液壓系統(tǒng)主要故障與對策探析

郭巍

（哈爾濱技師學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 振動與噪聲的來源和消除辦法

1.1 振動與噪聲產(chǎn)生的原因

1.1.1 由泵和馬達引起

泵與馬達或系統(tǒng)密封不嚴而進入空氣或泵的吸沒管路浸入油面太淺而進入空氣。

1.1.1.1 泵吸油位置太高(超過500mm)，油的粘度太大或吸油管過細，以及濾油器被油污阻塞造成泵的吸油口真空度過大而使原來溶解在液壓油中的空氣分離出來。這樣，當啟動泵與馬達后,帶有大量氣泡的液壓油由低壓區(qū)流到高壓區(qū)后受到壓縮，體積突然縮小或破裂；反之，在高壓區(qū)體積較小的氣泡，流到低壓區(qū)體積突然增大，油液中氣泡體積急速改變，產(chǎn)生“爆炸”現(xiàn)象而引起振動和噪聲。

1.1.1.2 泵與馬達在一轉(zhuǎn)中各工作油腔內(nèi)流量和壓力與扭矩的周期變化，特別當泵與馬達的軸向、徑間隙由于磨損而增大后，高壓腔周期地向低壓腔泄漏，引起壓力脈動，流量不足，噪聲加劇。

1.1.1.3 容積式泵是依靠密封工作容積的變化來實現(xiàn)吸、壓油的，為了不使吸、壓油腔互通，在吸、壓油腔之間存在一個封油區(qū)，當密封工作容積經(jīng)過封油區(qū)，既不通壓油腔也不與吸油腔相通，引成閉死的密封容積，容積有微小變化就會產(chǎn)生高壓和負壓，引起振動和噪聲，一般稱它為“困油”現(xiàn)象。在設計、制造或維修時，如“困油“未得到合理解決，則必然會產(chǎn)生振動和噪聲。

1.1.1.4 液壓泵與馬達的零件加工及裝配精度不高或零件損壞。

1.1.2 由控制閥失靈引起溢流閥、電磁換向閥、單向閥等的閥芯系支承在彈簧上，對振動很敏感。例如，當換向閥換向，而泵不能卸荷時，由于泵的全部流量要通過溢流閥溢回油箱，就會引起系統(tǒng)壓力升高；當反向起動后，系統(tǒng)壓力又恢復原定壓力。這種使系統(tǒng)壓力升高與降低及恢復原壓的過程是在瞬間發(fā)生的，溢流閥的調(diào)壓彈簧在這瞬間被壓縮或伸長。若調(diào)壓彈簧疲勞或端面與軸心線垂直度不良，閥芯上的小孔堵塞，閥芯外圓拉毛或變形，就會使閥芯在閥體孔內(nèi)移動不靈活而發(fā)生振動和噪聲。當換向閥的開口過小或通道突變，流速高，產(chǎn)生渦流，流速高而背壓低時，會形成局部真空，使原來溶解在油液中的氣體被析出，產(chǎn)生“氣穴”現(xiàn)象而發(fā)出噪聲。

1.1.3 由機械碰擊引起

如管道布置不合理發(fā)生相互撞擊；液壓缸的活塞到行程終端位置無緩沖裝置或緩沖裝置失控，活塞與端蓋的碰撞引起噪聲。

1.2 消除辦法

當系統(tǒng)出現(xiàn)振動和噪聲時，應先察看是否有外界振動源和機械碰擊，然后從泵、馬達、閥等方面去觀察和分析。有時伴隨振動和噪聲出現(xiàn)液壓油呈乳化現(xiàn)象，這時應考慮到是空氣進入系統(tǒng)或溢流閥失靈和泵、馬達的“困油”未得到合理解決引起的。而液壓系統(tǒng)處于壓力工作狀態(tài)時，空氣是不會進入系統(tǒng)的，那么空氣只可能從液壓泵進油腔及濾油器處進入，消除辦法是:緊固各結(jié)合面及連接管道的螺、接頭及接口螺母；清洗濾油器；補充油箱內(nèi)油液至油標位置，使濾油器浸沒在油液里。必要時可清洗溢流閥、泵等元件，以及修理和更換已損壞的零件。

