液壓缸故障分析及維護(hù)

摘 要:本文對液壓缸進(jìn)行了概述，并介紹液壓缸在濟(jì)鋼熱連軋廠的應(yīng)用及維護(hù)，對常見故障進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:液壓缸 故障 分析 維護(hù)

中圖分類號:TH138\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0111-01

液壓傳動是現(xiàn)代工程中廣泛使用的傳動方式，具有其自身的技術(shù)優(yōu)勢。在冶金行業(yè)，液壓技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，熱連軋生產(chǎn)線的AWC、AGC、AJC三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)均采用液壓伺服缸進(jìn)行控制，軋線設(shè)備動作與液壓系統(tǒng)的液壓缸密不可分，濟(jì)鋼熱連軋廠僅軋線各種液壓缸總共就有460多條液壓缸。

1 液壓缸概述

液壓缸是液壓系統(tǒng)中最重要的執(zhí)行元件，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，配置靈活，設(shè)計(jì)、制造比較容易，使用維修方便，比液壓馬達(dá)、擺動液壓馬達(dá)等執(zhí)行元件應(yīng)用都要廣泛。

1.1 液壓缸的分類

液壓缸的種類繁多，分類方法各異。這里按液壓缸的作用方式、結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動方式進(jìn)行分類。

(1)按照液壓缸的作用方式主要分為以下兩個(gè)方面。

①單作用液壓缸:單向液壓驅(qū)動，回程靠自重、彈簧力或其他外力。

②雙作用液壓缸:雙向液壓驅(qū)動。

(2)按照液壓缸的運(yùn)動方式主要分以下兩個(gè)方面。

①缸筒固定，活塞桿動作

②活塞桿固定，缸筒動作

(3)按照液壓缸的結(jié)構(gòu)形式主要分以下兩個(gè)方面。

①活塞式液壓缸。

②柱塞式液壓缸。

1.2 液壓缸的組成

液壓缸主要由以下幾個(gè)部分組成。

(1)缸筒、缸底及缸蓋。

(2)活塞與活塞桿。

(3)緩沖裝置。

(4)排氣裝置。

1.3 液壓缸的輸出力和速度計(jì)算

(1)輸出力計(jì)算。

活塞桿伸出和縮回時(shí)產(chǎn)生的推力F1和拉力F2分別為:

F1=(p1A1-p2A2)ηm=π[(p1-p2)D2+p2d2]ηm/4

F2=(p1A2-p2A1)ηm=π[(p1-p2)D2－p1d2]ηm/4

式中：p1為液壓缸進(jìn)油壓力;

p2為液壓缸出油壓力;

A1為無桿腔活塞面積;

A2為有桿腔活塞面積;

D為缸筒內(nèi)徑;

d為活塞桿直徑;

ηm為液壓缸的機(jī)械效率，通常為1。

(2)速度計(jì)算。

活塞桿伸出和縮回時(shí)的速度v1和v2分別為:

v1=QηV/A1=4QηV/πD2

v2=QηV/A2=4QηV/π(D2－d2)

式中:Q為輸入液壓缸的供油流量;

ηV為液壓缸的容積效率，通常為0.90～0.95。

2 液壓缸常見故障及分析

液壓缸經(jīng)過現(xiàn)場安裝使用一段時(shí)間，由于零件磨損，密封件老化失效等原因會發(fā)生漏油、不能動作等故障現(xiàn)象。濟(jì)鋼熱連軋生產(chǎn)線液壓缸數(shù)量繁多，自2006年1月投產(chǎn)以來，發(fā)生過各種各樣的故障現(xiàn)象，總結(jié)分析主要有以下幾種。

2.1 爬行

液壓缸的爬行是指液壓缸在低速運(yùn)動中，出現(xiàn)一快一慢或一跳一停、停止和滑動相交替的現(xiàn)象。液壓缸爬行在現(xiàn)場是最常見的故障現(xiàn)象，主要發(fā)生在處理液壓缸管路漏油或更換新液壓缸后動作時(shí)，很可能會發(fā)生爬行的現(xiàn)象，主要是因?yàn)橐簤焊變?nèi)部有空氣。所以在更換完新液壓缸或處理液壓缸管路漏油后，在投入正常使用前，必須空載往復(fù)多動作幾個(gè)次，將缸體內(nèi)部的氣體排出。

