液压系统故障及例子分析

液压系统故障及例子分析
表3 液压缸常见故障及其排除方法
表5 压力阀常见故障排除方法
液压基本回路的故障很多，有由元件本身故障引起的，也有由于回路设计不当造成的，这里就几个典型的故障实例进行分析，希望能起到举一反三的作用。

例1：有一回油节流调速回路，该回路中液压泵异常发热。

该系统采用定量柱塞泵，工作压力为26MPa。

系统工作时，回路中各元件工作均正常。

检查：
发现油箱内油温为45℃左右，液压泵外壳温度为60℃。

另发现液压泵的外泄油管接在泵的吸油管中，且用手摸发烫。

原因：
液压泵的温度较油温高15℃左右，这是由于高压泵运转时内部泄漏造成的。

当泵的外泄油管接入泵的吸油管时，热油进入液压泵的吸油腔，使油的粘度大大降低，从而造成更为严重的泄漏，发热量更大，以致造成恶性循环，使泵的壳体异常发热。

措施：
排除液压泵异常发热的措施是将液压泵的外泄油管单独接回油箱。

另外，还可以扩大冷却器的容量。

例2：某双泵回路中液压泵产生较大的噪声。

检查：
发现双泵合流处距离泵的出口太近，只有10cm。

原因：
在泵的排油口附近产生涡流。

涡流本身产生冲击和振动，尤其是在两股涡流汇合处，涡流方向急剧变化，产生气穴现象，使振动和噪声加剧。

措施：
排除故障的方法是将两泵的合流处安装在远离泵排油口的地方。

例3：有一双泵系统，如图7.5.1所示。

该系统有两个溢流阀，它们的调定压力均是14MPa，
当两个溢流阀均动作时，溢流阀产生笛鸣般的叫声。

图7.5.1 溢流阀回路
检查：
溢流阀产生笛鸣般啸叫声的原因是两个溢流阀产生共振。

原因：
因为两个阀调定压力一样、结构一样，所以固有频率相同，从而产生共振。

措施：
排除故障的方法有三个。

第一个处理方法是将两个溢流阀的调定压力错开，一个为14MPa，一个为13MPa。

一般来说，调定压力错开1MPa就可以避免共振。

但液压缸工作在13MPa以下时，液压缸速度由两个泵供油量决定。

若缸的工作压力在13MPa～14MPa之间时，缸的速度由一个泵的供油量决定；
第二个处理方法是用一个大流量的溢流阀代替原来的两个溢流阀，其调定压力仍为14MPa，见图7.5.2所示；
图7.5.2 改进后的溢流阀回路
第三个处理方法是增加一个远程控制阀3，将远程控制阀与溢流阀远控口相连通。

图中阀3的调定压力比阀1、2的调定压力低1MPa以上，并在两上溢流阀的远控口处安装节流元件4、5，用以增加溢流阀的调压稳定性，见图7.5.3所示。

图7.5.3 改进后的溢流阀回路
例4：现有如图7.5.4所示减压回路。

图中缸4为工作缸，缸5为夹紧缸。

缸5将工件夹紧
后，由缸4带动刀具进行切削加工，加工完毕，发现零件尺寸超差。

图7.5.4 减压回路
检查：
现场了解的情况是：溢流阀1调定压力为10MPa，减压阀3调定压力为3MPa，缸4
的动作循环是快进-切削加工-快退。

从压力表6上所见，快进时，只有0.5MPa。

原因：
减压阀3的入口压力太低，所以阀的出口压力更低，造成工件窜位。

措施：
排除故障的方法有二个。

第一个处理方法是在缸4的进油路上，安装一个顺序阀2，其调节压力为3.5MPa，这
样不管液压缸4是什么工况，均能保证减压阀工作所需要的进油压力，见图7.5.5所示；
图7.5.5 改进后的减压回路
第二个处理方法是在减压阀3前安装一个单向阀8，而不安装顺序阀。

