液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件

液壓系統(tǒng)使用維修

與故障診斷

山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2010-01-23

液壓系統(tǒng)使用維修

與故障診斷

山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1內(nèi)容提要：1、液壓元件及傳動系統(tǒng)概述2、液壓元件原理、應(yīng)用及其相關(guān)計算3、液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算4、液壓故障診斷的策略與技巧5、液壓基本回路的故障分析與排除6、液壓裝置常見故障及排除與改進(jìn)7、液壓元件及零部件的診斷與修復(fù)8、液壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試9、液壓系統(tǒng)維護(hù)與管理內(nèi)容提要：1、液壓元件及傳動系統(tǒng)概述21、液壓元件及傳動系統(tǒng)概述

1.1液壓傳動系統(tǒng)的組成

1.1.1液壓元件在液壓傳動系統(tǒng)中的作用

液壓傳動系統(tǒng)和機(jī)械傳動系統(tǒng)相比，由于具備功率密度高、結(jié)構(gòu)小巧、配置靈活、組裝方便、可靠耐用等獨到的特點，因此在國民經(jīng)濟(jì)的各個行業(yè)中得到了廣泛采用。液壓傳動系統(tǒng)是以運動著的液體作為工作介質(zhì)通過能量轉(zhuǎn)換裝置，將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，然后通過封閉管道、調(diào)節(jié)控制元件，再通過另一能量裝置將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的系統(tǒng)。液壓傳動系統(tǒng)實際上包含液壓傳動和液壓控制兩方面的內(nèi)容，兩者是相互聯(lián)系的，很難截然分開。圖1-1所示為一個典型的涂膠設(shè)備液壓傳動系統(tǒng)，它的組成部分有以下五個方面：1）能源裝置它把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能。如圖1-1中的液壓泵4，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油，使整個系統(tǒng)能夠動作起來，液壓泵最常見的驅(qū)動動力是電動機(jī)。1、液壓元件及傳動系統(tǒng)概述

1.1液壓傳32）執(zhí)行裝置將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并對外做功。常用的執(zhí)行元件是液壓缸或液壓馬達(dá)，如圖1-1中的液壓缸9。3）調(diào)節(jié)控制裝置它們是調(diào)節(jié)、控制液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力、流量和流動方向的。上面實例中，電磁換向閥8，節(jié)流閥7，溢流閥10等液壓元件都屬于這類裝置。4）輔助裝置它們是除上述三項以外的其它裝置，如上例中的油箱1，濾油器2，空氣濾清器11等。它們對保證液壓系統(tǒng)可靠，穩(wěn)定，持久地工作，有重要作用，同時顯示液壓系統(tǒng)的壓力、液位、流量等工作狀態(tài)。5）工作介質(zhì)液壓油或其它合成液體。2）執(zhí)行裝置將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并對外做功。4圖1-1涂膠設(shè)備液壓傳動系統(tǒng)圖1-油箱；2-濾油器；3-液位計；4-液壓泵；5-壓力表開關(guān)；6-壓力表；7-節(jié)流閥；8-電磁換向閥；9-液壓缸；10-溢流閥；11-空氣濾清器圖1-1涂膠設(shè)備液壓傳動系統(tǒng)圖5

1.1.2液壓元件的分類

液壓閥的品種已達(dá)到幾百個品種上千個規(guī)格，從不同角度分析液壓閥有不同分類方式：按用途可分為方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥；按連接方式分為管式連接、板式連接、法蘭式連接閥，目前還出現(xiàn)了疊加式聯(lián)接、插裝式連接閥；按工作原理可分為通斷式、比例式和伺服式元件；按組合程度可分為單一閥和組合閥等。

1.1.2液壓元件的分類

液壓閥的品種已達(dá)到幾百個品種上61.1.3液壓元件的基本參數(shù)

液壓元件的工作能力由其性能參數(shù)決定，液壓元件的基本參數(shù)與液壓元件的種類有關(guān)，不同的液壓元件，具有不同的性能參數(shù)，其共性的參數(shù)與壓力和流量相關(guān)。1．公稱壓力公稱壓力是標(biāo)志液壓元件承載能力大小的參數(shù)。液壓元件的公稱壓力指其在額定工作狀態(tài)下的名義壓力，液壓元件的公稱壓力單位為MPa（106Pa）。2．公稱流量公稱流量是標(biāo)志液壓元件流通性能的參數(shù)，公稱流量是指液壓閥在額定工作狀態(tài)下通過的名義流量，常用單位L/Min。公稱壓力、公稱流量一般在液壓元件或液壓站的銘牌上已經(jīng)表示出來，使用液壓元件時，工作壓力和通過液壓元件的流量，不要超過其公稱壓力和公稱流量。1.1.3液壓元件的基本參數(shù)

液壓元件的工作能力由其性能參71.2液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點與故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.2.1液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點液壓傳動系統(tǒng)由于具有易于實現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線運動，元件排列布置靈活方便、可在運行中實行無級調(diào)速等諸多優(yōu)點，所以在國民經(jīng)濟(jì)各部門中都得到了廣泛的應(yīng)用，但各部門應(yīng)用液壓傳動的出發(fā)點不同，工程機(jī)械，壓力機(jī)械采用的原因是結(jié)構(gòu)簡單，輸出力量大。航空工業(yè)采用的原因是重量輕，體積小。機(jī)床中采用主要是可實現(xiàn)無級變速，易于實現(xiàn)自動化，能實現(xiàn)換向頻繁的往復(fù)運動的優(yōu)點。在實際應(yīng)用過程中，設(shè)計者經(jīng)常會遇到按照給定的條件選擇最優(yōu)控制系統(tǒng)及其元件的問題，為了正確的選用控制系統(tǒng)，表1.1給出了幾種常用控制系統(tǒng)的對比資料。1.2液壓系統(tǒng)的應(yīng)用特點與故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.2.8液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件91.2.2液壓系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展趨勢隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)飛速發(fā)展以及不同學(xué)科之間的融合，液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的主觀分析方法，向著虛擬化、高精度化、智能化、狀態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化、交叉化的方向發(fā)展。1）虛擬化虛擬化則是指監(jiān)測與診斷儀器的虛擬化。傳統(tǒng)儀器是由工廠制造的，其功能和技術(shù)指標(biāo)都是由廠家定義好的，用戶只能操作使用，儀器的功能和技術(shù)指標(biāo)一般是不可更改的。隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷更新，在國際上出現(xiàn)了在測試領(lǐng)域挑戰(zhàn)整個傳統(tǒng)測試測量儀器的新技術(shù)，這就是虛擬儀器技術(shù)?！败浖褪莾x器”，反映了虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)特征。一般來說，基于計算機(jī)的虛擬儀器系統(tǒng)主要是由計算機(jī)、軟面板及插在計算機(jī)內(nèi)外擴(kuò)槽中的板卡或標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中的模塊等硬件組成，有些虛擬儀器還包括有傳統(tǒng)的儀器。由于其具有開發(fā)環(huán)境友善，具有開放性和柔性，若增加新的功能可方便地由用戶根據(jù)自己的需要對軟件作適當(dāng)?shù)母淖兗纯蓪崿F(xiàn)，用戶可以不必懂得總線技術(shù)和掌握面向?qū)ο蟮恼Z言等特點，使得將其應(yīng)用于液壓系統(tǒng)乃至整個機(jī)械設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)是一個新的發(fā)展方向。1.2.2液壓系統(tǒng)故障診斷的發(fā)展趨勢隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機(jī)102）高精度化對于高精度化，是指在信號處理技術(shù)方面提高信號分析的信噪比。不同類型的信號具有不同的特點，即使是同一類型的信號也可以從不同的角度進(jìn)行描述和分析，以揭示事物不同側(cè)面之間的內(nèi)在規(guī)律和固有特性。對于液壓系統(tǒng)而言，其信號、系數(shù)通常是瞬態(tài)的、非線性的、突變的，而傳統(tǒng)的時域和頻域分析只適用于穩(wěn)態(tài)信號的分析，因此往往不能揭示其中隱含的故障信息，這就需要尋找一種能夠同時表現(xiàn)信號時域和頻域信息的方法，時頻分析就應(yīng)運而生。小波分析就是這種分析的一種典型應(yīng)用，將小波理論應(yīng)用于這些信號的處理上，可以大大提高其分辨率?？梢灶A(yù)見，信號分析處理技術(shù)的發(fā)展必將帶動故障診斷技術(shù)的高精度。2）高精度化113）狀態(tài)化

