液壓及潤滑設備維修手冊

1、液 壓 基 礎 知 識液壓及潤滑設備維修手冊部 門：設備能源部編寫人：孫 福 成2004年12月4日第一章液壓系統(tǒng)的基本知識與符號識別1、液壓傳動基礎知識1、1液壓油1液壓油的種類液壓傳動用油主要分為石油系油和不燃性油兩類，分類如下：石油系液壓油一般液壓油液壓傳動專用油透平油、馬達油加有添加劑的馬達油液壓傳動用油耐磨損液壓油耐磨損的液壓傳動專用油含水型液壓油乳化系液壓油不燃性液壓油磷酸酯系液壓油水+乙二醇系液壓油鹵化碳化氫合成液壓油硅酸酯硅油2、液壓油的特性1）壓縮性，各種油的壓縮性見表1-1所示。表1-1各種油的壓縮性油的種類體積減少率 /%7Mpa70Mpa水0.343.3WO0.353.

2、5水乙二醇系液壓油0.262.6石油系液壓油0.353.4磷酸酯系液壓油0.252.51000300200100503020107.05.04.03.02.01.601.401.201.000.900.800.700.600.502)粘度溫度特性,如圖1-1所示。46運動粘度(/mm2.s-1)52310 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150溫度t/圖1-1粘度溫度特性16號主軸油 210號主軸油 320號液壓油430號液壓油 540號液壓油 6真空泵油3）液壓油對密封材料的影響，見表1-2所示。表1-2液壓油對密封材料的影響密封

3、材質石油系液壓油磷酸酯脂肪酸酯水+乙二醇液壓油W/O乳化液低苯胺點高苯胺點丙烯酸酯橡膠丁二烯橡膠苯乙烯-丁二烯橡膠丁腈橡膠丁基橡膠乙丙烯橡膠氟化橡膠異戊二烯橡膠硅橡膠氟化硅橡膠硫化橡膠氨基甲酸乙酯氯磺化聚乙烯氯丁橡膠鞣皮軟木注：易溶；比較易溶；不溶：一般。3、液壓油的試驗及判斷從實用角度，希望在現場采用簡單的方法，對液壓油進行最經濟有效的檢查，以判斷其好壞。液壓油在使用過程中一定要清潔，這樣，除能延長液壓油的使用壽命外，還能確保液壓元器件的正常工作。外觀檢查 液壓油顏色各異，單靠液壓油顏色來推測質量和性能是困難的。但在選用新油時，可與試驗油作比較，按其變化的大小來確定變化的原因。如含水率和渾濁

4、程度的判斷，可采用圖1-2所示進行。粘度試驗 在玻璃管（或透明塑料管）中放進適中的鋼球，靠鋼球落下的速度的差異來判斷粘度的高低，落下速度慢，粘度就高（見右圖）異物測定試驗 將污染的油通過濾紙過濾，并將過濾的異物進行目測或放大鏡觀察，基本上可以掌握異物的性質、大小、數量。一般目測的直徑的范圍在0.1毫米，采用25倍放大鏡可以識別0.003毫米的異物，由此確定異物侵入途徑及造成的危害等，以便采取解決措施。加熱試驗 將試驗油裝入試管內加熱，排除空氣使之沸騰，再繼續(xù)加熱時若產生叭喇叭喇的聲音就表示油中含有水分；或用濕布卷在加熱試管外壁，當試管內壁附有水蒸氣時也可判斷油中含水。油溫測定 盡可能采用溫度計

5、直接測定，如確有困難可用手觸摸的方式判斷其溫度（見下表）用手觸摸金屬表面時感覺溫度溫度t/用手觸摸時的感覺30稍微涼比體溫低，感覺稍微有點涼40稍微暖和略感超過體溫45暖和用手觸摸有暖和之感50稍微熱觸摸一段時間手掌會發(fā)紅55熱手可觸摸5s7s的時間60熱手可觸摸3s4s的時間65非常熱手可觸摸2s3s的時間，用手長時間摸會燙壞70非常熱用手指約摸3s75特別熱用手指僅可觸摸1.5s2s1、2液壓泵外嚙合式齒輪泵、種類 按工作原理分類如下容積式液壓泵螺桿泵徑向柱塞泵軸向柱塞泵柱塞泵單作用葉片泵雙作用葉片泵內嚙合式齒輪葉片泵齒輪泵、齒輪泵簡介這種泵主要是由一個密封的外殼及一對齒輪構成。通過旋轉運

6、動，兩齒輪分離所出現的齒間間隙而產生負壓，油箱液面在大氣壓作用下流入泵內填充齒間隙，齒輪間在連續(xù)轉動中與外殼和月牙型形成閉合的空腔并被繼續(xù)移向壓力側。此時齒輪再度嚙合并將液體排出齒空腔。輪齒在齒間隙完全排空之前即要閉合齒隙，若無卸荷可能，將會在剩余空間產生很大的壓力，這種高壓困油反作用于齒輪上，間美國產生很大的徑向力。為了克服困油現象，一般采用在齒輪泵端蓋上開卸荷槽，借此將這部分油引入壓油腔。另外齒輪泵端蓋與齒輪、齒頂物泵體之間相互運動的間隙也很關鍵。間隙過大，摩擦力小，漏損大；間隙過小漏損小，但摩擦力增大，甚至卡住齒輪而燒毀電動機。一般，軸向間隙以0.030.04mm為宜，徑向間隙以0.13

