液压系统故障及其诊断方法和典型液压系统的分析

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  5370 次点击
摘要:液压设备是由机械、液压及电气等装置组成的统一体,结构复杂,其故障分析是一个受各方面因素影响的综合问题。尤其是液压系统,因其内部情况从外部观察不到,要寻找故障产生的原因更是比较困难。只有熟悉液压系统的工作原理、基本回路的功能和液压元件的结构,并且具有一定的实践经验,才能迅速查明故障原因,准确判断故障部位,并及时排除。
一般功能性的小故障,可利用各种日常维护手段加以消除。通过清洗、调节和调整等措施,使系统各处的参数达到规定值,使设备恢复良好的工作状态。对于因零件的损坏所引起的故障,则需采用修复或更换的修理方法加以解决。
关键词:液压控制系统故障故障诊断液压介质泄露分析回路
1.前言
液压控制系统故障常表现为在执行机构爬行动作压力或速度不稳;控制部分误动作或不能给执行机构以正确指示等。因而,对液压系统的常见故障及时判断,并在实践中总结出故障诊断方法,对液压系统应用及维护具有重要意义。
2.液压系统故障及其诊断方法
2.1液压介质的污染及危害
75%的液压系统故障是由液压介质引起的。这主要是指液压介质的污染度和粘温特性,既实际工作的油温范围。
2.1.1.污染物的危害
液压系统污染物的来源包括:液压元件内部存留的型砂加工铁屑密封件残渣;光管内酸洗前脱脂不彻底,或少量油脂存在,使铁锈粘附钢管内;光管道与钢制管街头焊接后,存留的氧化铁皮及部分溶渣;液压缸内密封件残渣;高压软管总成灰尘及接头部位残留的胶状碎片;现场环境的灰尘,如加油时加油软管头部的泥土;液压系统邮箱内进入水分,在一定温度和压力下形成棉絮状沉淀为。实验表明液压系统的实际污染中,固体颗粒直径小于50um的污染物占总污染物的99%以上。污染物磨损是液压元件的主要形式之一。
液压元件由于自身结构上的原因,如运动间隙多而小、细长小孔多,对液压介质污染物相当敏感。污染物对也液压元件的危害可分为:
(1)污染物磨损、充蚀、引起元件关键运动副或控制口形状发生变化,使元件工作性能永久下降不能使用。
(2)污染物卡紧堵塞使元件发生突发性故障,严重影响工作可靠性,须停机处理,这种失灵是暂时的,污染物清楚后液压阀件会重新工作。如先导溢流阀,污染物对它的影响为:固体颗粒对先导阀锥面(或球面)及阀心密封面冲蚀磨损,从而引起溢流阀静态或动态性能下降。经验为主阀芯污染物卡紧,先导阀密封面和主阀密封面并不磨损,但改变了开启压力,造成低压泄露,失去保压作用。当主阀芯截留阻尼孔堵塞时,会使系统压力建立不起来。先导阀阻尼孔阻塞,使溢流阀失去溢流作用,而压力随负载变化而变化,高压时将出现危险。
实际上,各种阀件对污染物的敏感都在一定的范围内,污染物颗粒直径过大,会堵塞元件管路;直径过小,会从阀件运动副间隙流过,进行循环,从而加大运动副的磨损。
2.1.2.液压介质的泄露
液压系统泄露是机电产品漏油的主要原因之一,是液压传动控制技术和电气传动技术相比较和主要缺点之一。其后果不仅造成油液资源损失,还造成环境污染;此外还可能导致挺机损失、系统效率低、火灾隐患、同时给机电产品造成恶劣影响。
介质泄露主要元件包括:
(1)配管,包括管接头及高压胶管总成失效,占44.5%;
(2)油缸,占38%
(3)阀月阀块连接处,占10%
(4)泵,占7.5%
2.1.3.高压胶管总成失效形式
(1)软管爆破:由于软管增加层的强度不足,发生破坏或疲劳破坏,造成液压油瞬时大量流失。
(2)软管穿孔泄露:由于软管层含有杂质,或者由于软管的接头连接处内胶层破坏造成管内压力油穿透胶层、增强层和外胶层呈针状穿孔泄露。
(3)软管与接头发生拔脱:由于软管接头内链接强度不够,在高压下尤其在系统上有较大液压冲击时软管与接头链接部分发生拔脱。这一瞬间,管路压力油溅出,软管被液动力甩出,继而系统液压油大量流失。
(4)软管接头内连接部分断裂;由于软管连接部分的强度不足,发生疲劳断裂破坏。
(5)软管接头内接连部分的泄露:软管与内接头连接部分的胶层损坏、疲劳磨损、老化、应力松弛等因素,造成管内压力油沿接头芯外套连接处渗出,渗出量随时间的延长而逐渐增加。
(6)软管接头处连接部分泄露:由于软管接头部分刚度不足,造成疲劳变形,密封接触应力降低或密封圈损坏、老化、造成泄露。
2.1.4.油缸漏油
因密封件选型不合理,沟槽加工尺寸、加工精度及安装不合理造成漏油,或密封圈长期使用产生疲劳变形。
2.2液压阀件故障
2.2.1.电气故障
现场中电器插头脱焊引起故障,主要因为阀的线圈电流过大烧断,或四芯插座因人为因素造成接线断开。
2.2.2.液压故障
先导阀套、主阀套的密封面被破坏,滤芯堵塞,主阀芯控制口棱边磨损,阀芯卡死或卡滞。

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