狀態(tài)化是對監(jiān)測與診斷而言。據(jù)美國設(shè)備維修專家分析，有將近1/3的維修費用屬于“維修過?！痹斐傻馁M用，原因在于：目前普遍采用的預(yù)防性定期檢修的間隔周期是根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果確定，在這個周期內(nèi)僅有2%的設(shè)備可能出現(xiàn)故障，而98%的設(shè)備還有剩余的運行壽命，這種謹(jǐn)慎的定期大修反而增加了停機(jī)率。美國航空公司對235套設(shè)備普查的結(jié)果表明，66%的設(shè)備由于人的干預(yù)破壞了原來的良好配合，降低了可靠性，造成故障率上升。因此，將預(yù)防性定期維修逐步過渡到“狀態(tài)維修”已經(jīng)成為提高生產(chǎn)率的一條重要途徑，也是現(xiàn)代設(shè)備管理的需要。隨著科技的發(fā)展，可以利用傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、紅外測溫技術(shù)和超聲波技術(shù)，跟蹤液體流經(jīng)管路時的流速、壓力、噪聲的綜合載體信號產(chǎn)生的時差流量信號和壓力信號，并結(jié)合現(xiàn)場的各種傳感器，對液壓系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)（壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速、密封性能）進(jìn)行“在線”實時檢測。這就能從根本上克服目前對液壓系統(tǒng)“解體體檢”的弊端，并能實現(xiàn)監(jiān)測與診斷的狀態(tài)化，解決“維修不足”與“維修過剩”的矛盾。液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件124）智能化隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是知識工程、專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用，人們已經(jīng)意識到其所能產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。同時由于液壓系統(tǒng)故障所呈現(xiàn)的隱蔽性、多樣性、成因的復(fù)雜性和進(jìn)行故障診斷所需要的知識對領(lǐng)域?qū)＜覍嵺`經(jīng)驗和診斷策略的嚴(yán)重依賴，使得研制智能化的液壓故障診斷系統(tǒng)成為當(dāng)前的趨勢。以數(shù)據(jù)處理為核心的過程將被以知識處理為核心的過程所替代；同時，由于實現(xiàn)了信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一，使得先進(jìn)技術(shù)不再是少數(shù)專業(yè)人員才能掌握的技術(shù)，而是一般設(shè)備操作工人所使用的工具。液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件135）網(wǎng)絡(luò)化隨著社會的進(jìn)步，現(xiàn)代大型液壓系統(tǒng)非常復(fù)雜、十分專業(yè)，需要設(shè)備供應(yīng)商的參與才能對它的故障進(jìn)行快速有效的診斷，而設(shè)備供應(yīng)商和其它專家往往身處異地，這就使建立基于Internet的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測與故障診斷成為開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷的必然趨勢．遠(yuǎn)程分布式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件14圖1-2遠(yuǎn)程分布式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)圖1-2遠(yuǎn)程分布式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)15首先在企業(yè)的各個分廠的重要關(guān)鍵液壓設(shè)備上建立實時監(jiān)測點，實時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測并采集故障診斷所需的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳到廠級診斷中心；同時在企業(yè)內(nèi)部建立企業(yè)級診斷中心，在技術(shù)力量較強(qiáng)的科研單位和設(shè)備生產(chǎn)廠家建立遠(yuǎn)程診斷中心。當(dāng)然，并不是所有的診斷系統(tǒng)都需要建立企業(yè)級診斷中心。一般來說，對于生產(chǎn)規(guī)模比較大和分散的企業(yè)（如跨國企業(yè)等）可以構(gòu)建企業(yè)級診斷中心，而對于小型的企業(yè)通常不需要。此外，對于數(shù)據(jù)傳輸時是采用專用網(wǎng)線、電話線，還是無線傳輸，這得根據(jù)企業(yè)的實際情況了。當(dāng)液壓設(shè)備出現(xiàn)異常時，實時監(jiān)測系統(tǒng)首先作出反應(yīng)，實行報警并采取一些應(yīng)急措施，并在廠級診斷中心進(jìn)行備案和初步的診斷；廠級診斷中心不能自行處理的，則開始進(jìn)入企業(yè)級診斷（沒有企業(yè)級診斷中心的，則直接進(jìn)入遠(yuǎn)程診斷中心）；而對于企業(yè)級診斷中心也不能解決的故障，則由企業(yè)級診斷中心通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星將獲得的故障信息送到遠(yuǎn)程的診斷中心，遠(yuǎn)程診斷中心的領(lǐng)域?qū)＜一驅(qū)＜蚁到y(tǒng)軟件通過對傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出故障診斷結(jié)論和解決方案，并通過網(wǎng)絡(luò)反饋給用戶。液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件16

當(dāng)前，在構(gòu)建遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)時，很少把設(shè)備制造廠家列為主要角色之一。這就意味著在進(jìn)行設(shè)備的故障診斷時，不能充分利用到設(shè)備設(shè)計制造的有關(guān)數(shù)據(jù)資料。無論是從設(shè)備使用方，還是從設(shè)備生產(chǎn)方來說，這都會造成一種無形的損失。對設(shè)備使用方來說，他們無法充分享受設(shè)備的售后服務(wù)；而對于設(shè)備生產(chǎn)方，則難以從大量的設(shè)備運行歷史記錄中發(fā)現(xiàn)有價值的知識用于設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計和制造，同時喪失樹立企業(yè)良好形象的機(jī)會。因此，在構(gòu)建遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)時，為了充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)廠家在遠(yuǎn)程診斷中的作用，需要各分布式的設(shè)備生產(chǎn)廠家的積極參與，實現(xiàn)更大范圍的資源共享。

176）交叉化交叉化是指設(shè)備的故障診斷技術(shù)與人體醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的發(fā)展交叉化。從廣義上看，機(jī)械設(shè)備的故障診斷與人體的醫(yī)學(xué)診斷一樣，他們之間應(yīng)該具有相通之處。特別是液壓系統(tǒng)，更是如此。因為液壓系統(tǒng)的組成與人體的構(gòu)成具有許多可比性：液壓油如同人的血液，液壓泵如同人的心臟，壓力表如同人的眼睛，執(zhí)行元件如同人的四肢，而控制系統(tǒng)和傳感器就如同人的大腦和神經(jīng)，不斷根據(jù)執(zhí)行元件的反饋信息發(fā)出各種控制指令。同整個機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)相比，人體的醫(yī)學(xué)診斷發(fā)展至今，已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完美。機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)自上個世紀(jì)60年代開始至今，其發(fā)展史只是人體醫(yī)學(xué)發(fā)展歷史長河中的一滴，借鑒人體的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，可以使我們在設(shè)備診斷技術(shù)上取得突破，少走許多彎路。遠(yuǎn)程故障診斷從醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成功向機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的擴(kuò)展就是一個很好的例子。此外，油液分析就可以說是液壓系統(tǒng)的抽血化驗，所以筆者為了引起使用者對液壓油清潔度的重視，在給學(xué)生授課以及給相關(guān)液壓控制系統(tǒng)的用戶進(jìn)行培訓(xùn)和解決現(xiàn)場系統(tǒng)故障時，經(jīng)常做出這樣的比喻：“油液被污染的液壓系統(tǒng)就相當(dāng)于人患了白血病”。目前雖說油液分析已應(yīng)用得比較廣泛，但從人體的血檢所能獲得的信息來看，油液中所能獲取的設(shè)備故障信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止目前的這些，應(yīng)該進(jìn)行深入的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這必然為人們所認(rèn)識。綜上所述，液壓設(shè)備往往是結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且是高精度的機(jī)、電、液一體化的綜合系統(tǒng)，系統(tǒng)具有機(jī)液耦合、非線性、時變性等特點。引起液壓故障的原因較多，加大了故障診斷的難度。但是液壓系統(tǒng)故障有著自身的特點與規(guī)律，正確把握液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向，深入研究液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)不僅具有很強(qiáng)的實用性，而且具有很重要的理論意義。6）交叉化182、液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算

2.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整機(jī)設(shè)計的一部分，它除了應(yīng)符合主機(jī)動作循環(huán)和靜、動態(tài)性能等方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、效率高、壽命長、經(jīng)濟(jì)性好、使用維護(hù)方便等條件。液壓系統(tǒng)的設(shè)計沒有固定的統(tǒng)一步驟，根據(jù)系統(tǒng)的簡繁、借鑒的多寡和設(shè)計人員經(jīng)驗的不同，在做法上有所差異。各部分的設(shè)計有時還要交替進(jìn)行，甚至要經(jīng)過多次反復(fù)才能完成。圖2.1所示為液壓系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和一般流程。2、液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算

2.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟液壓19圖2.1液壓系統(tǒng)設(shè)計的一般流程圖2.1液壓系統(tǒng)設(shè)計的一般流程202.1.1明確系統(tǒng)的設(shè)計要求設(shè)計要求是做任何設(shè)計的依據(jù)，液壓系統(tǒng)設(shè)計時要明確液壓系統(tǒng)的動作和性能要求，在設(shè)計過程中一般需要考慮以下幾個方面：1）主機(jī)概況：主機(jī)的用途、總體布局、主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)與性能要求；主機(jī)對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制；主機(jī)的工藝流程或工作循環(huán)，作業(yè)環(huán)境和條件等。2）液壓系統(tǒng)的任務(wù)與要求：液壓系統(tǒng)應(yīng)完成的動作，液壓執(zhí)行元件的運動方式（移動、轉(zhuǎn)動或擺動）、連接形式及其工作范圍；液壓執(zhí)行元件的負(fù)載大小及負(fù)載性質(zhì)，運動速度的大小及其變化范圍；液壓執(zhí)行的動作順序及聯(lián)鎖關(guān)系，各動作的同步要求及同步精度；對液壓系統(tǒng)工作性能的要求，如運動平穩(wěn)性、定位精度、轉(zhuǎn)換精度、自動化程度、工作效率、溫升、振動、沖擊與噪聲、安全性與可靠性等；對液壓系統(tǒng)的工作方式及控制的要求。3）液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件：周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度大小、風(fēng)砂與塵埃情況、外界沖擊振動等；防火與防爆等方面的要求。4）經(jīng)濟(jì)性與成本等方面的要求。2.1.1明確系統(tǒng)的設(shè)計要求設(shè)計要求是做任何設(shè)計的依據(jù)，液壓212.1.2分析工況編制負(fù)載圖對執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要時還應(yīng)做出速度、負(fù)載隨時間(或位移)變化的曲線圖(見圖2.2)。在一般情況下，液壓傳動系統(tǒng)中液壓缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項構(gòu)成了液壓缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載。1）工作負(fù)載不同的機(jī)器有不同的工作負(fù)載。對于金屬切削機(jī)床來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載；對液壓機(jī)來說，工件的壓制抗力即為工作負(fù)載。工作負(fù)載與液壓缸運動方向相反時為正值，方向相同時為負(fù)值(如順銑加工的切削力)。工作負(fù)載既可以為恒值，也可以為變值，其大小要根據(jù)具體情況加以計算，有時還要由樣機(jī)實測確定。2.1.2分析工況編制負(fù)載圖對執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是22圖2.2液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載圖和速度圖a)負(fù)載圖b）速度圖圖2.2液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載圖和速度圖23

2）導(dǎo)軌摩擦負(fù)載

導(dǎo)軌摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動運動部件時所受的導(dǎo)軌摩擦阻力，其值與運動部件的導(dǎo)軌形式、放置情況及運動狀態(tài)有關(guān)。各種形式導(dǎo)軌的摩擦負(fù)載計算公式可查閱有關(guān)手冊。機(jī)床上常用平導(dǎo)軌和v形導(dǎo)軌支承運動部件，其摩擦負(fù)載值的計算公式(導(dǎo)軌水平放置時)為：式中：—摩擦系數(shù)，其中，靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)值參考表2.1；—運動部件的重力；—垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載；—V形導(dǎo)軌面的夾角，一般=90°。2）導(dǎo)軌摩擦負(fù)載