7、0.16mm為宜。齒輪泵是液壓泵中結構簡單、制造容易、工作可靠的一種液壓泵。多用于低壓系統(tǒng)中。、葉片泵葉片泵包括單作用葉片泵和雙作用葉片泵兩種。葉片定量泵 葉片定量泵主要由轉子、定子、葉片和端蓋等組成。葉片裝在轉子槽中，可徑向滑動。當電動機帶動轉子旋轉時，葉片將受離心力和葉片后面的系統(tǒng)壓力向外推動，使葉片緊緊貼在定子的內表面。相鄰的兩個葉片與端蓋和定子形成若干個密封著的工作空間，當轉子按旋轉時，葉片在定子的作用下工作空間將會出現由小變大吸油和由大變小排油，由于定子曲線是雙偏心的，所以每轉一次工作空間變化2次，即在輸送過程中起兩次作用。由于兩個吸油口與兩個壓油口處于對稱位置，無徑向力，因此轉子受

8、力平衡。但這種泵流量不可改變，是定量泵。葉片變量泵 葉片變量泵的流量和壓力是可調的，其原理和葉片定量泵基本相同。柱塞泵柱塞泵可分為軸向柱塞泵與徑向柱塞泵。斜盤式軸向柱塞泵 這種泵是在泵體內轉子的圓周上均勻分布7個與傳動軸平行的柱塞。在傳動軸轉動并帶動轉子旋轉時，靠斜盤來控制柱塞往復運動來完成吸油和壓油的過程。斜軸式軸柱塞泵 斜軸式軸柱塞泵的缸體是傾斜的（相對于傳動軸而言），通過萬向節(jié)頭與傳動軸一起轉動，并帶動中間軸，使缸體繞自身軸線回轉，同時又使柱塞在缸孔內作往復直線運動，完成吸油與壓油動作。其工作原理與斜盤式軸向柱塞泵相同。徑向柱塞泵 徑向柱塞泵工作原理與軸向柱塞泵類似，它也是利用柱塞的往復

9、直線運動完成吸油與壓油的過程。柱塞徑向排列在轉子體中。定子和轉子存在偏心距，由于柱塞經過上半周時柱時向外伸，轉子工作空間增大吸油，柱塞經過下半周時向里壓入排出油。各種油泵的性能比較葉片泵、齒輪泵、柱塞泵性能比較性 能葉片泵齒輪泵柱塞泵最高輸出壓力普遍較高；高性能的葉片泵最高可達17.5MPa普遍較低；但是目前最高可達21MPa一般都是高壓的可達50MPa運轉效率平均效率普遍較高普遍較低最高輸出壓力對效率的影響低壓時效率低，高壓時效率不是很低，由于泵內壓力遞增分布比例單一，所以設計時要選用合適的型材和剛性好的材料一般在高壓時很低但最近由于材質的改變有所改善在允許使用壓力范圍內都高油的粘度對效率的

10、影響影響不大當油的粘度降低時，效率也將明顯降低影響最小主要磨損對效率的影響磨損時效率降低不大，定子和葉片雖有磨損也可由葉片補償磨損大時效率也將大大降低磨損大時效率也將大大降低轉 速一般較高，最高可達2700r/min,最低轉速控制在600 r/min（再低時葉片就飛不出來了）普遍較低，但最近已有最高轉速為4000r/min一般轉速不高，但是用于航空工業(yè)卻非常高（5000r/min）最低的比葉片泵的還低軸承壽命采用壓力平衡方式在軸承上不承受負載，所以壽命長。但對可變速的，軸承將承受負載因為軸承上承受很大負載，所以壽命短因為軸承上承受有大的負載，所以通常選用多個軸承結構對灰塵的敏感性可動零件間的配

11、合間隙小，所以一對細小塵物很敏感。當粘附灰塵大時，將引起拉傷或燒毀因為間隙比較大，一般情況下不易受到影響，但要避免過大的灰塵因為使用壓力高，可動零件間間隙比葉片泵還小，所以對灰塵很敏感保養(yǎng)零件數量及結構性零件多，加工精度要求高，結構比較復雜零件少，結構比較簡單零件多，結構比較復雜，加工精度要求普遍都高零件的互換性零件的互換性良好零件的互換性差零件的互換性一般對維修的適應性拆裝容易，好維修拆裝較困難現場維修非常困難對油粘度的適應性要求靈敏時，粘度適應范圍小，但對效率沒有很大影響在不很靈敏的情況下，適應范圍寬，但效率將受到很大的影響要求靈敏時，粘度適應范圍小，但對效率影響不大起動性能即使在高粘度油

12、時，因為起動扭矩比較小，也可以急速起動當起動轉矩大時，不能急速起動與齒輪泵大體相同允許吸入真空度不允許有大的真空度允許真空度大允許真空度小運轉聲一般較小，但單級高壓葉片泵比一般要大一般聲音小一般聲音大變量輸出一般為定量型，帶有壓力補償變量方式的設有壓力平衡型一般沒有變量方式具有多種變量方式，應用最廣泛價格及其他一般價格比齒輪泵高一般價格便宜平均價格最高液壓執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件是把液壓泵產生的液壓能轉變?yōu)闄C械性能的裝置，它包括液壓缸（實現往復運動）和液壓馬達（實現旋轉運動）兩大類。一、液壓缸的種類液壓缸是把液壓泵產生的液壓能轉變?yōu)橹本€運動的機械能的一種執(zhí)行元件。常用的液壓缸種類很多，常見