当缸4压力小于
减压回路的压力时，单向阀封死，从而保证夹紧缸5所需的压力，见图7.5.6所示。

图7.5.6 改进后的减压回路
这两个措施对比而言，后者的经济效益更好些。

例5：图7.5.7为液压平衡回路。

该回路要求液压缸工进到位，立刻停止。

但操作才发现，
当工进到位，换向阀处于中位时，液压缸并不停止，仍向下偏离指定位置一小段距离。

碰伤
刀具与工件。

图7.5.7 液压平衡回路
检查：
该系统中采用O型机能的换向阀。

原因：
当液压缸加工到位，换向阀处于中位时，因为是O型机能，所以将液压缸无杆腔的压力油封住，在此压力油作用下，液控单向阀被打开，使活塞下降一小段距离，偏离接触开关，这样下次发讯时，就不能正确动作，并将刀具、工件碰伤、造成事故。

措施：
为排除此故障，可将O型机能换向阀换成Y型即可。

例6：图7.5.8所示为进油节流调速回路。

该回路要求完成快进-加工-快退。

希望动作转换时平稳、无冲击、转换时停位准确。

但液压缸由加工转为快退时，停位不准确，有瞬时前冲，
然后才快退，影响了加工精度，有时还损坏工件与刀具。

图7.5.8 进油节流调速回路
检查：
该系统出现这个故障是由于油路设计不合理造成的。

原因：
当液压缸进行慢速加工时，二位四通阀1与二位二通阀2均处于右位。

当转为快退时，由于二通阀与四通阀的动作不同步，如二位二通阀先动作，已换为左位工作。

二位四通阀尚未动作，仍在右位，这样就造成了液压缸瞬时前冲，造成事故。

措施：
排除故障的方法有二个。

第一个处理方法是增加一个单向阀，改进后的油路见图7.5.9所示。

当工进转快退时，只让三位四通换向阀换位即可完成，避免了图7.5.8中两阀不同步的问题。

图7.5.9 改进后的进油节流调速回路
第二个处理方法是当工进转快退时，通过延时电路保证二位四通阀动作后，二位二通阀再动作。

例7：图7.5.10所示为顺序动作回路。

图中A、B两缸动作顺序为A缸动作到位，B缸执行相应的动作。

但工作中发现A缸作低速运动时，A、B缸同时动作。

图7.5.10 顺序动作回路
检查：
现场调查发现，A缸负载为B缸负载的一半，溢流阀的调定压力比顺序阀高1MPa。

原因：
故障产生的原因是A缸作低速运动时，节流阀起节流作用，即开口较小，泵出口压力升高，打开溢流阀实现溢流。

同时泵出口压力超过了顺序阀的调定压力，所以缸A动作的同时，缸B也动作。

措施：
故障排除的方法是采用外控顺序阀来代替图中的内控顺序阀，外控顺序阀的控制口与图中b点相连。

外控顺序阀直接由缸A的负载压力来控制。

因为缸A的负载只有月的一半，所以外控顺序阀的调定压力比缸A的负载压力高0.5MPa以上。

这样，缸A运动时，缸B绝对不会运动，只有缸A运动到位，压力升高，才能打开顺序阀，使缸B运动，从而保证了缸A 先动缸B后动的顺序，见图7.5.11所示。

图7.5.11 改进后的顺序动作回路
思考题
7．1 现有进油节流调速回路如图所示。

该回路中液压缸完成快速进给、慢速加工、快速退回工作循环，液压缸的负载大，负载变化也很大。

工作中发现液压缸在慢速加工时速度变化太大，需要对原回路进行改进，如何改进该回路，才能保证液压缸在工作进给时速度不
发生变化，说明原因。

答案：把换节流阀为调速阀，如下图所示。

7．2 减压回路如图所示。

缸1和缸2分别进行纵向加工和横向加工。

现场观察发现，在缸2开始退回时，缸1工进立即停止，直至缸2退至终点，缸1才能继续工进。

试分析故
障原因并提出解决办法。

题7.2图
思考：在减压阀入口前加装一个单向阀是否可以？——不行！为什么？缸1不动。

答案：缸2右端处加一个单向顺序阀，如下图所示。