導(dǎo)軌摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動運動部件時所受243)慣性負(fù)載慣性負(fù)載是運動部件在啟動加速或制動減速時的慣性力，其值可按牛頓第二定律求出。3)慣性負(fù)載254）重力負(fù)載垂直或傾斜放置的運動部件，在沒有平衡的情況下，其自重也成為一種負(fù)載。傾斜放置時，只計算重力在運動上的分力。液壓缸上行時重力取正值，反之取負(fù)值。5）密封負(fù)載密封負(fù)載是指密封裝置的摩擦力，其值與密封裝置的類型和尺寸、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)，的計算公式詳見有關(guān)手冊。在未完成液壓系統(tǒng)設(shè)計之前，不知道密封裝置的參數(shù)，無法計算，一般用液壓缸的機(jī)械效率加以考慮，常取=0.90～0.97。6）背壓負(fù)載背壓負(fù)載是指液壓缸回油腔背壓所造成的阻力。在系統(tǒng)方案及液壓缸結(jié)構(gòu)尚未確定之前，也無法計算，在負(fù)載計算時可暫不考慮。表2.2列出幾種常用系統(tǒng)的背壓阻力值。液壓缸的外負(fù)載力F及液壓馬達(dá)的外負(fù)載轉(zhuǎn)矩T計算公式見表2.3。4）重力負(fù)載26液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件272.1.3確定系統(tǒng)的主要參數(shù)2.1.3確定系統(tǒng)的主要參數(shù)28液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件29液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的工況圖是在液壓執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，根據(jù)主機(jī)工作循環(huán)，算出不同階段中的實際工作壓力、流量和功率之后做出的，見圖2.3。工況圖顯示液壓系統(tǒng)在實現(xiàn)整個工作循環(huán)時三個參數(shù)的變化情況。當(dāng)系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，其工況圖應(yīng)是各個執(zhí)行件工況圖的綜合。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的工況圖是在液壓執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，根30液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)中其它液壓元件和液壓基本回路的依據(jù)，也是擬訂液壓系統(tǒng)方案的依據(jù)，這是因為：1）工況圖中的最大壓力和最大流量直接影響著液壓泵和各種控制閥等液壓元件的最大工作壓力和最大工作流量。2）工況圖中不同階段內(nèi)壓力和流量的變化情況決定著液壓回路和油源形式的合理選用。3）工況圖所確定的液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的量值反映著原來設(shè)計參數(shù)的合理性，為主參數(shù)的修改或最后確定提供了依據(jù)。液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)中其它液壓元件和液壓基本回路的312.1.4擬定系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣。擬定系統(tǒng)原理圖是設(shè)計系統(tǒng)的關(guān)鍵，它對系統(tǒng)的性能及設(shè)計方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性具有決定性的影響。擬定系統(tǒng)原理圖包含兩項內(nèi)容：一是通過分析、對比選出合適的基本回路；二是把選出的基本回路進(jìn)行有機(jī)組合，構(gòu)成完整的系統(tǒng)原理圖。1）確定執(zhí)行元件的形式液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件主要有液壓缸和液壓馬達(dá)，根據(jù)主機(jī)動作機(jī)構(gòu)的運動要求來具體選用哪種形式。通常，直線運動機(jī)構(gòu)一般采用液壓缸驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動，但也不盡然?？傊?，要合理地選擇執(zhí)行元件，綜合考慮液—機(jī)—電各種傳動方式的相互配合，使所設(shè)計的液壓傳動系統(tǒng)更加簡單、高效。2）確定回路類型一般具有較大空間可以存放油箱且不另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)，都采用開式回路；凡允許采用輔助泵進(jìn)行補油并借此進(jìn)行冷卻油交換來達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)，都采用閉式回路。通常節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)采用開式回路，容積調(diào)速系統(tǒng)采用閉式問路，詳見表2.6。2.1.4擬定系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原32液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件333）選擇合適回路在擬定系統(tǒng)原理圖時，應(yīng)根據(jù)各類主機(jī)的工作特點和性能要求，首先確定對主機(jī)主要性能起決定性影響的主要回路。例如對于機(jī)床液壓系統(tǒng)，調(diào)速和速度換接問路是主要回路；對于壓力機(jī)液壓系統(tǒng)，調(diào)壓回路是主要回路。然后再考慮其它輔助問路，有垂直運動部件的系統(tǒng)要考慮平衡回路，有多個執(zhí)行元件的系統(tǒng)要考慮順序動作、同步或互不干擾回路，有空載運行要求的系統(tǒng)要考慮卸荷回路等。具體有：①制訂調(diào)速控制方案根據(jù)執(zhí)行元件工況圖上壓力、流量和功率的大小以及系統(tǒng)對溫升、工作平穩(wěn)性等方面的要求選擇調(diào)速回路：對于負(fù)載功率小、運動速度低的系統(tǒng)，采用節(jié)流調(diào)速回路。工作平穩(wěn)性要求不高的執(zhí)行元件，宜采用節(jié)流閥調(diào)速回路；負(fù)載變化較大，速度穩(wěn)定性要求較高的場合，宜采用調(diào)速閥調(diào)速回路。對于負(fù)載功率大的執(zhí)行元件，一般都采用容積調(diào)速問路，即由變量泵供油、避免過多的溢流損失，提高系統(tǒng)的效率；如果對速度穩(wěn)定性要求較高，也可采用容積—節(jié)流調(diào)速回路。調(diào)速方式?jīng)Q定之后，回路的循環(huán)形式也隨之而定，節(jié)流調(diào)速、容積—節(jié)流調(diào)速一般采用開式回路，容積調(diào)速大多采用閉式回路。3）選擇合適回路34②制訂壓力控制方案選擇各種壓力控制回路時，應(yīng)仔細(xì)推敲各種回路在選用時所需注意的問題以及特點和適用場合。例如卸荷回路，選擇時要考慮卸荷所造成的功率損失、溫升、流量和壓力的瞬時變化等。恒壓系統(tǒng)如進(jìn)口節(jié)流和出口節(jié)流調(diào)速回路等、一般采用溢流閥起穩(wěn)壓溢流作用，同時也限定了系統(tǒng)的最高壓力。定壓容積節(jié)流調(diào)速回路本身能夠定壓不需壓力控制閥。另外還可采用恒壓變量泵加安全閥的方式。對非恒壓系統(tǒng)，如旁路節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和非定壓容積節(jié)流調(diào)速，其系統(tǒng)的最高壓力由安全閥限定。對系統(tǒng)中某一個支路要求比油源壓力低的穩(wěn)壓輸出，可采用減壓閥實現(xiàn)。③制訂順序動作控制方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型的不同，有的按固定程序進(jìn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。對于工程機(jī)械，操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動多路換向閥控制，對于加工機(jī)械，各液壓執(zhí)行元件的順序動作多數(shù)采用行程控制，行程控制普遍采用行程開關(guān)控制，因其信號傳輸方便，而行程閥由于涉及油路的連接，只適用于管路安裝較緊湊的場合。另外還有時間控制、壓力控制和可編程序控制等。②制訂壓力控制方案35選擇一些主要液壓回路時，還需注意以下幾點：a.調(diào)壓回路的選擇主要決定于系統(tǒng)的調(diào)速方案。在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，一般采用調(diào)壓回路；在容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速或旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，則均采用限壓回路。一個油源同時提供兩種不同工作壓力時，可以采用減壓回路。對于工作時間相對輔助時間較短而功率又較大的系統(tǒng)，可以考慮增加一個卸荷回路。b.速度換接回路的選擇主要依據(jù)換接時位置精度和平穩(wěn)性的要求。同時還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、控制靈活。c.多個液壓缸順序動作回路的選擇主要考慮順序動作的可變換性、行程的可調(diào)性、順序動作的可靠性等。d.多個液壓缸同步動作回路的選擇主要考慮同步精度、系統(tǒng)調(diào)整、控制和維護(hù)的難易程度等。當(dāng)選擇液壓回路出現(xiàn)多種可能方案時，應(yīng)平行展開，反復(fù)進(jìn)行分析對比，不要輕易做出取舍決定。4)編制整機(jī)的系統(tǒng)原理圖整機(jī)的系統(tǒng)圖主要由以上所確定的各回路組合而成，將挑選出來的各個回路合并整理，增加必要的元件或輔助回路，加以綜合，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。在滿足工作機(jī)構(gòu)運動要求及生產(chǎn)率的前提下，力求所設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、動作平穩(wěn)、效率高、調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)方便。選擇一些主要液壓回路時，還需注意以下幾點：36此時應(yīng)注意以下幾個方面的問題：1）去掉重復(fù)多余的元件，力求使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，同時要仔細(xì)斟酌，避免由于某個元件的去掉或并用而引起相互干擾。2)增設(shè)安全裝置，確保設(shè)備及操作者的人身安全。如擠壓機(jī)控制油路上設(shè)置行程閥，只有安全門關(guān)閉時才能接通控制油路。3)工作介質(zhì)的凈化必須予以足夠的重視。特別是比較精密、重要的以及24小時連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，可以單設(shè)一套自循環(huán)的油液過濾系統(tǒng)。4)對于大型的貴重設(shè)備，為確保生產(chǎn)的連續(xù)性，在液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部位要加設(shè)必要的備用回路或備用元件，例如冶金行業(yè)普遍采用液壓泵用一備一，而液壓元件至少有一路備用。5)為便于系統(tǒng)的安裝、維修、檢查、管理，在回路上要適當(dāng)裝設(shè)一些截止閥、測壓點。6)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量元件和定型的液壓裝置。此時應(yīng)注意以下幾個方面的問題：372.1.5選取液壓元件

2.1.5.1液壓能源裝置設(shè)計液壓能源裝置是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。通常有兩種形式：一種是液壓裝置與主機(jī)分離的液壓泵站；一種是液壓裝置與主機(jī)合為一體的液壓泵組（包括單個液壓泵）。1液壓泵站類型的選擇液壓泵站的類型如表2.7所示。2.1.5選取液壓元件