13、的有：單作用液壓缸 此類液壓缸只能在一個方向供給動力。即液壓缸的一腔通壓力油向前移動，返回時靠外力或彈簧復位。雙作用液壓缸 雙作用液壓缸能在兩個運動方向傳遞動力。由于液壓缸兩腔面積不等，當壓力相等時，兩端帶活塞桿液壓缸 這種液壓缸的特點是兩個運動方向的有效面積是相等的，因此力和速度在兩個方向具有同等值。伸縮套筒式液壓缸 這種液壓缸 的結構較特殊，具有如同望遠鏡式的伸縮缸。其優(yōu)點是可在較小的安裝空間內獲得大的液壓缸行程。 二、液壓缸的結構 液壓缸主要由地蓋、缸筒、端蓋、活塞、活塞桿、襯套、活塞桿密封、防塵環(huán)及拉緊螺栓組成。活塞由于在缸內做往復運動，必須選用優(yōu)質材料內表面具有很低的表面粗糙度。液壓

14、控制元件在液壓系統(tǒng)中，流體的壓力、流量和流動方向是由各種液壓閥來控制的。所有閥都是由閥體、閥心和閥的動力源三部分組成。液壓閥包括三種：壓力閥、流量閥、方向閥。1、壓力閥 在液壓系統(tǒng)中控制液壓泵的供油壓力或控制系統(tǒng)中某一局部油路的壓力值的閥稱為壓力閥。壓力閥按用途分：溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥、背壓閥和壓力繼電器等。溢流閥：溢流閥是一種過載保護裝置，所以也叫安全閥。它既可以使系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定不變，也能在一定范圍內進行壓力調節(jié)。按其結構原理分為：直動式和先導式兩種。減壓閥：應用減壓閥可以在液壓系統(tǒng)中得到比主油路壓力低的壓力。這種閥按其性能分直動式和先導式兩種。順序閥：順序閥大多用于控制執(zhí)行機構

15、的順序動作。它有兩種基本結構：即直動式和先導式兩種。壓力繼電器：壓力繼電器是將液壓信號轉換為電信號的一種元件，當工作系統(tǒng)的油液壓力到達調定數值時，發(fā)出電信號，以操縱電磁鐵、繼電器等電器元件的動作來實現系統(tǒng)的順序動作或互鎖。2、流量閥 流量閥可以改變液壓流量斷面而調節(jié)用油裝置的運動速度。流量閥能無級地進行速度控制。它有節(jié)流閥和調速閥兩種。3、方向閥 方向閥包括換向閥和單向閥兩種。換向閥用于控制油流方向或切斷、接通油流；單向閥用于控制油流作單一方向流動。換向閥按操縱方式分為：電磁換向閥、液動換向閥、機動換向閥、手動換向閥等；按滑閥位置分為：二位、三位或多位換向閥；按接通油口分為：二通、三通、四通、

16、五通換向閥等。換向閥 換向閥利用閥心在閥體內的運動來改變油的通路，變換油流的方向，以推動執(zhí)行機構。液壓泵的維修齒輪泵的維修 齒輪兩側面與配油盤或泵蓋磨損后，其配合間隙裨益產品圖樣規(guī)定值增大在30%左右?？捎醚心サ霓k法進行修復。 軸用旋轉油封件或其他密封件失效、喪失密封性時，應當更換密封件，并對密封件質量精心檢查。安裝時要注意唇口方向，且不要損壞密封唇口。 泵的容積效率比規(guī)定值降低在10%15%時，辱國繼續(xù)使用下去，不僅降低整個系統(tǒng)效率，而且還會造成無法修理的后果。2、葉片泵的維修 定子圈內表面有異常磨損或有條痕存在，會造成壓力波動和產生噪音。因此，必須對定子圈內表面在專用機床上進行研磨，如果定

17、子圈內表面不嚴重可用油石進行研磨，使內表面光滑。對不能修復的應更換。 配油盤有條狀劃痕等缺陷時，可用研磨的方法進行修復。 個別葉片磨損、膠粘、折斷，應清洗或更換葉片。 轉子端面有劃痕或磨損點與金屬膠合，須進行修磨，同時要對葉片寬度和定子圈厚度作相應的修磨，使轉子、葉片、定子圈三者的配合間隙達到規(guī)定值。 軸用旋轉油封件或其他密封件失效，喪失密封性能時，應當更換密封件，并對密封件精心挑選。安裝時要注意唇口方向，且不準損壞密封唇口。液壓缸的維修活塞桿表面有劃痕，造成漏油（每23分鐘滴一滴），可以對活塞桿表面用涂刷膠液或銀焊的方法進行修復?；钊麠U表面有較嚴重銹蝕或在活塞桿工作長度內表面上鍍鉻層脫落嚴重

18、時，可以先進行磨削，之后進行鍍鉻修復?；钊麠U上防塵圈已經不起防塵作用，灰塵、沙子等進入液壓缸，使活塞桿表面磨損。應更換密封件?；钊麠U彎曲變形大于圖樣規(guī)定值的20%時，須進行校正修復。液壓缸內泄露超過產品圖樣規(guī)定值的三倍以上時，由于內漏造成液壓缸輸出力減少，應檢查內泄露原因，若是密封件失效，應更換密封件；若是活塞磨損后間隙過大，應重新進行配研修復。液壓缸兩端蓋處有外漏，可能是端蓋處密封件老化、破損，應更換密封件；也可能是緊固螺釘松動，應緊固；也可能因螺釘過長未壓緊端蓋，應檢查更換。液壓閥的維修閥心與閥體孔磨損后，其配合間隙比產品樣本圖樣規(guī)定值增大20%25%時，須重做閥心并對孔進行研磨或修復。錐