2.2 漏油

液壓缸的泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩種情況。內(nèi)泄漏是指液壓缸內(nèi)部高壓腔的壓力油向低壓腔滲漏，它發(fā)生在活塞與缸內(nèi)壁、活塞內(nèi)孔與活塞桿連接處。外泄漏指液壓缸缸筒與缸蓋、缸底、油口、排氣螺塞、緩沖調(diào)節(jié)閥、缸蓋與活塞桿處等外部的泄漏，它容易從外部直接觀察出。無論哪種泄漏，其原因主要是密封不良、連接處結(jié)合不良等因素所致。

2.3 扁頭退絲

加熱爐裝鋼機(jī)、粗軋推床、卸卷小車行走等液壓缸扁頭與活塞桿均是螺紋連接，此類液壓缸，在現(xiàn)場沖擊振動嚴(yán)重的環(huán)境下，時(shí)常會發(fā)生活塞桿發(fā)生轉(zhuǎn)動致使扁頭退絲，使得自動動作受影響，耽誤生產(chǎn)。由于此類故障發(fā)生較頻繁，我們對此類液壓缸扁頭處采取了以下幾種措施。

(1)對于在線液壓缸，將扁頭與活塞桿進(jìn)行焊接處理，使其成為一體。

(2)對于現(xiàn)有液壓缸備件扁頭處進(jìn)行加工處理，在扁頭上打一貫穿鍵，防止活塞桿轉(zhuǎn)動。

(3)對于小型的液壓缸，在制作備件是全部將活塞桿與扁頭做成一體的。

(4)對于大型的液壓缸，由于扁頭與活塞桿制作成一體比較困難，且成本高，我們要求在扁頭上打一貫穿鍵。

通過以上幾種措施，徹底解決了此類液壓缸故障的再次發(fā)生，為生產(chǎn)贏得了時(shí)間。

2.4 缸的損壞

液壓缸的損壞多數(shù)發(fā)生在作用力和壓力超出設(shè)計(jì)值的情況下。造成作用力和壓力增大的原因包括:重載或高速的活塞在運(yùn)動中因操作失誤而突然停止，機(jī)械力或其它外力在相反方向給缸以作用力等。

液壓缸的損壞主要表現(xiàn)為缸筒內(nèi)孔壁拉傷、缸筒脹大和裂紋破損泄漏、活塞桿產(chǎn)生縱向彎曲、活塞桿斷裂、螺栓斷裂等等，出現(xiàn)上述損壞，不能就事論事，需從整個(gè)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用操作、負(fù)載大小等方面尋找原因。

2.5 伺服液壓缸

伺服液壓缸是一種精密液壓缸，它內(nèi)部裝有位移傳感器及磁環(huán)，根據(jù)控制需要，液壓缸兩腔就近的管路上還安裝了壓力傳感器，所以伺服液壓缸除了發(fā)生常規(guī)液壓缸的故障，還會由于位移傳感器變形、磁環(huán)松動或脫落、壓力傳感器損壞造成液壓缸不能正常動作。

3 液壓缸的維護(hù)

液壓缸屬于液壓系統(tǒng)的重要元件，是保證機(jī)械設(shè)備正常動作的重要因素，為使得液壓缸在線有較長的使用壽命，在線維護(hù)是很重要的決定因素。這里介紹濟(jì)鋼熱軋廠在線液壓缸維護(hù)的幾個(gè)重要方面。

(1)定期檢查緊固液壓缸的固定螺栓。

(2)日常點(diǎn)檢要注意觀察液壓缸動作是否平穩(wěn)、有異響，活塞桿是否有劃傷等。

(3)扁頭屬于螺紋連接的液壓缸，日常要注意觀察是否有退絲現(xiàn)象，平時(shí)無法查看的，要利用檢修時(shí)間檢查。

(4)定期檢查液壓缸本體各連接螺栓的緊固情況，特別是端蓋與缸筒連接的大螺栓。

4 結(jié)語

液壓缸是液壓系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件，應(yīng)用十分廣泛。在分析液壓缸的故障時(shí)不能孤立的考慮單方面原因，尤其是伺服液壓缸，還涉及到磁尺及壓力、位移傳感器等，出現(xiàn)故障后要全面考慮，及時(shí)分析、解決，同時(shí)還要防患于未然。在日常工作中，要注意在線液壓缸的維護(hù)，保持系統(tǒng)油液的清潔度，不野蠻操作，選用高質(zhì)量的產(chǎn)品等，以延長液壓缸的使用壽命，提高軋機(jī)的生產(chǎn)作業(yè)率。

參考文獻(xiàn)

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