2.1.5.1液壓能源裝置設(shè)計液壓38表2.7液壓泵站的分類液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件39液壓泵組置于油箱之上的上置式液壓泵站，根據(jù)電動機(jī)安裝方式不同，分為立式和臥式兩種，如圖2.4所示。上置式液壓泵站結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，被廣泛應(yīng)用于中、小功率液壓系統(tǒng)中。液壓泵組置于油箱之上的上置式液壓泵站40非上置式液壓泵站按液壓泵組與油箱是否公用一個底座而分為整體式和分離式兩種。整體式液壓泵站的液壓泵組安置形式又有旁置和下置之分，見圖2.5。非上置式液壓泵站的液壓泵組置于油箱液面以下，有效地改善了液壓泵的吸入性能，且裝置高度低，便于維修，適用于功率較大的液壓系統(tǒng)。非上置式液壓泵站按液壓泵組與油箱是否公41上置式與非上置式液壓泵站的比較見表2.8。柜式液壓泵站是將液壓泵組和油箱整體置于封閉的柜體內(nèi)，這種液壓泵站一般都將顯示儀表和電控按鈕布置在面板上，外形整齊美觀；又因液壓泵被封閉在柜體內(nèi)，故不易受外界污染，但維修不大方便，散熱條件差，且一般需設(shè)有冷卻裝置。因此，通常僅被應(yīng)用于中、小功率的系統(tǒng)。上置式與非上置式液壓泵站的比較見表2.8。42按液壓泵站的規(guī)模大小，可分為單機(jī)型、機(jī)組型和中央型三種。單機(jī)型液壓泵站規(guī)模較小，通常將控制閥組一并置于油箱面板上，組成較完整的液壓系統(tǒng)總成，這種液壓泵站應(yīng)用較廣。機(jī)組型液壓泵站是將一個或多個控制閥組集中安裝在一個或幾個專用閥臺上，然后兩端與液壓泵組和液壓執(zhí)行元件相連接，這種液壓泵站適用于中等規(guī)模的液壓系統(tǒng)中。中央型液壓泵站常被安置在地下室內(nèi)，以利于安裝配管、降低噪聲，保持穩(wěn)定的環(huán)境溫度和清潔度，這種液壓泵站規(guī)模最大，適用于大型液壓系統(tǒng)，如軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。根據(jù)上述分析，按系統(tǒng)的工作特點選擇合適的液壓泵站類型。2）液壓泵站組件的選擇液壓泵站一般由液壓泵組、油箱組件、過濾器組件、蓄能器組件和溫控組件等組成。根據(jù)系統(tǒng)實際需要，經(jīng)深入分析計算后加以選擇、組合。按液壓泵站的規(guī)模大小，可分為單機(jī)型、機(jī)組型和43下面分別闡述這些組件的組成及選用時要注意的事項。液壓泵組由液壓泵、原動機(jī)、聯(lián)軸器、底座及管路附件等組成。油箱組件由油箱、面板、空氣濾清器、液位顯示器等組成，用以儲存系統(tǒng)所需的工作介質(zhì)，散發(fā)系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的一部分熱量，分離介質(zhì)中的氣體并沉淀污物。過濾器組件是保持工作介質(zhì)清潔度必備的輔件，可根據(jù)系統(tǒng)對介質(zhì)清潔度的不同要求，設(shè)置不同等級的粗濾油器、精濾油器。蓄能器組件通常由蓄能器、控制裝置、支承臺架等部件組成。它可用于儲存能量、吸收流量脈動、緩和壓力沖擊，故應(yīng)按系統(tǒng)的需求而設(shè)置，并計算其合理的容量，然后選用之。溫控組件由傳感器和溫控儀組成。當(dāng)液壓系統(tǒng)自身的熱平衡不能使工作介質(zhì)處于合適的溫度范圍內(nèi)時，應(yīng)設(shè)置溫控組件，以控制加熱器和冷卻器，使介質(zhì)溫度始終工作在設(shè)定的范圍內(nèi)。根據(jù)主機(jī)的要求、工作條件和環(huán)境條件，設(shè)計出與工況相適應(yīng)的液壓泵站方案后，就可計算液壓泵站中主要元件的工作參數(shù)。下面分別闡述這些組件的組成及選用時要注意的事項。442.1.5.2選取液壓元件2.1.5.2選取液壓元件45液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件46液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件47③選擇液壓泵的規(guī)格型號根據(jù)以上計算所得的液壓泵的最大工作壓力和最大輸出流量以及系統(tǒng)中擬定的液壓泵的型式，查閱有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本即可確定液壓泵的規(guī)格型號。但要注意，選擇的液壓泵的額定流量要大于或等于前面計算所得的液壓泵的最大輸出流量，并且盡可能接近計算值；所選泵的額定壓力應(yīng)大于或等于計算所得的最大工作壓力。有時尚需考慮一定的壓力儲備，使所選泵的額定壓力高出計算所得的最大工作壓力25%～60%。泵的額定流量則宜與相當(dāng)，不要超過太多，以免造成過大的功率損失。③選擇液壓泵的規(guī)格型號48液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件49液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件50應(yīng)該指出，確定液壓泵的原動機(jī)時，一定要同時考慮功率和轉(zhuǎn)速兩個因素。對電動機(jī)來說，除電動機(jī)功率滿足泵的需要外，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速不應(yīng)高出額定轉(zhuǎn)速。例如，泵的額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，則電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速亦應(yīng)為1000r/min，當(dāng)然，若選擇同步轉(zhuǎn)速為750r／min的電動機(jī)，并且泵的流量能滿足系統(tǒng)需要時是可以的。同理，對內(nèi)燃機(jī)來說，也不要使泵的實際轉(zhuǎn)速高于其額定轉(zhuǎn)速。液壓控制元件的選用與設(shè)計一個設(shè)計的好的液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多地由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，使自行設(shè)計的專用液壓控制元件減少到最低限度。但是，有時因某種特殊需要，必須自行設(shè)計專用液壓控制元件時，可參閱有關(guān)液壓元件的書籍或資料。這里主要介紹液壓控制元件的選用。應(yīng)該指出，確定液壓泵的原動機(jī)時，一定51選擇液壓控制元件的主要依據(jù)和應(yīng)考慮的問題見表2.9。其中最大流量必要時允許短期超過額定流量的20％，否則會引起發(fā)熱、噪聲、壓力損失等增大和閥性能的下降。此外，選閥時還應(yīng)注意下列問題：結(jié)構(gòu)型式、特性曲線、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱控制方式等。選擇液壓控制元件的主要依據(jù)和應(yīng)考慮的問題見表252①溢流閥的選擇直動式溢流閥的響應(yīng)快，一般用于流量較小的場合，宜作制動閥、安全閥用；先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特件好，用于中、高壓和流量較大的場合，宜做調(diào)壓閥、背壓閥用。二級同心的先導(dǎo)式溢流閥的泄漏量比三級同心的要小，故在保壓回路中常被選用。先導(dǎo)式溢流閥的最低調(diào)定壓力—般只能在0.5～1MPa范圍內(nèi)。溢流閥的流量應(yīng)按液壓泵的最大流量選取，并應(yīng)注意其允許的最小穩(wěn)定流量，一般來說，最小穩(wěn)定流量為額定流量的15％以上。②流量閥的選擇一般中、低壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為50～100mL/min；高壓流量閥為2.5～20mL/min。流量閥的進(jìn)出口需要有一定的壓差，高精度流量控制閥約需1MPa的壓差。要求工作介質(zhì)溫度變化對液壓執(zhí)行遠(yuǎn)見運動速度影響小的系統(tǒng)，可選用溫度補償型調(diào)速閥。①溢流閥的選擇53③換向閥的選擇a）按通過閥的流量來選擇結(jié)構(gòu)型式，一般來說，流量在190L/min以上時宜用二通插裝閥；190L/min以下時可采用滑閥型換向閩。70L/min以下時可用電磁換向閥（一般為6、10mm通徑），否則需要選用電液換向閥。b）按換向性能等來選擇電磁鐵類型，交、直流電磁鐵的性能比較見表2-10。③換向閥的選擇54④單向閥及液控單向閥的選擇應(yīng)選擇開啟壓力小的單向閥；開啟壓力較大（0.3～0.5MPa）的單向閥可做背壓閥用。外泄式液控單向閥與內(nèi)泄式相比，其控制壓力低，工作可靠，選用時可優(yōu)先考慮。3）輔助元件的選擇①蓄能器的選擇在液壓系統(tǒng)中，蓄能器的作用是用來儲存壓力能，也用于減小液壓沖擊和吸收壓力脈動。在選擇時可根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中所起作用，相應(yīng)的確定其容量；具體可參閱相關(guān)手冊。②濾油器的選擇濾油器是保持工作介質(zhì)清潔，使系統(tǒng)正常工作所不可缺少的輔助元件。濾油器應(yīng)根據(jù)其在系統(tǒng)中所處部位及被保護(hù)元件對工作介質(zhì)的過濾精度要求、工作壓力、過流能力及其它性能要求而定，通常應(yīng)注意以下幾點：a)其過濾精度要滿足被保護(hù)元件或系統(tǒng)對工作介質(zhì)清潔度的要求；b)過流能力應(yīng)大于或等于實際通過的流量的2倍；c)過濾器的耐壓應(yīng)大于其安裝部位的系統(tǒng)壓力；d)適用的場合一般按產(chǎn)品樣本上的說明。④單向閥及液控單向閥的選擇55③油箱的設(shè)計液壓系統(tǒng)中油箱的作用是：儲油，保證供給系統(tǒng)充分的油液；散熱，液壓系統(tǒng)中由于能量損失所轉(zhuǎn)換的熱量大部分由油箱表面散逸；沉淀油中的雜質(zhì)；分離油中的氣泡，凈化油液。在油箱的設(shè)計中具體可參閱相關(guān)手冊。④冷卻器的選擇液壓系統(tǒng)如果依靠自然冷卻不能保證油溫維持在限定的最高溫度之下，就需裝設(shè)冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。冷卻器有水冷和風(fēng)冷兩種。對冷卻器的選擇主要是根據(jù)其熱交換量來確定其散熱面積及其所需的冷卻介質(zhì)量。具體可參閱相關(guān)手冊。⑤加熱器的選擇環(huán)境溫度過低，使油溫低于正常工作溫度的下限，則須安裝加熱器。具體加熱方法有蒸汽加熱、電加熱、管道加熱。通常采用電加熱器。使用電加熱器時，單個加熱器的容量不能選得太大；如功率不夠，可多裝幾個加熱器，且加熱管部分應(yīng)全部浸入油中。根據(jù)油的溫升和加熱時間及有關(guān)參數(shù)可計算出加熱器的發(fā)熱功率，然后求出所需電加熱器的功率。具體可參閱相關(guān)手冊。⑥連接件的選擇連接件包括油管和管接頭。管件選擇是否得當(dāng)，直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常工作和能量損失的大小，一般從強(qiáng)度和允許流速兩個方面考慮。③油箱的設(shè)計56液壓傳動系統(tǒng)中所用的油管，主要有鋼管、紫銅管、鋼絲編織或纏繞橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。油管的規(guī)格尺寸大多由所連接的液壓元件接口處尺寸決定，只有對一些重要的管道才驗算其內(nèi)徑和壁厚。具體可參閱相關(guān)手冊。在選擇管接頭時，除考慮其有合適的通流能力和較小的壓力損失外，還要考慮到裝卸維修方便，連接牢固，密封可靠，支承元件的管道要有相應(yīng)的強(qiáng)度。另外還要考慮使其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。4）液壓系統(tǒng)密封裝置選用與設(shè)計在液壓傳動中，液壓元件和系統(tǒng)的密封裝置用來防止工作介質(zhì)的泄漏及外界灰塵和異物的侵入。工作介質(zhì)的泄漏會給液壓系統(tǒng)帶來調(diào)壓不高、效率下降及污染環(huán)境等諸多問題，從而損壞液壓技術(shù)的聲譽；外界灰塵和異物的侵入則造成對液壓系統(tǒng)的污染，是導(dǎo)致系統(tǒng)工作故障的主要原因。所以，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程中，必須正確設(shè)計和合理選用密封裝置和密封元件，以提高液壓系統(tǒng)的工作性能和使用壽命。①影響密封件能的因素密封性能的好壞與很多因素有關(guān)，下面列舉其主要方面：密封裝置的結(jié)構(gòu)與形式；密封部位的表面加工質(zhì)量與密封間隙的大小；密封件與接合面的裝配質(zhì)量與偏心程度；工作介質(zhì)的種類、特性和粘度；工作溫度與工作壓力；密封接合面的相對運動速度。液壓傳動系統(tǒng)中所用的油管，主要有鋼管57②密封裝置的設(shè)計要點密封裝置設(shè)計的基本要求是：密封性能良好，并能隨著工作壓力的增大自動提高其密封性能；所選用的密封件應(yīng)性能穩(wěn)定，使用壽命長；動密封裝置的動、靜摩擦系數(shù)要小而穩(wěn)定，且耐磨；工藝性好，維修方便，價格低廉。密封裝置的設(shè)計的要點是：明確密封裝置的使用條件和工作要求，如負(fù)載情況、壓力高低、速度大小及其變化范圍、使用溫度、環(huán)境條件及對密封性能的具體要求等；根據(jù)密封裝置的使用條件和工作要求，正確選用或設(shè)計密封結(jié)構(gòu)并合理選擇密封件；根據(jù)工作介質(zhì)的種類，合理選用密封材料；對于在塵埃嚴(yán)重的環(huán)境中使用的密封裝置，還應(yīng)選用或設(shè)計與主密封相適應(yīng)的防塵裝置；所設(shè)計的密封裝置應(yīng)盡可能符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定并選用標(biāo)準(zhǔn)密封件。②密封裝置的設(shè)計要點582.1.6系統(tǒng)性能的驗算