19、閥心與閥座的圓錐面接觸不良，密封性差時，應進行研配修復。調壓閥彈簧彎曲或折斷時，應更換彈簧。密封件老化、失效，應更換密封件。調整件不齊全，須配齊。 閥類元件出現工作異常，如卡死、失靈、遲緩等毛病，要進行清洗。故障現象原因分析排除對策(一)無壓力1主閥故障(3)主閥芯復位彈簧折斷或彎曲，使主閥芯不能復位(3)更換彈簧2先導閥故障(1)調壓彈簧折斷(1)更換彈簧(2)調壓彈簧未裝(2)補裝(3)錐閥或鋼球未裝(3)補裝(4)錐閥碎裂(4)更換3裝錯進出油口裝錯糾正4液壓泵故障見表3，3見表3-3(二)壓力升不高1主閥(錐閥)有故障(1)主閥芯錐面封閉性差1)主閥芯錐面磨損或不圓更換并配研2)閥座錐

20、面磨損或不圓3)錐面處有臟物粘住清洗并配研4)主閥芯錐面與閥座錐面不同軸修配使之結合良好5)主閥芯工作有卡滯現象，閥芯不能與閥座嚴密結合修配使之結合良好(2)主閥壓蓋處有泄漏(如密封墊損壞，裝配不良，壓蓋螺釘有松動等)(2)拆開檢修，更換密封墊，重新裝配，并確保緊固螺釘擰緊力均勻2先導閥故障(1)調壓彈簧彎曲，或太弱，或長度過短(1)更換彈簧(2)錐閥與閥座結合處封閉性差(如錐閥與閥座磨損，錐閥接觸面不圓，接觸面太寬容易進入臟物或被膠質粘住)(2)檢修更換，使之達到要求故障現象 原 因 分 析 排 除 對 策(三)壓力突然升高 1.主閥故障 主閥芯工作不靈敏，在關閉狀態(tài)突然卡死(如零件加工精度

21、低，裝配質量差，油液過臟) 檢修，更換零件，過濾或更換油液 2先導閥故障(1)先導閥閥芯與閥座結合面突然粘住，脫不開(1)清洗修配或更換油液(2)調壓彈簧彎曲造成卡滯(2)更換彈簧(四)壓力突然下降1主閥故障(1)主閥芯阻尼孔突然被堵死 (1)清洗，過濾或更換油液(2)主閥芯工作不靈敏，在開啟狀態(tài)突然卡死(如零件加工精度低，裝配質量差，油液過臟) (2)檢修更換零件，過濾或更換油液(3)主閥蓋處密封墊突然破損 (3)更換密封墊2先導閥故障 (1)先導閥閥芯突然破裂(1)更換閥芯 (2)調壓彈簧突然折斷(2)更換彈簧(五)壓力波動不穩(wěn)定1主閥故障 (1)主閥芯動作不靈活，有時有卡住現象(1)檢修

22、更換零件，壓蓋螺釘擰緊力應均勻 (2)主閥芯阻尼孔有時堵有時通(2)拆開清洗，檢查油質，更換油液 (3)主閥芯錐面與閥座錐面接觸不良，磨損不均勻(3)修配或更換零件 (4)阻尼孔孔徑太大，使阻尼作用差(4)適當縮小阻尼孔孔徑2先導閥故障 (1)調壓彈簧彎曲(1)更換彈簧濾油器沒有全部浸入油液的液面以下或油箱液面過低；葉片在轉子槽中卡死；液壓泵至油箱液面高度大于500mm等。經檢查，泵的轉向正確，濾油器工作正常，油液的粘度、溫度合適，泵運轉時無異常噪聲，說明沒有過量空氣進入系統(tǒng)，泵的安裝位置也符合要求。將液壓泵解體。檢查泵內各運動副，葉片在轉子槽中滑動靈活，但發(fā)現可移動的定子環(huán)卡死于零位附近。變

23、量葉片泵的輸出流量與定子相對轉子的偏心距成正比。定子卡死于零位，就是偏心距為零，因此泵的輸出流量為零。具體說，葉片泵與其他液壓泵一樣都是容積泵，吸油過程是依靠吸油腔的容積逐漸增大，形成部分真空，液壓油箱中液壓油在大氣壓力的作用下，沿著管路進入泵的吸人腔，若吸人腔不能形成足夠的真空(管路漏氣，泵內密封破壞)，或大氣壓力和吸入腔壓力差值低于吸油管路壓力損失(濾油器堵塞，管路內徑小，油液粘度高)，或泵內部吸油腔與排油腔互通(葉片卡死于轉子槽內，轉子體與配油盤脫開)等因素存在，液壓泵都不能完成正常的吸油過程。液壓泵壓油過程是依靠密封工作腔的容積逐漸減小，油液被擠壓在密封的容積中，壓力升高，由排油口輸送

24、到液壓系統(tǒng)中，由此可見，變量葉片泵密封的工作腔逐漸增大(吸油過程)，密封的工作腔逐漸減小(壓油過程)，完全是由于定子和轉子存在偏心距而形成的。當其偏心距為零時，密封的工作腔容積不變化，所以不能完成吸油、壓油過程，因此，上述回路中無液壓油輸入，系統(tǒng)也就不能工作。故障原因查明，螺釘，使定子、轉子和泵體的水平中心線互相重合，使定子相應排除方法就好操作了。排除步驟是，將葉片泵解體，清洗并正確裝配，重新調整泵的上支承蓋和下支承蓋螺釘，使定子、轉子和泵體的水平中心線互相重合，使定子死而不能調整的故障。2初始啟動不吸油如圖315所示的一個定量泵供油裝置的回路系統(tǒng)中，液壓泵初始啟動時不能吸油。初始啟動有兩種情

