠佳;②有空气进入液压系统,从而引发“空穴现象”产生噪声;③流体多对阀体壁造成了冲击;④由于阀体的动作导致压力差较大的两个油路连接产生液压冲击,从而使得管道和压力容器引发震动形成噪声;⑤机械系统振动引发噪声。想要尽量降低噪声现象的发生,就需要分析以上来源逐一提前实施预防措施。

(二)液压冲击

液压冲击是液压系统故障中较为常见一种情况,这种现象的实质是液压系统管道内流动的液体由于快速换向或突然关闭各种阀体时,令压力时瞬间飙升为极高值,它会使系统的稳定性和可靠性降低,甚至造成故障。

引发该现象的主要原因包括管道内瞬间流速的改变、液压元件灵敏度不高、液压元件动作滞后、溢流阀无法正常打开以及高速运动部件的惯性作用影响等。解决这一现象的措施包括:①减缓液流的换向速度,所选元件尽可能配带阻尼的换向阀;②在阀的前端设置蓄能器,通过减小冲击波传播距离予以缓冲;③加大管道通径,减短管道长度或采用橡胶软管;④可在系统冲击前源设置安全阀从而卸荷。

(三)气穴与气蚀

气穴(又称空穴)与气蚀是液压系统故障中极易出现的不利现象。所谓气穴,是指压力低于空气分离压力时,溶解于液体之中的部分空气被分离而出,以气泡形式存在于液体内,由于在油液中占据一定空间,这使得油液的连续性受到影响;所谓气蚀,则是在气穴的基础上,气泡随着液流进入高压区,使其遭到急速破坏或缩小,从而导致所处空间形成真空,当真空状态下促成局部液压冲击,这将使液压系统的金属边壁出现氧化腐蚀,严重时更可能造成表面脱落出现小坑。

此外,气穴与气蚀现象还将导致工作性能逐渐恶化、容积效率下降、内部部分元件受损、管道机械寿命缩短、系统压力、寿命遭受影响以及进一步产生液压冲击、振动和噪声声响等。其检测方法包括:①在油泵进口处安装一个真空表;;②依据经验判断油泵内是否发出类似啸叫的异常声响;③观察油泵吸油是否正常或输出油量是否降低,当这类异常突发,油缸或马达的运作将减缓,系统动作变迟钝。

在控制措施上,要使系统油压高于气体分离压力,要防止小孔及控制阀等节流部位产生气穴,油泵要提供略高于油液正常流动的管径,尽可能降低油液中空气含量甚至防止空气侵入,同时还应降低机械内的杂质含量。

(四)爬行现象

所谓“爬行”,是指执行元件处于低速运动状态下出现时断时续的速度不均现象,其可能导致系统的工作稳定性遭到破坏,尤其是加工机床这类液压系统中,甚至可能严重影响到产品加工精度光洁度,从而进一步缩短机构或加工元件的使用寿命。造成该现象原因大体为四种:①润滑条件欠佳;②系统中有空气侵入;③机械刚性过低、配置不当、零件变形、磨损严重或尺寸不符合要求;④液压系统内压力脉动较大或系统压力过低。

对于这种常见的液压系统故障,其解决办法也可归纳为四大类:①保证液压系统拥有足够的刚性;②保持足够的润滑,尽量减少摩擦力的影响;③采用导轨油,进一步加大油液流动的通畅;④换装在最小流量下能保持性能稳定的调速阀。

(五)油温过高

     液压系统出现油温过高现象也极其普遍。通常来讲,液压系统的总能量包括压力损失、容积损失机械损失三种,在传动过程中,这些能量损失转化为热能,其中一部分散发至大气中,另一部分则传输到液压元件和油液中,从而使液压系统本身温度提升。若油路和油箱设计不当,便可能导致散热出现异常,这不仅会使油温升温过高,同时还会出现一系列故障。

其故障现象一般包括:①油液黏度下降,泄露增加,油泵容积效率和整个系统效率明显降低;②引发膨胀系数不同的运动物体之间的间隙变化。当间隙变小,将出现动作失灵或“卡死”,若间隙变大,则将加大泄露,促使工作性能和精度下降;③油液的氧化将加剧,油液的使用寿命随着降低;④使橡胶密封体、软管早期老化失效,同时还将丧失部分机能,从而导致寿命下降;⑤情节严重时,对于液压系统的机构精度与滤油器均将产生不良影响。

当出现油温升温过高时,其控制手段可归纳为六点:①根据所选设备的型号、地区和季节等进行相应的油温调整;②将油液黏度予以更换;③不定期检查油液的污染情况;④当油液使用时间过久,要及时予以更换;⑤日常检查油泵、阀块元件的受损状况;⑥日常检查管道、滤油器及节流口的堵塞情况,保证油液的正常疏通。

(六)泄漏现象

    对于液压设备故障,油液泄露问题是大众尤为熟悉的,该问题直接关系到液压系统的实际工作质量,同时对于生产方与使用方而言均存在不利影响。当液压系统出现油液泄露时,其主要危害包括:①系统的工作效率明显下降,能量消耗却加大;②液压系统工作的可靠性将降低,操作压力随之增大;③对于某些特殊应用行业,油液的泄露将导致产品污染与环境污染;④当密封出现不当,外界污染物易于入侵,从而造成恶性循环,使得主机或元件出现磨损甚至毁坏。

油液泄露的主要原因可归纳为三大类,第一种是加工不良,第二种是安装不当,第三种是维护及选用材质不当,行业内也基本以这三类作为判断依据。

所谓加工不良,其包括:①密封槽过深或过浅、相对运动件的密封接触面椭圆度、锥度较差,从而使O形密封圈安装后很难得到均匀准确的压缩量;②平面密封的固定螺孔深度不合适;③平面密封部分的定位存在一定误差;④同一平面内安装多个尺寸不一的O型密封圈;⑤端面压力存在异常,或压缩量不均匀,或止口尺寸较小,或O型圈工作中脱落,或结合面不平行,或平面和螺孔不垂直、或结合面的光洁度差,或凹槽边缘受力时产生卷边问题;⑥密封面过于粗糙。

所谓安装不当,则包括:①液压管接头安装存在不当;②安装U型密封圈过程中,压紧力过大从而产生卷唇现象;③油封存在问题。所谓维护与选用材质不当,则包括:①密封圈表面受损;②存在间隙咬伤或密封圈翻扭问题;③油液遭到污染,从而导致密封的损坏;④密封圈的选材问题。

液压系统造成泄露现象的可能性极多,操作者宜根据以上可能存在的问题予以查找,注重设备细节上的设计与维护,进一步减少甚至避免泄漏问题的发生。

(七)压力显示异常

液压系统的压力显示有时也存在一定异常,其故障现象为工作压力建立不起来,或工作压力升不到固定数值,从而导致液压系统无法正常工作,甚至运动件处于原始位置无法正常运作。

对于这种故障情况,其诊断思路如下:

(八)液压卡紧

液压卡紧也属于液压系统故障令人头疼的现象之一,其主要表现为阀体运动一段时间后,其阀芯移动变得异常费力,有时甚至可能完全卡死。这种现象的主要原因及处理方法包括:①滑阀副几何形状存在误差,同轴度产生变化以造成径向力失衡;②油液中极性分子的吸附作用;③油液中杂质楔入配合间隙;④滑阀移动时存在附加阻力,可在阀芯台肩处开均压槽,可使阀芯环面略带顺锥度,可提高机械加工和转配质量,也可采用电磁或机械手段保证阀芯高频率振动。

 

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结尾寄语

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