估算液壓系統(tǒng)性能的目的在于評估設(shè)計質(zhì)量，或從幾種方案中評選最佳設(shè)計方案。估算內(nèi)容一般包括：系統(tǒng)壓力損失、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)發(fā)熱與溫升、液壓沖擊等。對于要求高的系統(tǒng)，還要進(jìn)行動態(tài)性能驗算或計算機(jī)仿真。目前對于大多數(shù)液壓系統(tǒng)，通常只是采用一些簡化公式進(jìn)行近似估算，以便定性地說明情況。2.1.6系統(tǒng)性能的驗算估算液壓系統(tǒng)性能的目的在于評估設(shè)59液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件60液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件61液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件62液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件63液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件64液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件65液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件66液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件67液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件68液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件694)液壓沖擊驗算液壓沖擊不僅會使系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲，而且會使液壓元件、密封裝置等誤動作或損壞而造成事故。因此，需驗算系統(tǒng)中有無產(chǎn)生液壓沖擊的部位、產(chǎn)生的沖擊壓力會不會超過允許值以及所采取的減小液壓沖擊的措施是否奏效等。4)液壓沖擊驗算702.1.7繪制工作圖、編制技術(shù)文件

液壓系統(tǒng)的工作原理圖確定以后，將液壓系統(tǒng)的壓力、流量、電動機(jī)功率、電磁鐵工作電壓、液壓系統(tǒng)用油牌號等參數(shù)明確在技術(shù)要求中提出，同時要繪制出執(zhí)行元件動作循環(huán)圖、電磁鐵動作順序表等內(nèi)容。緊接著，繪制工作圖。工作圖包括液壓系統(tǒng)裝配圖、管路布局圖、液壓集成塊、泵架、油箱、自制零件圖等。1、液壓系統(tǒng)的總體布局液壓系統(tǒng)的總體布局方式有兩種：集中式布局、分散式布局。集中式布局是將整個設(shè)備液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件裝配在主機(jī)上，將油泵電機(jī)組、控制閥組、附件等集成在油箱上組成液壓站。這種形式的液壓站最為常見，具有外形整齊美觀、便于安裝維護(hù)、外接管路少，可以隔離液壓系統(tǒng)的振動、發(fā)熱對主機(jī)精度的影響等優(yōu)點。分散式布局是將液壓元件根據(jù)需要安裝在主機(jī)相應(yīng)的位置上，各元件之間通過管路連接起來，一般主機(jī)支撐件的空腔兼作油箱使用，其特點是占地面積小、節(jié)省安裝空間，但元件布局零亂、清理油箱不便。2.1.7繪制工作圖、編制技術(shù)文件液壓系統(tǒng)的工作原理圖712、液壓閥的配置形式板式配置這種配置方式把板式液壓元件用螺釘國定在油路板上，油路板上鉆、攻有與閥口對應(yīng)的孔，通過油管將各個液壓元件按照液壓原理圖連接起來。其特點是連接方便、容易改變元件之間的連接關(guān)系，但管路較多，目前應(yīng)用越來越少。集成式配置這種配置方式把液壓元件安裝在集成塊上，集成塊既做油路通道使用，又做安裝板使用。集成式配置有三種方式：第一種方式是疊加閥式，這種形式的液壓元件（換向閥除外）既作控制閥用，又作通道體用，疊加閥用長螺栓固定在集成塊上，即可組成所需的液壓系統(tǒng)；第二種方式為塊式集成結(jié)構(gòu)，集成塊是通用的六面體，上下兩面是安裝或連接面，四周一面安裝管接頭，其余三面安裝液壓元件，元件之間的連接通過內(nèi)部通道連接，一般一各集成塊與其上面連接的閥具有一定的功能，整個液壓系統(tǒng)通過螺釘連接起來；第三種方式為插裝式配置，將插裝閥按照液壓基本回路或特定功能回路插裝在集成塊上。集成塊再通過螺釘連接起來組成液壓系統(tǒng)。集成式配置方式應(yīng)用最為廣泛，是目前液壓工業(yè)的主流，其特點是外接管路少、外觀整齊、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便。2、液壓閥的配置形式723.集成塊設(shè)計液壓閥的配置形式一旦確定，集成塊的基本形式也隨之確定。現(xiàn)在除插裝式集成塊外，疊加式、塊式集成塊均已經(jīng)形成了系列化產(chǎn)品，生產(chǎn)周期大幅度縮短。設(shè)計集成塊時，除了考慮外形尺寸、油孔尺寸外，還要考慮清理的工藝性、液壓元件以及管路的操作空間等因素。中高壓液壓系統(tǒng)集成塊要確保材料的均勻性和致密性，常用材料為45#鍛鋼或熱軋方坯；低壓液壓系統(tǒng)集成塊可以采用鑄鐵材料；集成塊表面經(jīng)發(fā)藍(lán)或鍍鎳處理。4.編制技術(shù)文件編制技術(shù)文件包括設(shè)計計算說明書、液壓系統(tǒng)使用維護(hù)說明書、外購、外協(xié)、自制件明細(xì)、施工管路圖等內(nèi)容。3.集成塊設(shè)計732.2液壓系統(tǒng)設(shè)計計算示例2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計計算示例74液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件75液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件76液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件77液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件78液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件79液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件80液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件81液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件822)回路的主要特點：速度變化大，采用變量泵供油；為提高快速性采用差動聯(lián)接；工進(jìn)速度由調(diào)速閥調(diào)定；夾緊壓力由減壓閥調(diào)定，并有單向閥保持；設(shè)壓力繼電器保證順序動作。2)回路的主要特點：83液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件84液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件85注意點：主換向閥、疊加閥、底板塊之間的運程連接尺寸應(yīng)一致。主換向閥在頂端，兼作蓋板，疊加閥布置在主換向閥與低板塊之間。壓力表開關(guān)應(yīng)緊靠底板塊，否則將無法測出各點壓力?；赜吐飞系牧髁块y應(yīng)布置在緊靠主換向閥。盡量減少回油路壓力損失。一般情況下，一組疊加閥只控制一只缸，如多缸工作系統(tǒng)，可透過底板塊連接出多路疊加閥。注意點：86液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件87液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件88

3、液壓故障診斷的策略與技巧

3.1液壓系統(tǒng)的故障原因分析

液壓系統(tǒng)在工作中發(fā)生故障的原因很多，主要原因在于設(shè)計、制造、使用以及液壓油污染等方面存在故障根源；其次便是在正常使用條件下的自然磨損、老化、變質(zhì)而引起的故障。本節(jié)主要分析由于設(shè)計、制造、使用不當(dāng)和液壓油污染引起的故障。

3、液壓故障診斷的策略與技巧

3.1液壓系統(tǒng)的故障原因分析89

3.1.1設(shè)計原因

液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障，一般應(yīng)首先分析液壓系統(tǒng)設(shè)計上的合理性是否存在問題。設(shè)計的合理性是關(guān)系到液壓系統(tǒng)使用性能的根本問題，這在引進(jìn)設(shè)備的液壓系統(tǒng)故障分析過程中表現(xiàn)得相當(dāng)突出。其原因與國外的生產(chǎn)組織方式有關(guān)，國外的制造商，大多數(shù)采用互相協(xié)作的方式，這就難免出現(xiàn)所設(shè)計的液壓系統(tǒng)不完全符合設(shè)備的使用場合以及要求得情況。根據(jù)筆者在解決從德國引進(jìn)的水泥生產(chǎn)線的核心設(shè)備——立磨液壓機(jī)的故障過程中充分體現(xiàn)了這一點。立磨液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)在工作過程中由于軋輥位移量很小，主要工作在保壓狀態(tài)，所以系統(tǒng)在保壓過程中必須使液壓泵處于卸荷狀態(tài)，才能減少系統(tǒng)的發(fā)熱量，保證液壓油的粘度不至于變化太大，從而保證水泥的生產(chǎn)能力。引進(jìn)設(shè)備的液壓系統(tǒng)設(shè)計上采用了常用的溢流閥帶載卸荷方式，顯然屬于設(shè)計不合理造成的。