25、況： 1)新安裝的被調試過的液壓設備，以及較長時間(幾個月以上)未開動過的設備。初始啟動時，必須向液壓泵內灌滿油液(特別是葉片泵和柱塞泵)，以排除泵內空氣，并潤滑泵內各運動件，使泵能正常工作起來。否則，泵內零件將急劇磨損，甚至被破壞。例如，葉片泵的葉片和轉子槽因潤滑不好，而甩不出來或進入不到轉子槽內，將導致劃傷定子內曲面，甚至折斷葉片。同樣，柱塞 圖315 定量泵供油泵內因無油液，滑靴與配流盤之 裝置回路間形不成靜壓而造成劇烈磨損。另外，由于空氣有壓縮性，使泵內排不出的空氣產生很大的振動和異常噪聲，導致液壓油吸不上去。 2)間斷性使用的液壓設備。液壓泵內已進入一些空氣，但泵內肯定還有一定量的液

26、壓油，這說明液壓設備停用時間不長，此時，就不一定再向泵內灌油，灌油是比較麻煩的，可采用其他措施排除泵內空氣，使液壓泵正常運轉。本例系統(tǒng)中，因為泵的容量小，吸油性能差，初始啟動若屬后一種停機時間較短的情況，由于溢流閥調定壓力較高，三位四通閥中位機能為Y型，所以液壓泵的排油管路被封閉，這樣，泵啟動后，泵內和排油管內空氣無法排出去，泵吸油腔不能形成部分真空，因此液壓油吸不上去，若將三位四通換向閥的中位機能改為H型，排油管內的空氣和泵內部分空氣可以經過換向閥排到油箱中，液壓泵的吸油腔就能形成部分真空，因此泵就能正常吸油。另外，也可以將泵排油側的壓力表接頭緩緩放松，使之排氣，待到空氣排凈后，再擰緊接頭；

27、或將溢流閥的調節(jié)壓力降到最低值，待液壓泵正常工作后，再重新調定液壓系統(tǒng)的壓力值。采取以上措施都可以使液壓泵初始啟動時，保證正常吸油過程。3液壓泵異常發(fā)熱液壓泵發(fā)熱異常有時是因回路設計不周而引起的。如圖3-16所示回油節(jié)流調速系統(tǒng)，由于液壓缸快退時，不需要高達20左右，經檢查發(fā)現，液壓泵的外泄油路接在泵的吸油管上去了，因而泵殼體內的熱油又全部進入泵的吸油腔，再一次使溫度升高。液壓油的溫升高，其粘度顯著下降，低粘度的油液使之泄漏量加大，促使發(fā)熱量更大。造成惡性循環(huán)，造成泵的殼體異常發(fā)熱，運轉不正常?？梢?，系統(tǒng)中液壓泵的外泄管路接入吸油管路是不妥的，應直接回油箱，使熱油在油箱內充分散熱后再參與系統(tǒng)的

28、油液循環(huán)。 4雙泵合流激發(fā)流體噪聲 圖3-17為雙泵供油系統(tǒng)，泵l為高壓小流量泵，泵2為低壓大流量泵。圖3-17 雙泵供油系統(tǒng)示例1一高壓泵2-口低壓泵 3-液控順序閥 4一單向閥 5-溢流閥當系統(tǒng)執(zhí)行機構快速運動時，泵2輸出的油經單向閥4與泵1輸出的壓力油共同向系統(tǒng)供油。當工作行程時，系統(tǒng)壓力升高，打開液控順序閥(卸荷閥)3使大流量泵2卸荷，這時由泵1單獨向系統(tǒng)供油，其系統(tǒng)工作壓力由溢流閥5調定。單向閥4在系統(tǒng)工作壓力作用下關閉，這種雙泵供油系統(tǒng)由于功率損耗小，所以應用較多。但發(fā)現在快速運動時，即雙泵合流時，液壓泵及輸出管路產生異常噪聲。液壓泵噪聲的一般原因是：吸油管或濾油器堵塞；泵內吸進空

29、氣，困油與氣蝕現象； 壓力與流量脈動；泵殼體固定不牢靠；泵軸與電動機軸不同軸；泵內零件損壞，運動部件卡死或不靈活等(見表3-3)。但對該系統(tǒng)進行檢查，均不屬于上述原因。經反復檢驗，發(fā)現是由于雙泵輸出油液合流位置距離泵的出口太近，測出距離約為100m。這是因為液壓泵的排油口附近液體流動呈紊流狀態(tài)，紊流將會產生大量旋渦，就會產生撞擊和振動，而且油液合流處距離泵口越近此種現象越強烈。雙泵快速供油系統(tǒng)中，液壓油在泵出口近處合流，于是兩股渦流匯合，流動方向急劇改變。此時，一方面產生液壓沖擊和發(fā)出強烈振動而激發(fā)出噪聲，同時將產生局部真空，油液中便析出氣泡，氣泡運動到高壓處，被壓縮破裂，出現氣蝕現象，并發(fā)出

30、氣蝕噪聲。另外，流體的沖擊與振動，必然導致機械零件的變形與振動，引起機械噪聲。若雙泵排油管合流處距泵口大于200mm，噪聲就能基本消除。這是因為此時流體沖擊與振動已經減弱，能平緩地流動。因此流體噪聲與機械噪聲也大大減弱。按此措施實施之后，基本上消除雙泵合流而激發(fā)的流體噪聲。 圖318定量泵壓力 控制回路示例32 壓力控制回路故障原因與排除 1系統(tǒng)調壓與溢流不正常 (1)溢流閥主閥芯卡住 如圖318所示的壓力控制回路中，液壓泵為定量泵，三位四通換向閥中位機能為Y型。所以，液壓缸停止工作運行時，系統(tǒng)不卸荷，液壓泵輸出的壓力油全部由溢流閥溢回油箱。系統(tǒng)中的溢流閥通常為先導式溢流閥，這種溢流閥的結構為