2 油液的污染及控制油液污染導致液壓系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

2.1 污染顆粒侵入配合間隙，配合零件的相對運動不靈活、靈敏度降低或動作循環(huán)錯亂。對于泵，若污染顆粒進入葉片泵轉(zhuǎn)子槽與葉片之間,就會產(chǎn)生卡住現(xiàn)象；若進入齒輪泵的輪齒間與端蓋間，就會加速齒面和端面的磨損，使容積效率隨之下降；若進入柱賽泵的滑履與斜盤之間，會使靜壓建立不起來。對于液壓馬達，當污物侵入時，也能產(chǎn)生類似泵的不良后果。對于方向閥，當污染顆粒侵入滑閥之間隙時，會使閥芯移動不靈活甚至卡住。對于流量閥，當污染顆粒結(jié)集在節(jié)流口，會使通流面積發(fā)生變化，影響速度的穩(wěn)定性。對于壓力閥，當污染物粘附在閥座處，會影響閥座的密封性。而這種污染物粘附在閥座上是經(jīng)常處于變化狀態(tài)，時而存在，時而被油液沖走，引起無規(guī)律的間斷故障。

2.2 污染顆粒堵塞阻尼孔,使元件失靈,造成各種故障。

2.3 油液污染后，油的粘度發(fā)生變化，防銹性、抗乳化性、消泡性、潤滑性等物理化學性能降低，從而引起液壓系統(tǒng)的各種故障?？傊?，油液污染是液壓設備發(fā)生各種故障的禍根。有時只需要清洗系統(tǒng)中某些元件，故障即可消除。

3 泄漏

3.1 泄漏原因

液壓系統(tǒng)中許多元件廣泛采用間隙密封，而間隙密封的密封性與間隙大小(泄漏量與間隙的立方成正)、壓力差(泄漏量與壓力差成正比)、封油長度(泄漏量與長度成反比)、加工質(zhì)量及油的粘度等有關(guān)。由于運動副之間潤滑不良、材質(zhì)選配不當及加工、裝配、安裝精度較差,就會導致早期磨損，使間隙增大、泄漏增加。其次，液壓元件中還廣泛采用密封件密封，其密封件的密封效果與密封件材、密封件的表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。如密封件材料低劣、物化性不穩(wěn)定、機械強度低、彈性和耐磨性低等,則都因密封效果不良而泄漏；安裝密封件的溝槽尺寸設計不合理，尺寸精度及粗糙度差，預壓縮量小而密封不好也會引起泄漏。另外，接合面表面粗糙度差，平面度不好,壓后變形以及緊固力不均；元件泄油、回油管路不暢;油溫過高，油液粘度下降或選用的油液粘度過??；系統(tǒng)壓力調(diào)得過高，密封件預壓縮量過小；液壓件鑄件殼體存在缺陷等都會引起泄漏增加。

3.2 減少內(nèi)泄漏及消除外泄漏的措施

3.2.1 采用間隙密封的運動副應嚴格控制其加工精度和配合間隙。

3.2.2 采用密封件密封是解決泄漏的有效手段,但如果密封過度，雖解決了泄漏，卻增加了摩擦阻力和功率損耗，加速密封件磨損。

3.2.3 改進不合理的液壓系統(tǒng)，盡可能簡化液壓回路，減少泄漏環(huán)節(jié)；改進密封裝置，如將活塞桿處的“V”型密封改用“Yx”型密封圈，不僅摩擦力小且密封可靠。

3.2.4 泄漏量與油的粘度成反比，粘度小，泄漏量大，因此液壓用油應根據(jù)氣溫的不同及時更換，可減少泄漏。

3.2.5 控制溫升是減少內(nèi)外泄漏的有效措施。壓力和流量是液壓系統(tǒng)的兩個最基本參數(shù)，這兩個不同的物理量，在液壓系統(tǒng)中起著不同的作用，但也存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系。掌握這一基本道理，對于正確調(diào)試和排除系統(tǒng)中所出現(xiàn)的故障是必要的。

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