3.1.1設(shè)計原因

液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障，一般應(yīng)首先分析液壓90設(shè)計液壓系統(tǒng)時，不僅要考慮液壓回路能否完成主機(jī)的動作要求，還要注意液壓元件布局，特別注意疊加閥設(shè)計使用過程中的元件排放位置，例如在由三位換向閥、液控單向閥、單向節(jié)流閥組成的回路中，液控單向閥必須與換向閥直接相聯(lián)，同時換向閥必須采用“Y”型中位機(jī)能。而在采用“M”型中位機(jī)能的電液換向閥的回路中，或者選用外控方式、或者采用帶預(yù)壓單向閥的內(nèi)控方式，其目的均為確保液控閥的正常換向。其次要注意油箱設(shè)計的合理性、管路布局的合理性等因素。對于使用環(huán)境較為惡劣的場合，要注意液壓元件外露部分的保護(hù)。例如在冶金行業(yè)使用的液壓缸的活塞桿常裸露在外，被大氣中污物所包圍。活塞桿在伸出縮回的往復(fù)運動中，不僅受到磨粒的磨損與大氣中腐蝕性氣體的銹蝕，而且還有可能從活塞桿與導(dǎo)套的配合間隙中進(jìn)入污物，污染油液進(jìn)一步加速了液壓缸組件的磨損。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計中在活塞桿上加裝防護(hù)套，使其外露部分由套保護(hù)起來，則可減少或避免上述危害。有的設(shè)計人員為了省事，在油箱圖紙的技術(shù)要求中提出“油箱內(nèi)外表面噴綠色垂紋漆”，這樣制造商自然就不會對油箱內(nèi)表面進(jìn)行酸磷化處理，使用一段時間后，隨著油箱內(nèi)表面油漆的脫落，就會堵塞液壓泵的吸油過濾器，造成液壓泵吸空、或壓力升不高的故障。設(shè)計液壓系統(tǒng)時，不僅要考慮液壓回路能否完成主機(jī)的動作要求，還913.1.2制造原因

一般情況下，經(jīng)過正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)裝配、調(diào)試出廠后的液壓設(shè)備，其綜合的技術(shù)性能是合格的。但在設(shè)備維修、需要更換一些新的液壓元件時，由于用戶采用了劣質(zhì)液壓元件，反而在新元件取代舊元件之后系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。因此對元件的制造問題也應(yīng)認(rèn)真對待，不容忽視。否則也有可能給液壓系來預(yù)想不到的故障。例如，某造紙機(jī)械液壓系統(tǒng)中更換了一雙筒精過濾器濾芯，安裝后僅6天出現(xiàn)了由于小孔堵塞而造成的故障。經(jīng)過對更換的新購紙芯過濾器的濾芯進(jìn)行認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)濾芯在加工制造中受到了嚴(yán)重機(jī)械損傷，呈一定規(guī)律分布的微孔和裂縫，失去了過濾作用，濾紙的質(zhì)量低，紙內(nèi)粘有污物。顯而易見這樣的濾芯裝后不僅起不到過濾的作用，反而本身又構(gòu)成了一個污染源，便給系統(tǒng)造成不應(yīng)有的故障。3.1.2制造原因

一般情況下，經(jīng)過正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)裝配、調(diào)試92更有甚者，一些家庭作坊式的液壓站制造商在液壓系統(tǒng)總裝時根本不對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，以裝配時的元件清洗取代系統(tǒng)裝配時系統(tǒng)的沖洗，使系統(tǒng)內(nèi)留下了裝配過程中帶進(jìn)系統(tǒng)中的污染物，也是造成系統(tǒng)故障的一個不可輕視的原因。液壓系統(tǒng)的清洗，必須借助于液流在一定壓力一定速度的情況下，對整個系統(tǒng)的各個回路分別進(jìn)行沖洗。裝配前零件的清洗不能代替裝配后的系統(tǒng)沖洗?，F(xiàn)在一些正規(guī)的液壓站專業(yè)制造商已把裝配后系統(tǒng)沖洗嚴(yán)格用于裝配生產(chǎn)中，并把這一技術(shù)看成是產(chǎn)品質(zhì)量保證體系中的一個重要環(huán)節(jié)，也是一個行之有效的措施。另外，液壓集成塊中的毛刺清理的程度也是制造、清洗過程中一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)。更有甚者，一些家庭作坊式的液壓站制造商在液壓系統(tǒng)總裝時根本不933.1.3使用原因

液壓系統(tǒng)使用維護(hù)不當(dāng)，不僅使液壓設(shè)備的故障頻率增加，而且會降低設(shè)備的使用壽命和使用性能，這在一些新的液壓系統(tǒng)用戶中體現(xiàn)的較為突出。例如福建某玻璃門窗生產(chǎn)企業(yè)新購進(jìn)一臺玻璃涂膠液壓設(shè)備，該企業(yè)的操作人員在液壓站不加液壓油的情況下就開始了設(shè)備調(diào)試，結(jié)果不到10分鐘液壓泵抱死、電機(jī)燒壞，并且差一點造成人身事故。筆者還遇到了這樣一個液壓設(shè)備用戶，由于液壓油未達(dá)到液位計的最低液位，而企業(yè)的供應(yīng)部門由未能及時購買液壓油，為了不影響生產(chǎn)，設(shè)備操作者“靈機(jī)一動”在油箱中放了二塊磚頭，液位上來了，設(shè)備也開了起來，結(jié)果使用了2個月左右，由于磚在液壓油中的粉化作用，使得磚粉沫進(jìn)入了整個液壓系統(tǒng)，造成了整機(jī)癱瘓的嚴(yán)重后果。另外，液壓設(shè)備在使用過程中的超載、超速，維護(hù)保養(yǎng)不及時、使用不當(dāng)?shù)龋伎赡芤鹨簤合到y(tǒng)的故障。3.1.3使用原因

液壓系統(tǒng)使用維護(hù)不當(dāng)，不僅使液壓設(shè)備的943.1.4液壓油污染的原因正如在液壓油的污染控制中一節(jié)所述：液壓系統(tǒng)的故障率75%以上使由于液壓油的污染造引起的。在液壓系統(tǒng)中，極易造成油液污染的地方是油箱。不少油箱，在結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造上存在著缺陷。最常見的是“封閉性”油箱設(shè)計得不合理,例如在聯(lián)接處接管處不加密封，導(dǎo)致污物滲入油箱。污染的油液進(jìn)入液壓系統(tǒng)中，加速液壓元件的磨損、銹蝕、堵塞，最后導(dǎo)致故障的形成。

3.1.4液壓油污染的原因正如在液壓油的污染控制中一節(jié)所述95近幾年來許多制造商在油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計方面對如何減少或杜絕污染物進(jìn)入油箱問題上都做了不少有益的探索和實踐。例如現(xiàn)在采用的全封閉式油箱結(jié)構(gòu)，除只留一個與大氣相通的通氣孔之外，油箱全部采用封閉結(jié)構(gòu)，所有聯(lián)接處和接管處設(shè)有嚴(yán)格密封裝置。加油口蓋設(shè)置過濾裝置構(gòu)成通氣孔，該口使油箱內(nèi)液面與大氣相通而保證系統(tǒng)正常工作，同時還可以防止外界污染物進(jìn)入油箱。由于油箱全密閉，所以泵的吸油口處取消了過濾器，系統(tǒng)所有回油經(jīng)過總回油管路山上的過濾器在回到油箱，從而確保了整個液壓系統(tǒng)油液的清潔。這種結(jié)構(gòu)不僅避免了外界污物對油箱內(nèi)油液的污染。而且由于吸油口去掉了過濾裝置，使吸油阻力大大減少，從而可避免了空穴現(xiàn)象的發(fā)生。筆者在給一家制鞋企業(yè)的液壓設(shè)備處理“液壓系統(tǒng)的壓力時有時無”這一故障時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場油箱內(nèi)的油液已經(jīng)分層，在離液面200mm以下有明顯的膠狀物存在，油箱底部存在不少顆粒狀沉淀物，卸下液壓泵的過濾器一看，幾乎全部被堵塞。很顯然，系統(tǒng)的故障是由于液壓油的污染引起的，通過更換過濾器、更換液壓油、清洗油箱，問題得到了圓滿的解決。所以，在使用液壓油時要把它看作像人的血液一樣保持足夠的清潔度才能確保液壓系統(tǒng)的故障率降到最低限度。近幾年來許多制造商在油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計方面對如何減少或杜絕污染物進(jìn)963.2液壓系統(tǒng)的故障特征與診斷步驟

3.2.1液壓系統(tǒng)的故障特征

1.液壓設(shè)備不同運行階段的故障1)試制液壓設(shè)備調(diào)試階段的故障液壓設(shè)備調(diào)試階戰(zhàn)的故障率較高。其特征是設(shè)計、制造、安裝等質(zhì)量問題交叉在一起。除了機(jī)械、電氣的問題以外，液壓系統(tǒng)常發(fā)生的故障有:（1）外泄漏嚴(yán)重，主要發(fā)生在接頭和有關(guān)元件的端蓋連接處。（2）執(zhí)行元件運動速度不隱定。（3）液壓閥的閥芯卡死或運動不靈活，導(dǎo)致執(zhí)行元件動作失靈。有時發(fā)現(xiàn)液壓閥的閥芯方向裝反，要特別注意二位但電控電磁閥。（4）壓力控制元件的阻尼小孔堵塞，造成壓力不穩(wěn)定。（5）閥類元件漏裝彈簧、密封件，造成控制失靈。有時出現(xiàn)管路接錯而使系統(tǒng)動作錯亂。（6）液壓系統(tǒng)設(shè)計不完善。液壓元件選擇不當(dāng)，造成系統(tǒng)發(fā)熱、執(zhí)行元件同步精度低等故障現(xiàn)象。3.2液壓系統(tǒng)的故障特征與診斷步驟