31、三級同心式。三處同軸度要求較高，但這種溢流閥用在高壓大流量系統(tǒng)中，調壓溢流性能較好。將系統(tǒng)中換向閥置于中位，調整溢流閥的壓力時發(fā)現，當壓力值調在1OMPa以下，溢流閥正常工作，而當壓力調整到高于1OMPa的任一壓力值時，系統(tǒng)會發(fā)出象吹笛一樣的尖叫聲，此時，可看到壓力表指針劇烈振動，并發(fā)現噪聲來自溢流閥。其原因是因為在三級同軸高壓溢流閥中，主閥芯與閥體、閥蓋有兩處滑動配合，如果閥體和閥蓋裝配后的內孔同軸度超出規(guī)定要求，主閥芯就不能靈活的動作，而是貼在內孔的某一側作不正常運動。當壓力調整到一定值時，就必然激起主閥芯振動。這種振動不是主閥芯在工作運動中出現的常規(guī)振動，而是主閥芯卡在某一位置(此時因主

32、閥芯同時承受著液壓卡緊力)而激起的高頻振動。這種高頻振動必將引起彈簧、特別是調壓彈簧的強烈振動，并出現共振噪聲。另外，由于高壓油不通過正常的溢流口溢流，而是通過被卡住的溢流口和內泄油道溢回油箱。這股高壓油流將發(fā)出高頻率的流體噪聲。而這種振動和噪聲是在系統(tǒng)特定的運行條件下激發(fā)出來的，這就是為什么在壓力低于1OMPa時不發(fā)生尖叫聲的原因。經過分析之后，排除故障就有方向了。首先可以調整閥蓋，因為閥蓋與閥體配合處有調整余地，裝配時，調整同軸度，使主閥芯能靈活運動，無卡緊現象，然后按裝配工藝要求，依照一定的順序用定扭矩搬手擰緊，使擰緊力矩基本相同。當閥蓋孔有偏心時，應進行修磨，消除偏心。主閥芯與閥體配合

33、滑動面若有污物，應清洗干凈，目的就是保證主閥芯滑動靈活的工作狀態(tài)，避免產生振動和噪聲。另外，主閥芯上的阻尼孔，在主閥芯振動時有阻尼作用，當工作油液粘度降低，或溫度過高時，阻尼作用將相應減小。因此，選用合適粘度的油液和控制系統(tǒng)溫升過高也有利于減振降噪。(2)溢流閥控制容腔的壓力不穩(wěn)定 對于采用先導式溢流閥的壓力控制回路，常常是與二位二通電動換向閥組成卸荷回路。如圖319所示。將溢流閥的遠程控制口通過電動換向閥與油箱接通，當電磁鐵斷電時，二位二通電動換向閥被切斷，系統(tǒng)正常工作；當電磁鐵通電時，電動閥被接通，于是溢流閥主閥芯上部的壓力接近于零，閥芯向上抬到最高位置，由于閥芯上部彈簧較軟，所以這時壓力

34、油口的壓力很低，溢流閥便使整個系統(tǒng)在低壓下卸荷。但是，當此液壓回路安裝完畢，進行調試時，系統(tǒng)發(fā)生劇烈的振動和噪聲。經查尋發(fā)現，振動和噪聲產生于溢流閥。拆檢溢流閥，閥內零件、運動件配合間隙、閥內清潔度、安裝等方面都符合設計要求。將溢流閥裝在試驗臺上測試，性能參數均屬正常。而裝入上述系統(tǒng)就發(fā)生故障。經反復試驗與分析，發(fā)現卸荷回路中，溢流閥的遠程控制口到二位二通電磁閥輸人口之間的配管長度較短時，溢流閥不產生振動和噪聲；當配管長度大于1m時，溢流閥便產生振動，并出現異常噪聲。故障原因是由于增大了溢流閥的控制容腔(導閥前腔)的容積，容腔的容積越大越不穩(wěn)定，并且長管路中易殘存一些空氣，這樣容腔中的油液在二

35、位二通換向閥接通或斷開時，壓力波動較大，引起導閥(或主閥)的系統(tǒng)自激振蕩而產生噪聲。此種噪聲又稱之高頻嘯叫聲。因此，當對溢流閥進行遠程調壓或卸荷時，一般應使遠程控制管路越短，越細越好，以減小容積?；蛘咴O置一個固定阻尼孔，以減小壓力沖擊及壓力波動。固定阻尼孔就是一個固定節(jié)流元件，其安裝位置應盡可能靠近溢流閥遠控口，將溢流閥的控制容腔與控制管路隔開，這樣流體的壓力沖擊與波動將被迅速衰減，能有效地消除溢流閥的振動和嘯叫聲。由于溢流閥的遠程控制口的油液回油箱時被節(jié)流，將會增加控制容腔內油液的壓力，于是系統(tǒng)的卸荷壓力也相應提高了。為了防止系統(tǒng)卸荷壓力過分提高，固定節(jié)流元件的阻尼孔不宜太小，只要能消除振動

36、與噪聲即可。況且過小的孔容易堵塞，系統(tǒng)將無法卸荷。實踐證明，較大而長的阻尼孔控制流體穩(wěn)定性的效果優(yōu)于短而細的阻尼孔。圖3-19 先導式溢流閥壓力 控制回路示例(3)溢流閥回油液流波動 在如圖3-20所示的系統(tǒng)回路中，液壓泵1和2分別向液壓缸7和8供壓力油，換向閥5和6都為三位四通Y型電動換向閥。啟動液壓泵，系統(tǒng)開始運行時，溢流閥3和4壓力不穩(wěn)定，并發(fā)出振動和噪聲。從溢流閥的結構性能可知，溢流閥的控制油道為內泄，即溢流閥的閥前壓力油進入閥之后，經阻尼孔流進控制容腔，當壓力升高作用于閥上的液壓力克服調壓彈簧彈力時，打開錐閥口，待降壓后，油流經閥體孔道流進溢流閥的回油腔，與主閥口溢出的油液匯合后經回