3.2.1液壓系統(tǒng)的故972）液壓設(shè)備運行初期的故障液壓設(shè)備經(jīng)過調(diào)試階段后。便進(jìn)入正常出產(chǎn)運行階段。此階段故障恃征是：管接頭因振動而松脫。密封件質(zhì)量差，或由于裝配不當(dāng)而被損傷，造成泄漏。管道或液壓元件油道內(nèi)的毛刺、型砂、切屑等污物在油液的沖擊下脫落，堵塞阻尼孔或過濾器，造成壓力和速度不穩(wěn)定。由于負(fù)荷大或外界環(huán)境散熱條件差·使油液溫度過高，引起泄漏，導(dǎo)致壓力和速度的變化。3）液壓設(shè)備運行中期的故障液壓設(shè)備運行到中期，屬于正常磨損階段，故障率最低，這個階段液壓系統(tǒng)運行狀態(tài)最佳。但應(yīng)特別注意定期更換液壓油、控制油液的污染。2）液壓設(shè)備運行初期的故障984）液壓設(shè)備運行后期的故障液壓設(shè)備運行到后期，液壓元件因工作頻率和負(fù)荷的差異，易損件先后開始正常性的超差磨損。此階段故障率較高，泄漏增加，效率降低。針對這一狀況，要對液壓元件進(jìn)行全面檢驗，對已失效的液壓元件應(yīng)進(jìn)行修理或更換。以防止液壓設(shè)備不能運行而被迫停產(chǎn)。2.突發(fā)性故障這類故障多發(fā)生在液壓設(shè)備運行初期和后期。故障的特征是突發(fā)性，故障發(fā)生的區(qū)域及產(chǎn)生原因較為明顯。如發(fā)生碰撞，元件內(nèi)彈簧突然折斷，管道破裂，異物堵塞管路通道，密封件損壞等故障現(xiàn)象。突發(fā)性故障往往與液壓設(shè)備安裝不當(dāng)、維護(hù)不良有直接關(guān)系。有時由于操作錯誤也會發(fā)生破壞性故障。防止這類故障的主要措施是加強(qiáng)設(shè)備日常管理維護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，以及加強(qiáng)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。4）液壓設(shè)備運行后期的故障993.2.2液壓系統(tǒng)的故障診斷步驟

1.查找故障液壓元件的步驟液壓系統(tǒng)的故障有時是系統(tǒng)中某個元件產(chǎn)生故障造成的，因此，首先需要把出了故障的元件找出來，根據(jù)圖3-1列出的步驟進(jìn)行檢查，就可以找出液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生故障的元件。3.2.2液壓系統(tǒng)的故障診斷步驟1.查找故障液壓元件的步驟100液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件101第一步：液壓傳動設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常,例如,沒有運動,運動不穩(wěn)定,運動方向不正確,運動速度不符合要求，動作順序錯亂，輸出力不穩(wěn)定，泄漏嚴(yán)重，爬行等。無論是什么原因，都可以歸納為：流量、壓力和方向三大問題。第二步：審校液壓回路圖，并檢查每個液壓元件，確認(rèn)它的性能和作用，初步評定其質(zhì)量狀況。第三步：列出與故障相關(guān)的元件清單，逐個進(jìn)行分析。進(jìn)行這一步時，一要充分利用判斷力，二是注意絕不可遺漏對故障有重大影響的元件。第四步：對清單中所列出的元件按以往的經(jīng)驗和元件檢查的難易排列次序。必要時，列出重點檢查的元件和元件的重點檢查部位。同時安排測量儀器等。第一步：液壓傳動設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常,例如,沒有運動,運動不穩(wěn)定,102第五步:對清單中列出的重點檢查元件進(jìn)行初檢。初檢應(yīng)判斷以下一些問題:元件的使用和裝配是否合適。元件的測量裝置、儀器和測試方法是否合適；元件的外部信號是否合適，對外部信號是否響應(yīng)等。特別注意某些元件的故障先兆。如過高的溫度和嘆聲、振動和泄漏等。第六步：如果初檢中未蠶出故障，要用儀器反復(fù)檢查。第七步：識別出發(fā)生故障的元件。對不合格的元件進(jìn)行修理或更換。第八步：在重新啟動主機(jī)前，必須先認(rèn)真考慮一下這次故障的原因和后果。如果故障是由于污染或油溫過高引起的，則應(yīng)預(yù)料到其它元件也有出現(xiàn)故障的可能性，同時對隱患采取相應(yīng)的措施。例如，由于污染原因引起液壓泵的故障，則在更換新泵前必須對系統(tǒng)進(jìn)行徹底清洗和過濾。第五步:對清單中列出的重點檢查元件進(jìn)行初檢。初檢應(yīng)判斷以下一1032.重新啟動的步驟排除液壓系統(tǒng)枚障之后，不能操之過急，盲目啟動，必須遵照一定的要求和程序啟動。否則，舊的故障排除了，新的故障會相繼產(chǎn)生。其主要原田是缺乏周密的思考。如前所述，液壓泵由于污染而出現(xiàn)故障，那么，污染是怎樣引起的？其它液壓元件是否也被污染了呢？圖2-2為重新啟動的程序框圖。2.重新啟動的步驟104液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件1053.3液壓系統(tǒng)的故障診斷方法

3.3.1直觀檢查法

直觀檢查法又稱初步診斷法，是液壓系統(tǒng)故障診斷的一種最為簡易且方便易行的方法。這種方法通過“看、聽、摸、聞、閱、問”六字口訣進(jìn)行。直觀檢查法即可在液壓設(shè)備工作狀態(tài)下進(jìn)行，又可在其不工作狀態(tài)下進(jìn)行·1）看。觀察液壓系統(tǒng)工作的實際情況。一看速度，指執(zhí)行元件運動速度有無變化和異?，F(xiàn)象；二看壓力，指液壓系統(tǒng)中各壓力監(jiān)測點的壓力大小以及變化情況：三看油液是否清潔、變質(zhì)，表面是否有泡沫，液位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，液壓油的粘度是否合適；四看泄漏，指各連接部位是否有滲漏現(xiàn)象；五看振動，指液壓執(zhí)行元件在工作時有無跳動現(xiàn)象；六看產(chǎn)品，根據(jù)液壓設(shè)備及工出來的產(chǎn)品質(zhì)量，判斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)、液壓系統(tǒng)的工作壓力和流量穩(wěn)定性等。3.3液壓系統(tǒng)的故障診斷方法