37、油管路一同流回油箱。因此在溢流閥回油管路中，油的流動狀態(tài)直接影響溢流閥的調定壓力。為此，應將兩個溢流閥的回油管路分別接回油箱，避免相互干擾。若是由于某種因素，必須合流回油箱時，應將合流的回油管加粗，并將兩個溢流閥均改為外部泄漏型。即將經過錐閥閥口的油液與主閥回油腔隔開，單獨接回油箱，就成為外泄型溢流閥。(4)溢流閥產生共振 在圖3-21示例的液壓系統(tǒng)中，圖3-20 雙泵分別供油系統(tǒng)示例圖1、 液壓泵3、溢流閥 2、 5、6-三位四通電動換向閥 7、液壓缸試驗表明，只有一個溢流閥工作時，其調定壓力穩(wěn)定，也沒有明顯的振動和噪聲。當兩個溢流閥同時工作時，就出現上述故障。從液壓系統(tǒng)示例圖中可以看出，兩

38、個溢流閥除有一個共同的回油管路外，并沒有其他聯系。顯然，故障原因就是由于一個共同的回油管路造成的。圖3-21 溢流閥產生共振的系統(tǒng)圖示例a)改進前系統(tǒng) b)改進后系統(tǒng)1、2定量泵 3、個溢流閥 5、6、9、10單向閥 7-三位四通換向 閥 8一液壓缸 11一遠程調壓閥泵1和泵2是相同規(guī)格的定量泵，同時向系統(tǒng)供液壓油，三位四通換向閥7中位機能為Y型，溢流閥3和4也是同樣規(guī)格，分別裝于泵1和泵2的輸出口油路上，作定壓溢流用。溢流閥的調定壓力均為14MPa。啟動運行時，系統(tǒng)發(fā)出鳴笛般的嘯叫聲。經調試發(fā)現噪聲來自溢流閥。并發(fā)現當只有一側的泵和溢流閥工作時，噪聲消失，兩側泵同時工作時，發(fā)生嘯叫聲?？梢?，

39、噪聲原因是由于兩個溢流閥在流體作用下發(fā)生共振。根據溢流閥的工作原理可知，溢流閥是在液壓力和彈簧力相互作用下進行工作的，因此極易激起振動而發(fā)出噪聲。因此，與溢流閥相關的油流越穩(wěn)定，溢流閥就越能穩(wěn)定地工作，反之就不能穩(wěn)定地工作。在上述系統(tǒng)示例中，雙泵輸出的壓力油經單向閥后合流，發(fā)生流體沖擊與波動，引起單向閥振蕩，從而導致液壓泵出口壓力油不穩(wěn)定，又由于泵輸出的壓力油本來就是脈動的，因此泵輸出的壓力油將強烈波動，并激起溢流閥振動。又因為兩個溢流閥的固有頻率相同，故引起溢流閥共振，并發(fā)出異常噪聲。排除這一故障，較簡單的方法是換上兩個大容量的溢流閥，或者在滿足液壓缸工作要求的前提下，將兩個溢流閥的調定壓力

40、值錯開1MPa左右，以避免共振發(fā)生。如果還不能徹底解決問題，應改進系統(tǒng)回路，如圖3-21b所示。即將兩個溢流閥的遠程控制口接到一個遠程調壓閥11上，系統(tǒng)的調整壓力由調壓閥確定，而與溢流閥的先導閥無直接關系，但是要保證先導閥調壓彈簧的調定壓力值必須高于調壓閥的最高調整壓力。這是因為遠程調壓閥的調整壓力范圍必須低于溢流閥的先導閥的調整壓力，才能有效工作，否則遠程調壓閥就不起作用了。 2減壓閥閥后壓力不穩(wěn)定在圖3-22中，液壓泵為定量泵，主油路中液壓缸7和8分別由二位四通電液換向閥5和6控制運動方向，電液換向閥的控制油液來自主油路。減壓回路與主油路并聯，經減壓閥3減壓后，由二位四通換向閥控制液壓缸9

41、的運動方向。電液換向閥控制油路的回油路與減壓閥的外泄油路合淳后返回油箱。系統(tǒng)中主油路工作正常，但在減壓回路中，減壓閥的下游壓力波動較大，致使液壓缸9的工作壓力不穩(wěn)定。究其原因，首先考慮減壓閥上游壓力的變化是會影響其下游壓力的，特別是當變 圖3-22 減壓閥后壓力不穩(wěn)定 系統(tǒng)示例圖1定量泵2溢流閥 3-減壓閥4一二位四通電動換向閥 5、6-二位四通電液換向閥 7、8、9-液壓缸 10-壓力表化壓力的最低值低于下游壓力時，將產生較大的影響。所以，當主油路執(zhí)行機構負載變化的工況中，最低工作壓力低于減壓閥的下游壓力時，回路設計就應采取必要的措施。經檢查分析，本系統(tǒng)是由于減壓閥外泄油路有背壓變化所造成的

42、。這是因為電液換向閥在高壓控制油液的作用下，瞬時流量較大，當在泄油管較長的情況下，產生較高的背壓。背壓增高，直接影響推動錐閥的壓力油的壓力，所以減壓閥的工作壓力升高。為了排除這一故障，應將減壓閥的外泄油路單獨接回油箱，而不會受到電液換向閥控制油路的影響。 3順序動作回路工作不正常動和沖擊。系統(tǒng)中設置遙控順序閥是為了避免液壓缸在推動負載運動過程中負載方向改變后，負載急劇向下擺動的故障。液壓缸產生振動和沖擊的原因是由于負載過中立位置向右下擺動時，液壓缸無桿腔壓力迅速降低，以致使進油路壓力不能打開遙控順序閥4，于是遙控順序閥4立即關閉，此時正值液壓缸在負載的拉動下迅速向右運動，有桿腔的油液迅速向外排

43、出，所以當遙控順序閥關閉時，就產生劇烈地振動和沖擊，使正在向右擺動的負載被迫停止運動。由于遙控順序閥關閉，液壓缸有桿腔的油液無法回油箱，使液壓缸無桿腔的壓力又迅速增高，此時就出現振動和沖擊。當液壓缸無桿腔的油液壓力增高使其進油路壓力能打開液控順序閥4的時候，液壓缸有桿腔的油液直通油箱，負載又向右下急劇擺動。這樣的過程重復發(fā)生，于是就形成振動和沖擊。當液壓缸拉動負載向左擺動時，在負載超過中立位置向左下擺動時，同時出現振動和沖擊現象。這種故障是由于設計不周所致，因此應按圖3-24b進行改進。在遙控順序閥4和5的出油管路上分別設置節(jié)流閥，以調節(jié)液壓缸的運動速度。當負載過中立位置，即負載方向與液壓缸運

44、動方向一致時，液壓缸回油腔內油液不能無限制地回油箱，而受到節(jié)流閥的調節(jié)作用。當節(jié)流閥的節(jié)流口調定后，通過節(jié)流閥的流量Q由下式決定。Q=CdA（2g/）p1000Ap式中 Q通過節(jié)流閥的流量(cm3s)；Cd流量因數(cm1/2)；A節(jié)流閥的開口截面積(cm2)；g重力加速度(cms2)；粘性。溶解于流體中的空氣量與流體表面接觸的空氣壓力有關。液壓泵工作時，如果吸油管路阻力很大，油液來不及填充泵腔，造成局部真空，形成低壓。當壓力低到油的“空氣分離壓”時，工作油液內溶解的空氣就大量分解出來，游離成氣泡。如果形成的壓力極低，達到油的飽和蒸汽壓時，則油的蒸汽和空氣一起大量析出，形成油的沸騰現象。隨著泵

45、的運轉，這種混在油中的氣泡一起被帶進高壓區(qū)。由于高壓作用，氣泡被擊破，然后迅速縮小、溶解和消失。在氣泡被擊破的瞬時，局部范圍產生幅值很大的高頻沖擊力，有時可高達150200MPa，還伴隨有局部高溫。這種高頻液壓沖擊作用，一方面要對元件的金屬表面引起破壞作用，產生金屬剝落、麻點等所謂“氣蝕”現象，另一方面使泵產生很大的壓力波動，激發(fā)成高頻噪聲。排除方法有： 1)增加吸油管直徑，減少或避免吸油管道的彎曲，以降低吸油速度，減少管道阻力。 2)選用適當的吸油濾油器，并且要經常檢查清洗，避免阻塞。 3)液壓泵的吸人高度要盡量小(500mm)。 4)避免因油的粘度過高而產生吸油不足。 5)使用正確的配管方

46、法，如圖3-32所示。 2液壓泵的吸空現象液壓泵的吸空主要是指泵吸進的油中混有空氣。這種現象的發(fā)生不僅容易引起氣蝕，增加噪聲，而且還影響液壓泵的容積效率，使工作油液容易變質，所以這是液壓系統(tǒng)中不允許存在的現象。產生吸空現象的原因還有：油箱中的油液不足；吸油管浸入油箱太淺；吸油泵吸油位置太高；油液粘度太高；液壓泵的吸油口通流截面過小，造成吸油不暢；濾 “爬行”使運動件產生大距離地跳動。“爬行”現象是很有害的，因此消除“爬行”現象對于改善液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高機床加工精度是非常重要的。1驅動剛性差引起的“爬行” 空氣進入油液中后，一部分溶于壓力油液中，其余部分就形成氣泡浮游在壓力油中。因為空氣有壓縮

47、性，使液壓油產生明顯的彈性，造成驅動剛性差而引起“爬行”?？諝饣烊胍簤合到y(tǒng)中的原因是：1)在往復運動的零件之間，需要有一定的配合間隙，空氣易從這些間隙混入。2)液壓管接頭松動或密封不嚴，空氣由此進入系統(tǒng)中。3)液壓元件的精度差，密封件性能不良而造成各種泄漏。4)吸油管設置不當而吸人空氣?；蛞虮晃畚锒氯纬删植空婵?。5)油箱中油液不足或吸油管插入深度不夠造成吸油時吸入空氣。6)液壓系統(tǒng)中局部壓力低于空氣的分離壓力，使溶于油液中的空氣分離出來。7)系統(tǒng)設計不合理，在機床停止工作時，液壓缸左、右腔互通并通回油路，油液在位能作用下流回油箱，在系統(tǒng)中形成局部真空，空氣從各個渠道進入系統(tǒng)。針對上述原因，采取措施如下：1)在制造和修配零件時，應嚴格達到公差要求，裝配時要保證配合間隙。2)緊固各管道連接處，防止泄漏。3)均勻緊固各接合面處的連接螺釘，密封墊應均勻，不允許用多層紙墊。 4)油箱中進出油管應保持一定的距離，也可增加隔板使之隔開。5)清除附著于濾油器上的臟物，應采用容量