3.3.1直觀檢查法

直觀1062）聽。用聽覺判斷液壓系統(tǒng)工作是否正常:一聽噪聲，聽液壓泵和液壓系統(tǒng)工作時的噪聲是否過大及噪聲的特征，溢流閥、順序閥等壓力控制元件是否有尖叫聲；二聽沖擊聲，指工作臺液壓缸換向時沖擊聲是否過大，活塞是否有撞擊缸底的聲音，換向閥換向時是否有撞擊端蓋的現(xiàn)象：三聽氣蝕和困油的異常聲，檢查液壓泵是否吸迸空氣，及有否嚴(yán)重困油現(xiàn)象：四聽敲打聲，指液壓泵運轉(zhuǎn)時是否有因損壞引起的敲打聲。3）摸。用手觸摸允許摸的運動部件以了解其工作狀態(tài):一摸溫升，用手摸液壓泵、油箱和閥類元件外殼表面，若接觸兩秒鐘感到燙手，就應(yīng)檢查溫升過高的原因；二摸振動，用手摸運動部件和管路的振動情況，若有高頻振動應(yīng)檢查產(chǎn)生的原因；三摸爬行，當(dāng)工作臺在輕載低速運動時，用手摸有無爬行現(xiàn)象；四摸松緊程度，用手觸摸擋鐵、微動開關(guān)和緊固螺釘?shù)鹊乃删o程度。4）聞。用嗅覺器官辨別油液是否發(fā)臭變質(zhì)，橡膠件是否因過熱發(fā)出特殊氣味等。5)閱。查閱有關(guān)故障分析和修理記錄、日檢和定檢卡及交接班記錄和維修保養(yǎng)情況記錄。2）聽。用聽覺判斷液壓系統(tǒng)工作是否正常:一聽噪聲，聽液壓泵和1076）問。訪問設(shè)備操作者，了解設(shè)備平時運行狀況:一問液壓系統(tǒng)工作是否正常，液壓泵有無異?，F(xiàn)象；二問液壓油更換時間，濾網(wǎng)是否清潔；三問發(fā)生事故前壓力或速度調(diào)節(jié)閥是否調(diào)節(jié)過，有哪些不正常現(xiàn)象；四問發(fā)生事故前是否更換過密封件或液壓件；五問發(fā)生事故前后液壓系統(tǒng)出現(xiàn)過哪些不正?，F(xiàn)象；六問過去經(jīng)常出現(xiàn)過哪些故障，是怎樣排除的。由于每個人的感覺、判斷能力和實踐經(jīng)驗的差異，判斷結(jié)果肯定會有差異，但是經(jīng)過反復(fù)實踐，故障原因是特定的，終究會被確認(rèn)并予以排除。應(yīng)當(dāng)指出的是：這種方法對于有實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員來講，顯得更加有效。6）問。訪問設(shè)備操作者，了解設(shè)備平時運行狀況:一問液壓系統(tǒng)工1083.3.2對比替換法這種方法常用于在缺乏測試儀器的場合檢查液壓系統(tǒng)故障，并且經(jīng)常結(jié)合替換法進(jìn)行。對比替換方法有兩種情況：一種情況是用兩臺型號、性能參數(shù)相同的機(jī)械進(jìn)行對比試驗，從中查找故障。試驗過程中可對機(jī)械的可疑元件用新件或完好機(jī)械的元件進(jìn)行代換，再開機(jī)試驗，如性能變好，則故障所在即知。否則，可繼續(xù)用同樣的方法或其他方法檢查其余部件；另一種情況是對于具有相同功能回路的液壓系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)，采用對比替換法更為方便，而且，現(xiàn)在許多系統(tǒng)的連接采用高壓軟管連接，為替換法的實施捉供了更為方便的條件。遇到可疑元件時，要更換另一回路的完好元件時，不需拆卸元件，只要更換相應(yīng)的軟管接頭即可。例如在檢查三工位母線機(jī)（主要完成定位、折彎、沖孔動作）的液壓系統(tǒng)故障時，有一回路工作無壓力，懷疑液壓泵有問題。結(jié)果對調(diào)了兩個液壓泵軟管的接頭，一次就消除了故障存在的可能性。對比替換方法在調(diào)試兩臺以上相同的液壓站時非常有效。3.3.2對比替換法這種方法常用于在缺乏測試儀器的場合檢查液109例如筆者在調(diào)試4臺垃圾處理液壓站（如圖3-3所示）時，就充分應(yīng)用了這種方法。垃圾處理站的主油缸（壓臺）的動作順序是：快進(jìn)——→工進(jìn)－－→快退，快進(jìn)是通過差動連接來實現(xiàn)的。動作要求是：2YA通電，壓臺縮回；3YA通電，壓臺伸出；3YA、4YA同時通電，壓臺差動快速伸出。但在調(diào)試過程中，實際現(xiàn)象是：2YA通電，壓臺伸出；3YA通電，壓臺不動；3YA、4YA同時通電，壓臺慢速伸出。即快進(jìn)與工進(jìn)的速度沒有區(qū)別。為此，我們采用了對比替換方法，首先將有故障的液壓站的液壓閥對應(yīng)放在無故障的液壓站上，也出現(xiàn)了同樣的問題，說明原液壓站上的集成塊沒有問題，這樣原因就落在液壓閥上。第二步對液壓閥進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其中控制快進(jìn)、工進(jìn)的液壓閥的閥芯裝反了，將閥芯倒過來以后，將液壓閥裝在原液壓站上，故障現(xiàn)象得以排除。例如筆者在調(diào)試4臺垃圾處理液壓站（如圖3-3所示）時，就充分110液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件1113.3.3邏輯分析法采用邏輯分析法分析液壓系統(tǒng)的故障時，可分為兩種情況。對較為簡單的液壓系統(tǒng)，可以根據(jù)故障現(xiàn)象，按照動力元件、控制元件、執(zhí)行元件的順序在液玉系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合前面的幾種方法，正向推理分析故障原因。例如玻璃涂膠設(shè)備出現(xiàn)涂不出膠的故障，直觀來看就是液壓缸的輸出力（即壓力）不足。根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖來分析，造成壓力下降的可能原因有：吸油過濾器堵塞、液壓泵內(nèi)泄漏嚴(yán)重、溢流閥壓力調(diào)節(jié)過低或者溢流閥阻尼孔堵塞、液壓缸內(nèi)泄漏嚴(yán)重、管路連接件泄漏、回油壓力過高等等。考慮到這些因素后，在根據(jù)已有的檢查結(jié)果，排除其它因素，逐漸縮小范圍。直到解決問題為止。3.3.3邏輯分析法采用邏輯分析法分析液壓系統(tǒng)的故障時，可112對于比較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，通常可按控制油路和工作油路兩大部分分別進(jìn)行分析。例如在分析YT4543液壓滑臺的快進(jìn)動作時（原理圖見圖3-4），正常情況下主油路為：按下啟動按鈕，電磁鐵1YA通電，電液換向閥7的先導(dǎo)閥A左位工作，液動換向閥B在控制壓力油作用下將左位接入系統(tǒng)。進(jìn)油路：油箱→濾油器1→泵2→單向閥3→閥7→閥11→液壓缸左腔?；赜吐罚阂簤焊子仪弧y7→閥6→閥11→液壓缸左腔。液壓缸兩腔連通，實現(xiàn)差動快進(jìn)。由于快進(jìn)阻力小，系統(tǒng)壓力低，變量泵輸出最大流量。同理可以分析出控制油路的工作情況。有了正常情況下的液壓原理圖，對于出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，就可以通過上述分析逐一將故障現(xiàn)象排除。對于比較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，通常可按控制油路和工作油路兩大部分分113液壓系統(tǒng)維修與故障診斷課件1143．3．4儀器專項檢測法有些重要的液壓設(shè)備必須進(jìn)行定量專項檢測，即檢測故障發(fā)生的根源型參數(shù)，為故障判斷提供可靠依據(jù)。（1）壓力。檢測液壓系統(tǒng)各部位的壓力值，分析其是否在允許范圍內(nèi)。(2)流量。檢測液壓系統(tǒng)各位置的油液流量值是否在正常值范圍內(nèi)。(3)溫升。檢測液壓泵、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、油箱的溫度值，分析是否在正常范圍內(nèi)。(4)噪聲。檢測異常噪聲值，并進(jìn)行分析，找出噪聲源。應(yīng)該注意的是：對于有故障嫌疑的液壓件要在試驗臺架上按出廠試驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，元件檢測要先易后難，不能輕易把重要元件從系統(tǒng)中拆下，甚至盲目解體檢查。3．3．4儀器專項檢測法有些重要的液壓設(shè)備必須進(jìn)行定量專115(5)在線檢測。很多液壓設(shè)備本身配有重要參數(shù)的檢測儀表，或系統(tǒng)中預(yù)留了測量接口，不用拆下元件就能觀察或從接口檢測出元件的性能參數(shù)，為初步診斷提供定量依據(jù)。如在液壓系統(tǒng)的有關(guān)部位和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)中裝設(shè)壓力、流量、位置、速度、液位、溫度、過濾阻塞報警等各種監(jiān)測傳感器，某個部位發(fā)生異常時，監(jiān)測儀器均可及時測出技術(shù)參數(shù)狀況，并可在控制屏幕上自動顯示，以便于分析研究、調(diào)整參數(shù)、診斷故障并予以排除。(5)在線檢測。很多液壓設(shè)備本身配有重要參數(shù)的檢測儀表，或系1163.3.5模糊邏輯診斷方法故障診斷問題的模糊性質(zhì)為模糊邏輯在故障診斷中的應(yīng)用提供了前提。模確診斷方法利用模糊邏揖來描述故障原因與故障現(xiàn)象之間的模糊關(guān)系，通過隸屬函數(shù)和模糊關(guān)系方程解決故障原因與狀態(tài)識別問題。模糊邏輯在故障領(lǐng)域中的應(yīng)用稱為模糊聚類診斷法。它是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計算機(jī)診斷方法，其最大特征是，它能將操作者或?qū)＜业脑\斷經(jīng)驗和知識表示成語言變量描述的診斷規(guī)則，然后用這些規(guī)則對系統(tǒng)進(jìn)行診斷。因此，模糊邏輯診斷方法適用于數(shù)學(xué)模型未知的、復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的診斷。從信息的觀點來看，模糊診斷是一類規(guī)則型的專家系統(tǒng)。3.3.5模糊邏輯診斷方法故障診斷問題的模糊性質(zhì)為模糊邏輯1173.3.6智能診斷方法對于復(fù)雜的故障類型，由于其機(jī)理復(fù)雜而難于診斷，需要一些經(jīng)驗性知識和診斷策略。專家系統(tǒng)在診斷領(lǐng)域的應(yīng)用可以解決復(fù)雜故障的診斷問題。液壓設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)由知識庫和推理機(jī)組成。知識庫中存放各種故障現(xiàn)象、引起故障的原因及原因和現(xiàn)象間的關(guān)系，這些都來自有經(jīng)驗的維修人員和領(lǐng)域?qū)＜?，它集中了多個專家的知識，收集了大量的資料，扣除了個人解抉問題時的主觀偏見，使診斷結(jié)果更接近實際。一旦液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，通過人機(jī)接口將故障現(xiàn)象輸入計算機(jī)，由計算機(jī)根據(jù)輸入的故障現(xiàn)象及知識庫中的知識，按推理機(jī)中存放的推理方法推算出故障原因并報告給用戶，還可提出維修或預(yù)防措施。目前，故障診斷專家系統(tǒng)存在的問題是缺乏有效的診斷知識表達(dá)方法及不確定性推理方法，診斷知識獲取因難。近年來發(fā)展起來的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，其知識的獲取與表達(dá)采用雙向聯(lián)想記憶模型，能夠存儲作為變元概念的客體之間的因果關(guān)系，處理不精確的、矛盾的、甚至錯誤的數(shù)據(jù)，從而提高了專家系統(tǒng)的智能水平和實時處理能力，是診斷專家系統(tǒng)的發(fā)展方向。3.3.6智能診斷方法對于復(fù)雜的故障類型，由于其機(jī)理復(fù)雜而1183.3.7基于灰色理論的故障診斷方法研究灰色系統(tǒng)的有關(guān)建模、控模、預(yù)測、決策、優(yōu)化等問題的理論稱為灰色理論。通?？梢詫⑿畔⑾到y(tǒng)分為白色系統(tǒng)、灰色系統(tǒng)和黑色系統(tǒng)。白色系統(tǒng)指系統(tǒng)參數(shù)完全已知，黑色系統(tǒng)指系統(tǒng)參數(shù)完全未知，灰色系統(tǒng)指部分參數(shù)已知而部分參數(shù)未知的系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)理論就是通過已知參數(shù)來預(yù)測未知參數(shù)，利用“少數(shù)據(jù)”建模從而解決整個系統(tǒng)的未知參數(shù)。實踐證明，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的原因式多方面的、復(fù)雜的，既有簡單故障，也有多個部位或部件同時發(fā)生故障的情況。由于故障檢測手段的不完善性、信號獲取裝置的不穩(wěn)定性及信息處理方法的近似性，或者缺少有效的觀測工具，造成信息不完全，對故障的判斷預(yù)測，帶有估計、猜想、假設(shè)和臆測等主觀想象成分，導(dǎo)致人們對液壓系統(tǒng)故障機(jī)理的認(rèn)識帶有片面性。3.3.7基于灰色理論的故障診斷方法研究灰色系統(tǒng)的有關(guān)建模119另一方面，由于液壓系統(tǒng)是“機(jī)-電-液”系統(tǒng)的復(fù)雜組合，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的故障往往呈現(xiàn)出一定的動態(tài)性，也給液壓設(shè)備的故障判別帶來一定的困難。因此，液壓設(shè)備、液壓系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生故障與否是確定的，但人們對故障的認(rèn)識和判別受技術(shù)水平的限制，不同的人對故障信息掌握的充分程度不同，會得出不同的診斷結(jié)果。由此看出液壓系統(tǒng)故障由于信息的不完全帶有一定的灰色性?；疑碚撚糜谝簤涸O(shè)備故障診斷就是利用存在的已知信息去推知含有故障模式的不可知信息的特性、狀態(tài)和發(fā)展趨勢，其實質(zhì)也是一個灰色系統(tǒng)的白化問題。液壓設(shè)備故障診斷的實質(zhì)是故障模式識別，采用灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)分析方法，通過設(shè)備故障模式與